烟囱防腐技术应用及可行性研究课件.ppt

1、2022年11月10日星期四烟囱防腐技术应用及可烟囱防腐技术应用及可行性研究行性研究烟囱运行面临的问题烟囱运行面临的问题烟囱防腐项目的技术路线烟囱防腐项目的技术路线烟囱防腐技术应用面临的问题烟囱防腐技术应用面临的问题烟囱防腐技术分类与发展烟囱防腐技术分类与发展典型烟囱防腐技术的应用研究典型烟囱防腐技术的应用研究主要内容主要内容烟囱防腐技术选型的简单介绍烟囱防腐技术选型的简单介绍烟气经湿法脱硫后温度显著降低至露点附近形成烟气经湿法脱硫后温度显著降低至露点附近形成PH值值1.32.5的的强腐蚀性冷凝液，对于无强腐蚀性冷凝液，对于无GGH烟囱，烟囱，600MW机组每小时冷凝液机组每小时冷凝液量高达量

2、高达810吨，同时低温烟气形成正压加速冷凝液向内壁腐蚀吨，同时低温烟气形成正压加速冷凝液向内壁腐蚀湿烟气进入烟囱形成湍流，携带液滴与粉尘对烟囱内壁产生强烈湿烟气进入烟囱形成湍流，携带液滴与粉尘对烟囱内壁产生强烈冲刷，伴随着腐蚀性冷凝液的腐蚀作用，内壁损伤更加严重冲刷，伴随着腐蚀性冷凝液的腐蚀作用，内壁损伤更加严重机组运行中会有多种原因使得烟气温度发生起伏导致烟囱内衬面机组运行中会有多种原因使得烟气温度发生起伏导致烟囱内衬面受热冲击的影响（或干湿变化），同时内衬材料可能因为烟气温受热冲击的影响（或干湿变化），同时内衬材料可能因为烟气温度超出材料许用温度导致失效度超出材料许用温度导致失效低温腐蚀低

3、温腐蚀烟气冲刷烟气冲刷温度起伏温度起伏腐蚀明显或严重的烟囱腐蚀明显或严重的烟囱29%华电集团华电集团79根烟囱腐蚀根烟囱腐蚀情况统计分析情况统计分析无无GGH烟囱腐蚀情况严重烟囱腐蚀情况严重有有GGH烟囱亦面临腐蚀问题烟囱亦面临腐蚀问题1.板材类板材类2.贴面类贴面类3.涂料类涂料类主要形主要形式式板材类板材类钛钢复合板、玻璃钢（钛钢复合板、玻璃钢（FRP）贴面类贴面类泡沫玻璃砖、玻化陶瓷砖泡沫玻璃砖、玻化陶瓷砖涂料类涂料类GD-APC杂化聚合结构层、玻璃鳞片、聚脲、萨伟真、杂化聚合结构层、玻璃鳞片、聚脲、萨伟真、RHF涂料、涂料、OM涂料、涂料、VP等等 钛钢复合板、贴面类内衬、钛钢复合板、

4、贴面类内衬、FRP内筒、内筒、GD-APC杂化聚合结构层杂化聚合结构层 二、烟囱防腐技术的发展与分类二、烟囱防腐技术的发展与分类新的技术标准缺乏；新的技术标准缺乏；专业人才、技术、经验缺少；专业人才、技术、经验缺少；产品技术混杂、招标实施不合理。产品技术混杂、招标实施不合理。市场情市场情况况国内电厂现场调国内电厂现场调研研36根采用不同根采用不同防腐技术的烟囱，防腐技术的烟囱，21根存在不同程根存在不同程度的腐蚀、磨损度的腐蚀、磨损或渗液现象。或渗液现象。受调研防腐技术主要为目前应用较为广泛的三大类材料类中的钛钢复受调研防腐技术主要为目前应用较为广泛的三大类材料类中的钛钢复合板、泡沫玻璃砖、玻

