某電廠煙囪選型及防腐探討

楊洪勝

摘要：文章介紹了火力發(fā)電廠常用的煙囪結(jié)構(gòu)型式及其特點(diǎn)，并闡述了煙氣采用濕法脫硫后，對(duì)煙囪內(nèi)襯及混凝土筒壁腐蝕影響的特性。結(jié)合多年來(lái)國(guó)內(nèi)脫硫煙囪的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)具體工程推薦結(jié)構(gòu)選型并對(duì)內(nèi)筒防腐提出分析意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：煙囪；選型；防腐

1工程概況

本工程位于邢臺(tái)某化工園區(qū)內(nèi)，本期工程建設(shè)規(guī)模為2×25MW高溫高壓背壓式汽輪發(fā)電機(jī)組+2×240t/h循環(huán)流化床鍋爐及其配套設(shè)施，廠址場(chǎng)地預(yù)留二期占地，電廠建成后將為園區(qū)工業(yè)供汽，發(fā)電上網(wǎng)。除塵方式擬采用電袋除塵，煙氣脫硫擬采用石灰石-石膏濕法對(duì)煙氣脫硫工藝，不設(shè)置煙氣加熱系統(tǒng)（GGH）。三爐合用一個(gè)排煙筒，煙囪高度為100m，出口直徑3.5m。

2主要設(shè)計(jì)原始資料

抗震設(shè)防烈度 8度（根據(jù)地震安評(píng)報(bào)告）

設(shè)計(jì)基本地震加速度值 0.20g（根據(jù)地震安評(píng)報(bào)告）

基本風(fēng)壓（50年一遇） 0.35kP

建筑場(chǎng)地類(lèi)別 Ⅲ類(lèi)

場(chǎng)地土類(lèi)型 中軟場(chǎng)地土

設(shè)計(jì)煤種含硫量為 0.67%

校核煤種含硫量為 0.66%

不設(shè)置GGH煙氣溫度 50℃~80℃

3火力發(fā)電廠常見(jiàn)煙囪結(jié)構(gòu)型式介紹

3.1單筒式鋼筋混凝土煙囪。鋼筋混凝土單筒式煙囪是我國(guó)早期在火力發(fā)電廠未設(shè)置煙氣脫硫裝置時(shí)普遍采用的一種結(jié)構(gòu)形式。這種形式的煙囪結(jié)構(gòu)安全、構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便，造價(jià)相對(duì)較低，工期也易保證。但隨著使用時(shí)間的增加，在設(shè)置煙氣脫硫裝置時(shí)，煙氣溫度降低，濕度增大，腐蝕性更強(qiáng)。而且運(yùn)行之后一旦有腐蝕產(chǎn)生，其檢查和維修都非常困難。

3.2直排煙筒式鋼筋混凝土煙囪。直排煙筒式鋼筋混凝土煙囪是單筒式鋼筋混凝土煙囪的改進(jìn)型。排煙筒不同于單筒式煙囪排煙筒的線型：上半段直段，下半段錐段，基本上為直線型。這樣主要是為了保證煙囪的全程負(fù)壓，避免煙氣從磚內(nèi)筒滲漏至外筒，影響結(jié)構(gòu)安全。但此類(lèi)型煙囪目前應(yīng)用較少。

3.3套筒式煙囪。套筒式煙囪一般用于腐蝕性較強(qiáng)煙氣的條件狀況。這是將承重外筒與排煙內(nèi)筒相互脫開(kāi)的一種結(jié)構(gòu)型式。由于其承重外筒與排煙筒脫開(kāi)，承重外筒不直接受煙氣的高溫和腐蝕作用，而且具有檢查、維修方便，可靠性高等特點(diǎn)，是火力發(fā)電廠煙氣設(shè)置脫硫裝置（尤其是不設(shè)GGH）后普遍采用的結(jié)構(gòu)型式，應(yīng)用廣泛。

