忻州广宇煤电有限公司脱硫改造工程烟囱防腐改造方案忻州广宇煤电有限公司二〇一一年二月一．工程概况：1、脱硫工程概况目前机组脱硫采用石灰—石膏湿法烟气脱硫工艺进行烟气脱硫改造，本脱硫工程2010年9月9日正式开工，计划于2011年6月30日投产。

不设GGH，1炉1塔，脱硫设计煤种收到基硫份为2.0%，吸收塔入口SO2浓度为4837mg/Nm3。

脱硫装置脱硫效率不低于97％，可用率不低于98％。

脱硫后的烟气为饱和湿烟气，烟温低、湿度大、自拔力小。

脱硫湿烟气的腐蚀类型包括硫酸、亚硫酸、盐酸、氢氟酸等，烟气等级为强腐蚀性。

烟囱在含有腐蚀性介质的烟气压力和湿度的双重作用下，结露形成的冷凝物具有很强的腐蚀性，对烟囱内侧结构致密度差的材料产生腐蚀，影响结构耐久性。

依据国际工业烟囱协会（CICIND）的设计标准：燃煤电厂脱硫烟囱应按强腐蚀烟气等级来设计。

本工程共一根烟囱，#1、2炉共用一根，为单筒钢筋混凝土烟囱，耐酸砖内衬，为适用脱硫湿烟气的使用条件，必须对其内壁进行防腐处理。

防腐涂层必须满足脱硫系统运行或因检修及事故工况脱硫系统停止运行两种状态下烟气介质环境。

2、原烟囱基本情况该烟囱结构为单筒形式，钢筋混凝土外筒内衬釉面耐酸耐火砖砌体。

耐酸耐火砌块使用了两种，一种为烧制的耐酸耐火砌块，用量约55%；另一种砌块为机械压制的耐酸耐火砌块，成分主要是耐酸胶泥、陶土等，用量约45%。

两砌块均有一面釉面，砌体采用耐酸胶泥砌筑。

烟囱总高度180m，顶部出口内筒直径6m，内部防腐面积约为6430m2，其中：底部积灰平台面积200m2，灰斗面积约15 m2。

具体工程量由承包商自行核算。

详细图纸内容由投标方现场调研时与业主方联系查阅。

烟囱外筒为钢筋混凝土结构，内筒为分段支承在钢筋混凝土环梁上的耐酸砌体，自里向外的结构组成依次为200mm厚耐酸砌块，80mm厚现浇发泡聚氨酯隔热层、550mm~250 mm钢筋混凝土筒壁,详见忻州热电厂2×135MW机组土建专业施工图（图号F18517-T0303）钢筋混凝土烟囱筒身施工图。

烟囱已运行了三年半多，烟囱砌体内衬有附着烟渍或局部脱落现象的可能。

烟囱各部分尺寸数据表3、烟囱运行条件在脱硫岛正常运行时，烟囱入口的烟气参数如下表所示：表1 脱硫岛正常运行时，烟囱入口的烟气参数在脱硫停运时，烟气有可能从旁路直接进入烟囱，烟囱入口的烟气参数如下表所示。

表2 烟气旁路运行时，烟囱入口的烟气参数注：在实际运行过程中，#1锅炉的出口烟温与设计烟温偏差较大，夏季锅炉出口烟温最高可达160℃、冬季锅炉出口烟温可达145℃；#2锅炉出口烟温与设计值基本吻合。

4、烟气时间条件烟气通流时间为锅炉年运行小时。

本工程按每年5000小时考虑，通过FGD 时间为4900小时，从旁路烟道直接进入烟囱入口时间为100小时。

投标单位在防腐设计时要充分考虑以下三种工况下烟气情况的防腐要求：a、脱硫后的烟气b、混合烟气（一台炉脱硫净烟气及一台炉不脱硫原烟气）c、原烟气未脱硫烟气从旁路烟道进入烟囱为瞬间时间，小于15秒（旁路档板开启时间）。

应充分考虑热应力冲击和烟气冲刷对防腐系统的损害程度，在设计中留足余量，确保25年寿命。

二．萨维真防腐方案：1整体方案介绍本烟囱防腐工程中采用进口美国萨伟真防腐涂料。

根据提供的烟囱具体参数和实际情况，首先对烟囱基体进行喷砂处理，然后对牛腿、基体损坏部位及裂缝处等重点部位进行全部修补，达到美国萨维真烟囱防腐喷涂施工要求时再进行喷涂作业。