5、化陶瓷砖、合板、泡沫玻璃砖、玻化陶瓷砖、APC杂化聚合等杂化聚合等 三、典型烟囱防腐技术的应用研究三、典型烟囱防腐技术的应用研究钛金的应用发展1958年国内钛金工业开始建立20世纪80年代美国等国家开始应用于烟囱2003年漳州厚石电厂防腐原理 钛的耐蚀性来源于钝化膜表面处于稳定状态的介质。钛金属表面氧化性介质构成的钝化膜，在湿气、空气和许多含氧环境中几乎瞬间就形成且能自我快速修复。氧化膜的氧化程度越高，表面防腐能力越强。氧化条件氧化条件钝化膜的可能结构钝化膜的可能结构氧化程度氧化程度俗称俗称空气，6min100hTiO TiO2 TiO低、TiO2高金红石5%H2SO4,1820,10dTi5

6、O9 Ti6O11 较高 5%HCl,10dTi5O9 Ti6O11 较高 6%HNO3,10dTi5O9 Ti6O11 较高 技术面临的问题：技术面临的问题：钛材的选择工业纯钛牌号与化学成分性能：GB/T 8547-2006 焊接材料：GB/T3623 厚度应满足30年使用经了解，最近大唐黄岛电厂钛钢复合板发生泄露事故应用情况调研应用情况调研 玻璃钢（FRP）是一种纤维增强塑料，是由高级玻璃纤维和热固性树脂复合而成的兼具结构性和功能性的新型复合材料，其中玻璃纤维为增强相提供 FRP的强度和韧性，树脂为基体相提供 FRP的耐化学性。FRP材料具有优良的防腐能力，对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐

7、以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。材料概述应用发展情况FRP内筒目前是美国等国家的新建烟囱的主流防腐形式，截止到目前，美国90%的新建烟囱均采用的FRP内筒进行防腐，国内由于2006年使用FRP内筒的山东辛店某新建电厂施工失误导致整个内筒失火燃烧后，至今无大型电厂使用FRP内筒案例。目前FRP内筒主要用于小型发电厂以及部分电厂的烟塔合一项目。但最近已有某集团的新建电厂已经批准了采用玻璃钢内筒进行基建烟囱防腐，目前并未投产。FRP树脂与纤维的选择非常重要；树脂与纤维的选择非常重要；FRP缠绕过程的控制非常重要；缠绕过程的控制非常重要；由于由于FRP的成型特点（的成型特点（FRP为分段整体成型

8、），目前不太适用于改造烟囱；为分段整体成型），目前不太适用于改造烟囱；FRP内容对温度要求较高，对于温度可能出现起伏的烟囱来说，该内筒可能不太适用；内容对温度要求较高，对于温度可能出现起伏的烟囱来说，该内筒可能不太适用；技术面临的问题：技术面临的问题：材料的选择液体树脂指标：GB/T8237 阻燃性能：LOI 28/32（树脂含量大于35%）富树脂层玻璃纤维短切毡质量：GB/T17470结构层玻璃纤维缠绕纱、单向布：E型玻璃纤维布，GB/T18369，GB/18370项目数值项目数值环向抗拉强度标准值220MPa轴向抗拉强度标准值190MPa环向抗弯强度标准值420MPa轴向抗弯强度标准值14

9、0MPa轴向抗压强度标准值140MPa剪切弹性模量7000MPa轴向拉伸弹性模量16000MPa环向拉伸弹性模量28000MPa轴向弯曲弹性模量8000MPa环向弯曲弹性模量20000MPa泡沫玻璃砖防腐形式 泡沫玻璃砖防腐内衬主要由泡沫玻璃砖、粘胶剂与底胶构成，底胶解决表面处理后的防锈与粘结功能，粘胶剂提供阻断气液内渗以及系统柔性的作用，泡沫玻璃砖为防腐系统的骨架，提供保温、防冲刷以及一定的防渗作用（抗HF酸之外的腐蚀）。材料的分类泡沫玻璃砖：含硼泡沫玻璃砖（宾高德、振申），废玻璃泡沫玻璃砖；粘胶剂：改性聚氨酯沥青胶（宾高德），改性硅橡胶（硅宝，富硅）。第一种：硼酸泡沫玻璃砖与聚氨酯沥青胶构