套筒式煙囪中的排煙筒在已有工程中最常見(jiàn)的分兩種：磚砌內(nèi)筒和鋼內(nèi)筒。對(duì)于砌磚內(nèi)筒結(jié)構(gòu)，大多用于設(shè)GGH裝置的煙氣工況。對(duì)于不設(shè)GGH裝置的脫硫煙囪排煙筒材質(zhì)必須具有在正壓運(yùn)行情況下的氣密性好、耐腐蝕性強(qiáng)、吸水性低及在吸水情況下導(dǎo)熱性不降低且耐久性強(qiáng)等性能。鋼內(nèi)筒顯然優(yōu)于磚砌內(nèi)筒，但經(jīng)濟(jì)性差些。

基于以上原因，本工程煙囪結(jié)構(gòu)型式推薦采用鋼筋混凝土外筒+鋼內(nèi)筒的套筒式煙囪。

4脫硫煙氣的特點(diǎn)和腐蝕性

目前，國(guó)內(nèi)外燃煤電廠中的煙氣脫硫是控制二氧化硫排放的主要措施，應(yīng)用最多和最成熟的工藝是濕法石灰石洗滌法。本工程煙氣脫硫采用濕法石灰石洗滌法脫硫，屬于濕法脫硫工藝。

煙氣脫硫后：煙氣濕度大，含有腐蝕性介質(zhì)的煙氣在煙氣壓力和濕度梯度的雙重作用下，煙囪內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)致密度差的材料內(nèi)部很易遭到腐蝕，影響結(jié)構(gòu)耐久性；酸液溫度在40℃~80℃時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)材料的腐蝕性特別強(qiáng)。因此，排放濕法脫硫的煙氣屬于強(qiáng)腐蝕性煙氣。因此，煙囪內(nèi)壁的防腐蝕措施應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)。

5煙囪防腐措施分析

目前國(guó)內(nèi)已采用的鋼排煙筒的防腐處理措施主要有四種方案：內(nèi)貼泡沫防腐磚、現(xiàn)澆密實(shí)型耐酸輕質(zhì)澆注料、GDAPC（AHPCT）雜化聚合結(jié)構(gòu)層技術(shù)和鈦合金復(fù)合鋼板。

5.1內(nèi)貼進(jìn)口賓高德泡沫玻璃磚。賓高德泡沫玻璃磚是美國(guó)Henkel公司開(kāi)發(fā)的，以泡沫硼硅玻璃結(jié)合人造橡膠技術(shù)形成防腐襯里，在化學(xué)環(huán)境與溫度變化的情況下，或暴露于高溫濃縮酸和脫硫系統(tǒng)酸冷液環(huán)境中，都具有較強(qiáng)的防腐能力。其具有耐酸腐蝕、絕熱、耐高溫、低熱膨脹系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)。但從材料進(jìn)口到施工再到監(jiān)理均要求較高，只有整個(gè)體系嚴(yán)格按要求進(jìn)行才能取得較好的效果且造價(jià)比一般的防腐方案高，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用推廣的阻力較大。

5.2內(nèi)貼國(guó)產(chǎn)輕質(zhì)泡沫玻化磚。輕質(zhì)泡沫玻化磚是國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)防腐材料的技術(shù)特性，根據(jù)濕法脫硫煙囪排放煙氣特點(diǎn)，研制的一種新型防腐材料。經(jīng)過(guò)國(guó)電電力建設(shè)研究所檢測(cè)，其耐酸耐熱性、強(qiáng)度、防水抗?jié)B等主要技術(shù)性能不低于賓高德泡沫玻璃磚的性能。但是泡沫玻化磚使用的粘膠易老化，施工質(zhì)量不好容易磚塊脫落，國(guó)內(nèi)已有電廠在濕法脫硫煙囪中采用的泡沫玻化磚內(nèi)襯脫落的事故發(fā)生。