防腐方案具体内容：（1）烟囱积灰平台1米以内及烟囱底部积灰平台，采用NO.89高温隔膜和NO.54G耐酸耐火涂层。

具体内容为：内衬表面处理→安装T型铆钉，→喷涂耐温隔酸薄膜NO.89（厚度3.0mm）→喷浆萨伟真耐酸耐高温材料NO.54G（厚度15-30mm）（2）烟囱积灰平台1米以上，使用NO.440乙烯酯纤维衬里和NO.472乙烯酯涂层。

具体内容为：内衬表面处理→喷涂乙烯基酯纤维衬里NO.440（标高30米以下紊流区厚度1.1mm，标高30以上平流区厚度0.8mm）→喷涂乙烯基酯光滑面层NO.472（厚度0.3mm）铆钉烟囱筒壁砖表面有机.89耐磨层光滑面层纤维衬里底胶.550砖表面烟囱筒壁有机材料喷涂作业中2萨伟真材料介绍2.1性能介绍2.1 .1NO.440乙烯基酯纤维衬里物理特性：21℃操作时间30分钟21℃初始固化时间2小时组成双组份热膨胀系数 2.9*10-5/℃耐压强度(ASTM C-579) 548.4kg/cm2弹性压强(ASTM C-580) 365.6kg/cm2最高工作温度248℃最低工作温度-40℃收缩率<0.04%抗拉强度(ASTM C-307) 182.8kg/cm22.1.2 NO.472乙烯基酯涂层物理特性应用时间21℃操作时间30分钟21℃初始固化时间2小时对混凝土的粘接力(ASTM D-4541) 混凝土剥落组成双组份最高工作温度248℃固料含量70%厚度湿膜0.3毫米干膜0.21毫米2.1.3 NO.89隔离薄膜NO.89耐酸薄膜是一种耐高温抗腐蚀的高分子聚合物隔膜。

隔膜层的成份复杂，固化后能形成柔韧的，抗腐蚀能力强的隔膜。

能抵挡许多无机酸H2SO4，HCL，H3PO4及腐蚀性溶剂的侵蚀，这种材料对表面处理过的混凝土和基体有极好的粘结强度。

在-51℃至+150℃间,可以发挥底剂的最佳性能，低渗透性。

物理特性：闪点,T.O.C,最低温度38℃长期最高工作温度180℃喷沙抗磨性极好蒸汽渗透性76.2微米固体重量比69%比重 1.07公斤/升NO.89隔离薄膜在18℃-30℃下24小时固化成柔软、有弹性、不粘手的薄膜。

固化24小时后，整体衬里与砖衬里可安装在此隔膜上。

保护涂敷区域不潮湿直到隔膜干燥不粘手，高温会加速固化时间。

2.1.4 NO.54G耐磨耐酸材料经过半个多世纪的成功应用,萨伟真防酸混凝土No.54G是用于喷浆工程最基本的耐酸材料. 保护和修复受酸侵蚀的地方, 避免使用砖瓦的费用，停工期短。

(在21℃-27℃时, 24小时内可恢复正常运行)。

物理特性：颜色乳白色密度压力干喷浆 2.0g/cm3抗弯强度48.5kg/cm2最高使用温度677℃重量混合比(粉末与液体) 压力喷浆6:1弹性系数 2.18*105kg/cm2导热性(93℃-593℃)辐流式： 2.17-1.86*10-3cal·cm/cm2·sec·℃2.2化学特性：硅酸钾粘合、有机材料，ph值在0-7之间的酸和酸性盐(氢氟酸除外)，抗几乎所有的溶剂、油、包括所有浓度的硫酸、盐酸、硝酸，适用压力干喷浆，施工速度极快，材料固化后成为统一整体、无缝隙。