10、成的防腐内衬（简称第一种：硼酸泡沫玻璃砖与聚氨酯沥青胶构成的防腐内衬（简称#1内衬，宾内衬，宾高德属于该形式的代表），高德属于该形式的代表），#1防腐内衬采样防腐内衬采样5家电厂家电厂14台机组台机组8根烟囱；根烟囱；第二种：硼酸泡沫玻璃砖与改性硅橡胶构成的防腐内衬（简称第二种：硼酸泡沫玻璃砖与改性硅橡胶构成的防腐内衬（简称#2内衬），内衬），#2防腐内衬采样防腐内衬采样4家电厂家电厂10台机组台机组6根烟囱；根烟囱；第三种：国产废玻璃制造的泡沫玻璃砖与改性硅橡胶构成的防腐内衬（简称第三种：国产废玻璃制造的泡沫玻璃砖与改性硅橡胶构成的防腐内衬（简称#3内衬），内衬），#3防腐内衬采样防腐内衬采

11、样7家电厂家电厂 16台机组台机组 9根烟囱。根烟囱。泡沫玻璃砖内衬的分类技术面临的问题：技术面临的问题：泡沫玻璃砖内衬的选择泡沫玻璃砖：尽量选择含硼泡沫玻璃砖 胶粘剂：聚氨酯沥青或改性硅胶（硅宝）序号项 目单位标识性能指标检测方法1外观质量/符合JB/T 647要求GB/T 5486.12体积密度kg/m3350JB/T 6473抗压强度MPa2.5GB/T 5486.24抗折强度MPa1.6GB/T 5486.25导热系数（35）w/m.k 0.15GB/T 10294 6体积吸水率%0.5(仅表面)JB/T 647 7线性热膨胀系数（160）1/重要5.010-6GB/T 7320.18

12、耐160温度急变性重要40次见本规定9耐80，20%的硫酸浸泡7d重要抗压强度保留率：90%见本规定10耐磨性（试验时间30分钟）重要相同条件下测试，择优选用 见本规定泡沫玻璃砖的性能指标泡沫玻璃砖内衬的选择序号项 目单位性能指标检测方法或试验条件1抗拉强度MPa1.3GB/T528哑铃型，500mm/min2拉断伸长率%100GB/T528哑铃型，500mm/min3硬度（邵氏A）HA4050GB/T5314密度g/cm31.11.5GB/T13477.25剪切强度MPa1.2GB/T71245mm/min，钢板与钢板6耐水剪切强度（7d）MPa1.0GB/T71245mm/min,钢板与钢

13、板750 5%H2SO4浸泡14d%外观无明显变化，抗拉强度保持率：80GB/T528哑铃型，500mm/min8烟囱耐热性（100，24h）%外观无明显变化，抗拉强度保持率：90GB/T528哑铃型，500mm/min9热老化性（100，30d）%外观无明显变化，抗拉强度保持率：75GB/T 3512-2001/GB/T528哑铃型，500mm/min10耐802%H2SO4、0.1%HCl、0.1%HNO3和0.1%H3PO4混合酸腐蚀性 14d%外观无明显变化，抗拉强度保持率：65GB/T528哑铃型，500mm/min11粘结强度（钢板-钢板）MPa1.0GB/T50212胶粘剂的性能

14、指标泡沫玻璃砖施工要点表面处理应到位：GB/T8923，GB/50212（钢基底），砖基底宜采用喷砂处理，表面含水率应不高于3%，酸碱度应在PH6PH8；玻璃砖背胶应涂抹完全饱满，最好在基底整体涂胶后再粘贴玻璃砖；根据调研结果分析，泡沫玻璃砖底胶没平米用量至少应达到9公斤以上，最好应达到11公斤/平米以上。泡沫玻璃砖脱落情况泡沫玻璃砖脱落情况膨胀节处玻璃砖脱落情况膨胀节处玻璃砖脱落情况陶瓷玻化砖防腐形式 泡沫玻璃砖防腐内衬主要由玻化陶瓷砖、粘胶剂与底胶构成，底胶解决表面处理后的防锈与粘结功能，粘胶剂提供阻断气液内渗以及系统柔性的作用，玻化陶瓷砖为防腐系统的骨架，提供保温、防冲刷以及一定的防渗作