5.3現(xiàn)澆密實(shí)型耐酸輕質(zhì)澆注料。現(xiàn)澆密實(shí)型耐酸輕質(zhì)澆注料，其優(yōu)點(diǎn)是氣密性和整體性較好，缺點(diǎn)是氣溫高時(shí)凝結(jié)較快、氣溫低時(shí)固化可能不充分，另外施工縫的處理也很難保證密實(shí)性。此種結(jié)構(gòu)形式通常用于不脫硫或濕法脫硫上GGH的情況，對(duì)于不上GGH的煙囪安全性較低，效果不理想。

5.4GDAPC（AHPCT）雜化聚合結(jié)構(gòu)層技術(shù)。GDAPC（AHPCT）雜化聚合結(jié)構(gòu)層技術(shù)是大連顧德防腐工程有限公司與材料研發(fā)權(quán)威部門(mén)合作研發(fā)的能夠滿足國(guó)內(nèi)煙囪防腐的技術(shù)，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。該技術(shù)得到材料腐蝕和電力系統(tǒng)專(zhuān)家的認(rèn)可。GDAPC雜化材料的抗強(qiáng)化學(xué)腐蝕、耐高熱沖擊、抗溫變、高耐磨、高韌性使其適用于脫硫煙囪防腐。造價(jià)適中，并開(kāi)始應(yīng)用于國(guó)內(nèi)電廠脫硫煙囪防腐，推廣應(yīng)用情況有待繼續(xù)了解。

5.5鈦合金復(fù)合鋼板。鈦板由于其特定的化學(xué)性能，有非常好的防腐效果，脫硫后強(qiáng)腐蝕性煙氣對(duì)鈦板的腐蝕性很小，是國(guó)際工業(yè)煙囪協(xié)會(huì)推薦的FGD系統(tǒng)不設(shè)GGH情況下煙囪防腐內(nèi)襯之一。鈦與其它耐蝕金屬相比有如下優(yōu)點(diǎn)：鈍化能力強(qiáng)，在空氣中或含氧介質(zhì)中，鈦表面生成一層致密的、附著力強(qiáng)、惰性大的氧化膜，保護(hù)了鈦基體不被腐蝕。鈦鋼復(fù)合板是一種成熟的組合材料，造價(jià)高，但可靠性高，維護(hù)費(fèi)用低。

6經(jīng)濟(jì)比較

經(jīng)以上技術(shù)分析，幾種鋼排煙筒防腐形式有優(yōu)有劣。下面從排煙筒造價(jià)上進(jìn)行一下比較。

排煙筒經(jīng)濟(jì)比較表（不含安裝）

序號(hào) 排煙筒形式 排煙筒造價(jià)（萬(wàn)元）

1 Q235鋼+內(nèi)貼進(jìn)口賓高德泡沫玻璃磚 299

2 Q235鋼+國(guó)產(chǎn)泡沫?；u 156

3 鈦鋼復(fù)合板鋼套筒式 306

4 Q235鋼+GDAPC雜化聚合結(jié)構(gòu)層技術(shù) 200

7結(jié)論

通過(guò)上述分析并結(jié)合新版煙囪規(guī)范（GB50051-2013）的實(shí)施，采用濕法脫硫工藝（不上GGH）的煙囪，不應(yīng)采用鋼筋混凝土單筒式煙囪，需采用鋼筋混凝土套筒（鋼內(nèi)筒）煙囪。

由于煙囪內(nèi)筒結(jié)構(gòu)的特殊性，煙囪的運(yùn)行應(yīng)考慮長(zhǎng)期和穩(wěn)定，不希望中途由于腐蝕嚴(yán)重而進(jìn)行更換（施工難度大）。因此，造價(jià)比對(duì)固然重要，但從長(zhǎng)期運(yùn)行安全的角度考慮，取消煙氣加熱系統(tǒng)后，煙囪內(nèi)筒采用鈦鋼復(fù)合板這種抗?jié)B防腐和耐久可靠性高的材料也是一種理性的選擇。

參考文獻(xiàn)

[1] 王佳梅.火力發(fā)電廠煙囪選型[J].電力環(huán)境保護(hù),2009(04).