主要原材料的化学成分制造的工艺过程：萨伟真NO.440 B组分的组成和组分数据：乙烯基酯68492-68-2 <61%苯乙烯100-42-5 <25%二氧化钛713463-67 <11%水晶硅14808-60-7 <30%玻璃纤维<5%钙硅石13983-17-0 <5%水硅酸镁14807-96-6 <5%憎水性硅67762-90-7 <3%●萨伟真NO.472组分的组成和组分数据：组成CAS号码重量比乙烯基酯68492-68-2 <75%苯乙烯100-42-5 <30%二氧化钛13463-67-7 <10%憎水性硅67762-90-7 <3%●萨伟真NO.54 粉末：耐酸混凝土、萨伟真NO.54液体：组成CAS号码重量比乙烯基酯68492-68-2 <61%硅酸钾1312-76-1 <45%2.3萨伟真材料粘接性、耐酸性、抗渗透性、耐磨性、抗疲劳性分析2.3.1 粘接性：萨伟真NO.440乙烯基酯纤维衬里柔韧性弯曲试验。

详见下图：A、弯曲后，再快速反弹后变直，涂层丝毫没有脱落、开裂。

萨伟真涂层在钢板上的弯曲试验（一）B、模拟在烟道内钢板运动及热胀冷缩，抗拉、抗弯曲性强，不脱落、不开裂。

萨伟真纤维涂层在钢板上的弯曲试验（二）喷涂后现场照片2.3.2耐酸性、抗渗透性、耐磨性、抗疲劳性分析图1.纤维衬里横截面的光学显微镜照片图2 . 纤维衬里横截面的光学显微镜照片图1 ，图2的立体照片给出了钢铁上的涂层分层。

在图像中可以看到三个层次：底胶层，纤维层，光滑层。

图3.纤维衬里横截面的反光显微镜照片图4. 纤维衬里横截面的反光显微镜照片图像3和4是ZEISS AXIOMAT反光显微镜的纤维照片显示了同样的横截面分层。

在反光显微镜的照片中的底胶和光滑层要比立体光学显微镜分的更加清晰。

钢板镀层总体厚度变化从0.8mm到1.5mm。

底胶层厚度变化为75微米到325微米之间。

纤维镀层厚度变化为0.5毫米到1.25毫米之间。

光滑面镀层厚度变化为125微米到175微米。

2.3.3 电子显微镜测量图片5显示了两个纤维衬里横截面的后散射电子图像，可以使用X-射线能量色散谱仪检测镀层硫和氯的成分。

X-射线能量色散谱仪是一种技术通过电子束照射在元素上能够认证出在镀层区域里的元素的仪器，因而它是结合电子显微镜用于诊断的工具。

我们同样半量化的得出在镀层每一种元素的重量百分比。

A、横截面分析（耐酸性分析）图像6是由从10个X-射线能量色散谱仪测量分析光滑层和纤维衬里得出的（图5为相应横断面的显微图像）。

图6指出了大约3重量%的硫和2重量%的氯穿透镀层200微米，然后两者降到0.5重量%或者更少。

0.5重量%对于任何一个元素都是最低值，用这种技术或者很难测量。

美国独立测试机构检测显示：萨伟真的纤维衬里材料使用了10年后，氯和硫的渗透深度才只有275微米。

（测试用的纤维衬里数据是使用10年后从烟囱内取出的。

）图7.电子显微镜图像显示出纤维衬里的表面镀层的成像图8.电子显微镜显示纤维衬里的表面镀层的成像图9电子显微镜显示纤维衬里的表面镀层的成像B、表面分析（抗渗透性分析）图7，8，9显示了镀层表面第二次电子成像和后散射电子成像。

第二电子成像显示了最大的孔洞直径大约是100微米并且很浅（洞底能很简单的观测到）。

最显著的孔洞是在直径50到100微米之间。

特别小的孔洞也能够观测到，直径大约为5微米，不打算测量洞的深度。

X-射线能量色散谱仪分析在表面有3重量%的硫和1.9重量%氯。

C、电子显微镜背景（耐磨性、抗疲劳性分析）电子显微镜的电子束是用来使样品表面成像。

电子在表面散射是因为电子和表面原子反应的结果（后散射电子）或者经过多种反应（第二次散射电子成像）。

通过这些反应两个完全不同的图像会产生；第二次电子成像，后散射电子成像。

第二次电子成像和样品的布局有关，主要是用来监测断裂的表面。