15、用，具有优于玻璃砖的力学性能。2004年2008年至今建筑保温烟囱防腐（砌筑形式）烟囱防腐（砖胶形式）n施工时间短，造价与泡沫玻璃砖接近，适用于改造电厂；n玻化陶瓷砖体运行情况良好，未发生开裂以及磨损等情况，具有较好的力学性能，在抗裂、抗磨损方面强于泡沫玻璃砖；n用胶量对泡沫玻璃砖防腐内衬有重大影响，用胶量不够导致酸液直接通过缝隙与内筒接触导致腐蚀；n砖、胶系防腐内衬粘贴数量，有效的施工监管及良好的施工设计方案对防腐内衬的正常运行具有重要意义技术面临的问题：技术面临的问题：玻化陶瓷砖内衬的选择序号项 目单位标识性能指标检测方法1外观质量/符合JB/T 647要求GB/T 5486.12体积密度

16、kg/m3350JB/T 6473抗压强度MPa2.5GB/T 5486.24抗折强度MPa1.6GB/T 5486.25导热系数（35）w/m.k 0.15GB/T 10294 6体积吸水率%0.5(仅表面)JB/T 647 7线性热膨胀系数（160）1/重要5.010-6GB/T 7320.18耐160温度急变性重要40次见本规定9耐80，20%的硫酸浸泡7d重要抗压强度保留率：90%见本规定10耐磨性（试验时间30分钟）重要相同条件下测试，择优选用 见本规定陶瓷玻化砖的性能指标泡沫玻璃砖内衬的选择序号项 目单位性能指标检测方法或试验条件1抗拉强度MPa1.3GB/T528哑铃型，500m

17、m/min2拉断伸长率%100GB/T528哑铃型，500mm/min3硬度（邵氏A）HA4050GB/T5314密度g/cm31.11.5GB/T13477.25剪切强度MPa1.2GB/T71245mm/min，钢板与钢板6耐水剪切强度（7d）MPa1.0GB/T71245mm/min,钢板与钢板750 5%H2SO4浸泡14d%外观无明显变化，抗拉强度保持率：80GB/T528哑铃型，500mm/min8烟囱耐热性（100，24h）%外观无明显变化，抗拉强度保持率：90GB/T528哑铃型，500mm/min9热老化性（100，30d）%外观无明显变化，抗拉强度保持率：75GB/T 35

18、12-2001/GB/T528哑铃型，500mm/min10耐802%H2SO4、0.1%HCl、0.1%HNO3和0.1%H3PO4混合酸腐蚀性 14d%外观无明显变化，抗拉强度保持率：65GB/T528哑铃型，500mm/min11粘结强度（钢板-钢板）MPa1.0GB/T50212胶粘剂的性能指标泡沫玻璃砖施工要点由于同属砖胶体系，玻化陶瓷砖内衬施工要点与泡沫玻璃砖内衬一致。共调研4家电厂4根烟囱，该类防腐内衬目前整体应用情况较好，主要存在问题及原因有：用胶量较低导致砖体之间的砖缝胶粘剂填充不饱满使得砖体存在一定的吸水现象；施工控制不严砖缝之间粘胶剂填充不密实导致有渗水现象。陶瓷玻化砖应

19、用情况 GD-APC杂化聚合结构层技术是最近国内出现频率较高的烟囱防腐内衬涂层技术，GD-APC杂化聚合结构层技术源于美国先进聚合涂料（Advanced Polymer Coatings）公司的高科技产品PowerLine784。成膜物中含特有的“有机一无机”多官能团均聚致密的交联结构，理化性能优异，具有较好的柔韧性，国内使用的GD-APC杂化聚合结构层是在784涂料基础上的改进技术的概述处理工艺表面预处理底涂施工结构层喷涂表面光洁耐磨层喷涂 APC杂化聚合结构层与一般树脂类防腐涂料类似，固化剂用量、底层的处理以及施工环境条件对APC杂化聚合结构层的效果均有重要影响；APC杂化聚合结构层质量控

20、制较难。APC杂化聚合物结构层虽然进行了柔性改良，固化后涂层依然存在较大收缩，易导致涂层出现了缺陷，如果固化剂加入量过少，涂层则易出现起皮等现象；烟囱运行过程中，温度可能会发生起伏，APC杂化聚合物结构层与基体间存在应力易导致结构层失效。技术面临的问题：技术面临的问题：典型的泄漏形貌典型的泄漏形貌鼓包、起皮等现象鼓包、起皮等现象技术应用情况调研防腐技术的选型防腐材料的选择施工质量的控制1、烟囱的具体结构形式及特点；2、机组容量与所处环境（重要性）；3、烟囱面临的运行环境；4、烟囱的腐蚀情况（是否有修复价值）；1、防腐原材料成分是否满足本技术与环境下防腐要求；2、防腐原材料的性能是否满足本技术与