[2] 牛春良.煙囪工程手冊(cè)[M].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2004年7月.

[3] 中冶建設(shè)協(xié)會(huì).煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范[M].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,GB50051- 2013.

摘要：文章介紹了火力發(fā)電廠常用的煙囪結(jié)構(gòu)型式及其特點(diǎn)，并闡述了煙氣采用濕法脫硫后，對(duì)煙囪內(nèi)襯及混凝土筒壁腐蝕影響的特性。結(jié)合多年來(lái)國(guó)內(nèi)脫硫煙囪的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)具體工程推薦結(jié)構(gòu)選型并對(duì)內(nèi)筒防腐提出分析意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：煙囪；選型；防腐

1工程概況

本工程位于邢臺(tái)某化工園區(qū)內(nèi)，本期工程建設(shè)規(guī)模為2×25MW高溫高壓背壓式汽輪發(fā)電機(jī)組+2×240t/h循環(huán)流化床鍋爐及其配套設(shè)施，廠址場(chǎng)地預(yù)留二期占地，電廠建成后將為園區(qū)工業(yè)供汽，發(fā)電上網(wǎng)。除塵方式擬采用電袋除塵，煙氣脫硫擬采用石灰石-石膏濕法對(duì)煙氣脫硫工藝，不設(shè)置煙氣加熱系統(tǒng)（GGH）。三爐合用一個(gè)排煙筒，煙囪高度為100m，出口直徑3.5m。

2主要設(shè)計(jì)原始資料

抗震設(shè)防烈度 8度（根據(jù)地震安評(píng)報(bào)告）

設(shè)計(jì)基本地震加速度值 0.20g（根據(jù)地震安評(píng)報(bào)告）

基本風(fēng)壓（50年一遇） 0.35kP

建筑場(chǎng)地類(lèi)別 Ⅲ類(lèi)

場(chǎng)地土類(lèi)型 中軟場(chǎng)地土

設(shè)計(jì)煤種含硫量為 0.67%

校核煤種含硫量為 0.66%

不設(shè)置GGH煙氣溫度 50℃~80℃

3火力發(fā)電廠常見(jiàn)煙囪結(jié)構(gòu)型式介紹

3.1單筒式鋼筋混凝土煙囪。鋼筋混凝土單筒式煙囪是我國(guó)早期在火力發(fā)電廠未設(shè)置煙氣脫硫裝置時(shí)普遍采用的一種結(jié)構(gòu)形式。這種形式的煙囪結(jié)構(gòu)安全、構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便，造價(jià)相對(duì)較低，工期也易保證。但隨著使用時(shí)間的增加，在設(shè)置煙氣脫硫裝置時(shí)，煙氣溫度降低，濕度增大，腐蝕性更強(qiáng)。而且運(yùn)行之后一旦有腐蝕產(chǎn)生，其檢查和維修都非常困難。

3.2直排煙筒式鋼筋混凝土煙囪。直排煙筒式鋼筋混凝土煙囪是單筒式鋼筋混凝土煙囪的改進(jìn)型。排煙筒不同于單筒式煙囪排煙筒的線型：上半段直段，下半段錐段，基本上為直線型。這樣主要是為了保證煙囪的全程負(fù)壓，避免煙氣從磚內(nèi)筒滲漏至外筒，影響結(jié)構(gòu)安全。但此類(lèi)型煙囪目前應(yīng)用較少。

3.3套筒式煙囪。套筒式煙囪一般用于腐蝕性較強(qiáng)煙氣的條件狀況。這是將承重外筒與排煙內(nèi)筒相互脫開(kāi)的一種結(jié)構(gòu)型式。由于其承重外筒與排煙筒脫開(kāi)，承重外筒不直接受煙氣的高溫和腐蝕作用，而且具有檢查、維修方便，可靠性高等特點(diǎn)，是火力發(fā)電廠煙氣設(shè)置脫硫裝置（尤其是不設(shè)GGH）后普遍采用的結(jié)構(gòu)型式，應(yīng)用廣泛。

套筒式煙囪中的排煙筒在已有工程中最常見(jiàn)的分兩種：磚砌內(nèi)筒和鋼內(nèi)筒。對(duì)于砌磚內(nèi)筒結(jié)構(gòu)，大多用于設(shè)GGH裝置的煙氣工況。對(duì)于不設(shè)GGH裝置的脫硫煙囪排煙筒材質(zhì)必須具有在正壓運(yùn)行情況下的氣密性好、耐腐蝕性強(qiáng)、吸水性低及在吸水情況下導(dǎo)熱性不降低且耐久性強(qiáng)等性能。鋼內(nèi)筒顯然優(yōu)于磚砌內(nèi)筒，但經(jīng)濟(jì)性差些。

基于以上原因，本工程煙囪結(jié)構(gòu)型式推薦采用鋼筋混凝土外筒+鋼內(nèi)筒的套筒式煙囪。

4脫硫煙氣的特點(diǎn)和腐蝕性

目前，國(guó)內(nèi)外燃煤電廠中的煙氣脫硫是控制二氧化硫排放的主要措施，應(yīng)用最多和最成熟的工藝是濕法石灰石洗滌法。本工程煙氣脫硫采用濕法石灰石洗滌法脫硫，屬于濕法脫硫工藝。

煙氣脫硫后：煙氣濕度大，含有腐蝕性介質(zhì)的煙氣在煙氣壓力和濕度梯度的雙重作用下，煙囪內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)致密度差的材料內(nèi)部很易遭到腐蝕，影響結(jié)構(gòu)耐久性；酸液溫度在40℃~80℃時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)材料的腐蝕性特別強(qiáng)。因此，排放濕法脫硫的煙氣屬于強(qiáng)腐蝕性煙氣。因此，煙囪內(nèi)壁的防腐蝕措施應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)。

5煙囪防腐措施分析

目前國(guó)內(nèi)已采用的鋼排煙筒的防腐處理措施主要有四種方案：內(nèi)貼泡沫防腐磚、現(xiàn)澆密實(shí)型耐酸輕質(zhì)澆注料、GDAPC（AHPCT）雜化聚合結(jié)構(gòu)層技術(shù)和鈦合金復(fù)合鋼板。

5.1內(nèi)貼進(jìn)口賓高德泡沫玻璃磚。賓高德泡沫玻璃磚是美國(guó)Henkel公司開(kāi)發(fā)的，以泡沫硼硅玻璃結(jié)合人造橡膠技術(shù)形成防腐襯里，在化學(xué)環(huán)境與溫度變化的情況下，或暴露于高溫濃縮酸和脫硫系統(tǒng)酸冷液環(huán)境中，都具有較強(qiáng)的防腐能力。其具有耐酸腐蝕、絕熱、耐高溫、低熱膨脹系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)。但從材料進(jìn)口到施工再到監(jiān)理均要求較高，只有整個(gè)體系嚴(yán)格按要求進(jìn)行才能取得較好的效果且造價(jià)比一般的防腐方案高，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用推廣的阻力較大。

5.2內(nèi)貼國(guó)產(chǎn)輕質(zhì)泡沫玻化磚。輕質(zhì)泡沫?；u是國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)防腐材料的技術(shù)特性，根據(jù)濕法脫硫煙囪排放煙氣特點(diǎn)，研制的一種新型防腐材料。經(jīng)過(guò)國(guó)電電力建設(shè)研究所檢測(cè)，其耐酸耐熱性、強(qiáng)度、防水抗?jié)B等主要技術(shù)性能不低于賓高德泡沫玻璃磚的性能。但是泡沫玻化磚使用的粘膠易老化，施工質(zhì)量不好容易磚塊脫落，國(guó)內(nèi)已有電廠在濕法脫硫煙囪中采用的泡沫?；u內(nèi)襯脫落的事故發(fā)生。