21、环境下防腐要求；1、施工工艺是否满足要求；2、施工所用原料是否满足用量要求；3、防护方案细节设计是否合理；前期方案可行性研究工作1、烟囱结构安全性能鉴定;2、烟囱冷凝液化学成分分析；3、机组与烟囱特性分析；4、防腐技术方案选型方案的设计工作1、根据可行性研究工作内容，对项目提出具体的、详细的防腐蚀方案；2、对细节部分处理工艺提出详细方案；防腐施工与施工质量控制过程1、尽量选择具有相应资质与良好业绩的施工单位；2、对施工原材料、原材料用量，加工质量进行全过程的检验监督；类别类别情况情况Ti钢复钢复合板合板FRP内筒内筒宾高德宾高德内衬内衬#2泡沫玻泡沫玻璃砖璃砖#3泡泡沫玻璃砖沫玻璃砖APC杂化

22、杂化#1玻化玻化陶瓷砖陶瓷砖#2玻化玻化陶瓷砖陶瓷砖资金资金充裕充裕推荐推荐推荐推荐可选可选可选可选不推荐不推荐可选可选可选可选可选可选资金资金紧张紧张可选可选可选可选推荐推荐可选可选不推荐不推荐可选可选推荐推荐推荐推荐改造改造烟囱烟囱可选可选不推荐不推荐推荐推荐可选可选不推荐不推荐可选可选推荐推荐推荐推荐工期工期充裕充裕推荐推荐推荐推荐推荐推荐可选可选不推荐不推荐可选可选推荐推荐推荐推荐冲刷冲刷严重严重推荐推荐推荐推荐可选可选可选可选不推荐不推荐可选可选推荐推荐推荐推荐温度变温度变化较大化较大推荐推荐不推荐不推荐不推荐不推荐可选可选不推荐不推荐不推荐不推荐推荐推荐不推荐不推荐温度温度稳定稳定

23、推荐推荐推荐推荐推荐推荐可选可选不推荐不推荐可选可选推荐推荐推荐推荐单筒烟囱残余寿命小于残余寿命小于5年年 可采用APC杂化聚合物等涂料类防腐材料进行改造；残余寿命大于残余寿命大于5年年 300MW及以下非供热机组：当腐蚀层大于10mm时可采用防腐砖砌筑方案，当腐蚀层小于10mm时可选用胶砖方案进行防护（优先选择玻化砖、#1或#2玻璃砖）；供热机组及600MW以上机组：可优先选用钛钢复合板内筒方案，如考虑到经济性可选用胶砖方案进行防护（优先选择玻化砖、#1或#2玻璃砖）；砖内筒烟囱300MW及以下非供热机组可优先选用胶砖方案；供热及600MW以上机组可优先选择重立钛钢复合板内筒的方案；钢内筒烟

24、囱单钢套筒：300MW及以下非供热机组可优先选用胶砖方案；供热及600MW以上机组可优先选择钛钢复合板内筒的方案，亦可选用胶砖方案；多管式结构：可优先选择钛钢复合板内筒或胶砖方案。烟气压力当烟囱内烟气压力高于0.023MPa时，应尽量选用钛钢复合板等整体式防腐方案；大烟囱内烟气压力低于0.023MPa时，可优先考虑胶砖防腐方案；在合理控制成本的基础上，系统的进行防腐材料选择、在合理控制成本的基础上，系统的进行防腐材料选择、施工设计、施工过程控制是保证烟囱防腐技术长期有效运施工设计、施工过程控制是保证烟囱防腐技术长期有效运行的关键。建议各发电企业在烟囱防腐选择上寻找有资质行的关键。建议各发电企业在烟囱防腐选择上寻找有资质及实力的咨询单位提供合理的方案设计并进行全过程质量及实力的咨询单位提供合理的方案设计并进行全过程质量管控。管控。