5.3現(xiàn)澆密實(shí)型耐酸輕質(zhì)澆注料?，F(xiàn)澆密實(shí)型耐酸輕質(zhì)澆注料，其優(yōu)點(diǎn)是氣密性和整體性較好，缺點(diǎn)是氣溫高時(shí)凝結(jié)較快、氣溫低時(shí)固化可能不充分，另外施工縫的處理也很難保證密實(shí)性。此種結(jié)構(gòu)形式通常用于不脫硫或濕法脫硫上GGH的情況，對(duì)于不上GGH的煙囪安全性較低，效果不理想。

5.4GDAPC（AHPCT）雜化聚合結(jié)構(gòu)層技術(shù)。GDAPC（AHPCT）雜化聚合結(jié)構(gòu)層技術(shù)是大連顧德防腐工程有限公司與材料研發(fā)權(quán)威部門(mén)合作研發(fā)的能夠滿足國(guó)內(nèi)煙囪防腐的技術(shù)，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。該技術(shù)得到材料腐蝕和電力系統(tǒng)專(zhuān)家的認(rèn)可。GDAPC雜化材料的抗強(qiáng)化學(xué)腐蝕、耐高熱沖擊、抗溫變、高耐磨、高韌性使其適用于脫硫煙囪防腐。造價(jià)適中，并開(kāi)始應(yīng)用于國(guó)內(nèi)電廠脫硫煙囪防腐，推廣應(yīng)用情況有待繼續(xù)了解。

5.5鈦合金復(fù)合鋼板。鈦板由于其特定的化學(xué)性能，有非常好的防腐效果，脫硫后強(qiáng)腐蝕性煙氣對(duì)鈦板的腐蝕性很小，是國(guó)際工業(yè)煙囪協(xié)會(huì)推薦的FGD系統(tǒng)不設(shè)GGH情況下煙囪防腐內(nèi)襯之一。鈦與其它耐蝕金屬相比有如下優(yōu)點(diǎn)：鈍化能力強(qiáng)，在空氣中或含氧介質(zhì)中，鈦表面生成一層致密的、附著力強(qiáng)、惰性大的氧化膜，保護(hù)了鈦基體不被腐蝕。鈦鋼復(fù)合板是一種成熟的組合材料，造價(jià)高，但可靠性高，維護(hù)費(fèi)用低。

6經(jīng)濟(jì)比較

經(jīng)以上技術(shù)分析，幾種鋼排煙筒防腐形式有優(yōu)有劣。下面從排煙筒造價(jià)上進(jìn)行一下比較。

排煙筒經(jīng)濟(jì)比較表（不含安裝）

序號(hào) 排煙筒形式 排煙筒造價(jià)（萬(wàn)元）

1 Q235鋼+內(nèi)貼進(jìn)口賓高德泡沫玻璃磚 299

2 Q235鋼+國(guó)產(chǎn)泡沫?；u 156

3 鈦鋼復(fù)合板鋼套筒式 306

4 Q235鋼+GDAPC雜化聚合結(jié)構(gòu)層技術(shù) 200

7結(jié)論

通過(guò)上述分析并結(jié)合新版煙囪規(guī)范（GB50051-2013）的實(shí)施，采用濕法脫硫工藝（不上GGH）的煙囪，不應(yīng)采用鋼筋混凝土單筒式煙囪，需采用鋼筋混凝土套筒（鋼內(nèi)筒）煙囪。

由于煙囪內(nèi)筒結(jié)構(gòu)的特殊性，煙囪的運(yùn)行應(yīng)考慮長(zhǎng)期和穩(wěn)定，不希望中途由于腐蝕嚴(yán)重而進(jìn)行更換（施工難度大）。因此，造價(jià)比對(duì)固然重要，但從長(zhǎng)期運(yùn)行安全的角度考慮，取消煙氣加熱系統(tǒng)后，煙囪內(nèi)筒采用鈦鋼復(fù)合板這種抗?jié)B防腐和耐久可靠性高的材料也是一種理性的選擇。

參考文獻(xiàn)

[1] 王佳梅.火力發(fā)電廠煙囪選型[J].電力環(huán)境保護(hù),2009(04).

[2] 牛春良.煙囪工程手冊(cè)[M].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2004年7月.

[3] 中冶建設(shè)協(xié)會(huì).煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范[M].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,GB50051- 2013.

摘要：文章介紹了火力發(fā)電廠常用的煙囪結(jié)構(gòu)型式及其特點(diǎn)，并闡述了煙氣采用濕法脫硫后，對(duì)煙囪內(nèi)襯及混凝土筒壁腐蝕影響的特性。結(jié)合多年來(lái)國(guó)內(nèi)脫硫煙囪的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)具體工程推薦結(jié)構(gòu)選型并對(duì)內(nèi)筒防腐提出分析意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：煙囪；選型；防腐

1工程概況

本工程位于邢臺(tái)某化工園區(qū)內(nèi)，本期工程建設(shè)規(guī)模為2×25MW高溫高壓背壓式汽輪發(fā)電機(jī)組+2×240t/h循環(huán)流化床鍋爐及其配套設(shè)施，廠址場(chǎng)地預(yù)留二期占地，電廠建成后將為園區(qū)工業(yè)供汽，發(fā)電上網(wǎng)。除塵方式擬采用電袋除塵，煙氣脫硫擬采用石灰石-石膏濕法對(duì)煙氣脫硫工藝，不設(shè)置煙氣加熱系統(tǒng)（GGH）。三爐合用一個(gè)排煙筒，煙囪高度為100m，出口直徑3.5m。

2主要設(shè)計(jì)原始資料

抗震設(shè)防烈度 8度（根據(jù)地震安評(píng)報(bào)告）

設(shè)計(jì)基本地震加速度值 0.20g（根據(jù)地震安評(píng)報(bào)告）

基本風(fēng)壓（50年一遇） 0.35kP

建筑場(chǎng)地類(lèi)別 Ⅲ類(lèi)

場(chǎng)地土類(lèi)型 中軟場(chǎng)地土

設(shè)計(jì)煤種含硫量為 0.67%

校核煤種含硫量為 0.66%

不設(shè)置GGH煙氣溫度 50℃~80℃

3火力發(fā)電廠常見(jiàn)煙囪結(jié)構(gòu)型式介紹

3.1單筒式鋼筋混凝土煙囪。鋼筋混凝土單筒式煙囪是我國(guó)早期在火力發(fā)電廠未設(shè)置煙氣脫硫裝置時(shí)普遍采用的一種結(jié)構(gòu)形式。這種形式的煙囪結(jié)構(gòu)安全、構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便，造價(jià)相對(duì)較低，工期也易保證。但隨著使用時(shí)間的增加，在設(shè)置煙氣脫硫裝置時(shí)，煙氣溫度降低，濕度增大，腐蝕性更強(qiáng)。而且運(yùn)行之后一旦有腐蝕產(chǎn)生，其檢查和維修都非常困難。

3.2直排煙筒式鋼筋混凝土煙囪。直排煙筒式鋼筋混凝土煙囪是單筒式鋼筋混凝土煙囪的改進(jìn)型。排煙筒不同于單筒式煙囪排煙筒的線型：上半段直段，下半段錐段，基本上為直線型。這樣主要是為了保證煙囪的全程負(fù)壓，避免煙氣從磚內(nèi)筒滲漏至外筒，影響結(jié)構(gòu)安全。但此類(lèi)型煙囪目前應(yīng)用較少。

3.3套筒式煙囪。套筒式煙囪一般用于腐蝕性較強(qiáng)煙氣的條件狀況。這是將承重外筒與排煙內(nèi)筒相互脫開(kāi)的一種結(jié)構(gòu)型式。由于其承重外筒與排煙筒脫開(kāi)，承重外筒不直接受煙氣的高溫和腐蝕作用，而且具有檢查、維修方便，可靠性高等特點(diǎn)，是火力發(fā)電廠煙氣設(shè)置脫硫裝置（尤其是不設(shè)GGH）后普遍采用的結(jié)構(gòu)型式，應(yīng)用廣泛。

套筒式煙囪中的排煙筒在已有工程中最常見(jiàn)的分兩種：磚砌內(nèi)筒和鋼內(nèi)筒。對(duì)于砌磚內(nèi)筒結(jié)構(gòu)，大多用于設(shè)GGH裝置的煙氣工況。對(duì)于不設(shè)GGH裝置的脫硫煙囪排煙筒材質(zhì)必須具有在正壓運(yùn)行情況下的氣密性好、耐腐蝕性強(qiáng)、吸水性低及在吸水情況下導(dǎo)熱性不降低且耐久性強(qiáng)等性能。鋼內(nèi)筒顯然優(yōu)于磚砌內(nèi)筒，但經(jīng)濟(jì)性差些。

基于以上原因，本工程煙囪結(jié)構(gòu)型式推薦采用鋼筋混凝土外筒+鋼內(nèi)筒的套筒式煙囪。

4脫硫煙氣的特點(diǎn)和腐蝕性

目前，國(guó)內(nèi)外燃煤電廠中的煙氣脫硫是控制二氧化硫排放的主要措施，應(yīng)用最多和最成熟的工藝是濕法石灰石洗滌法。本工程煙氣脫硫采用濕法石灰石洗滌法脫硫，屬于濕法脫硫工藝。

煙氣脫硫后：煙氣濕度大，含有腐蝕性介質(zhì)的煙氣在煙氣壓力和濕度梯度的雙重作用下，煙囪內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)致密度差的材料內(nèi)部很易遭到腐蝕，影響結(jié)構(gòu)耐久性；酸液溫度在40℃~80℃時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)材料的腐蝕性特別強(qiáng)。因此，排放濕法脫硫的煙氣屬于強(qiáng)腐蝕性煙氣。因此，煙囪內(nèi)壁的防腐蝕措施應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)。

5煙囪防腐措施分析

目前國(guó)內(nèi)已采用的鋼排煙筒的防腐處理措施主要有四種方案：內(nèi)貼泡沫防腐磚、現(xiàn)澆密實(shí)型耐酸輕質(zhì)澆注料、GDAPC（AHPCT）雜化聚合結(jié)構(gòu)層技術(shù)和鈦合金復(fù)合鋼板。

5.1內(nèi)貼進(jìn)口賓高德泡沫玻璃磚。賓高德泡沫玻璃磚是美國(guó)Henkel公司開(kāi)發(fā)的，以泡沫硼硅玻璃結(jié)合人造橡膠技術(shù)形成防腐襯里，在化學(xué)環(huán)境與溫度變化的情況下，或暴露于高溫濃縮酸和脫硫系統(tǒng)酸冷液環(huán)境中，都具有較強(qiáng)的防腐能力。其具有耐酸腐蝕、絕熱、耐高溫、低熱膨脹系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)。但從材料進(jìn)口到施工再到監(jiān)理均要求較高，只有整個(gè)體系嚴(yán)格按要求進(jìn)行才能取得較好的效果且造價(jià)比一般的防腐方案高，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用推廣的阻力較大。

5.2內(nèi)貼國(guó)產(chǎn)輕質(zhì)泡沫?；u。輕質(zhì)泡沫?；u是國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)防腐材料的技術(shù)特性，根據(jù)濕法脫硫煙囪排放煙氣特點(diǎn)，研制的一種新型防腐材料。經(jīng)過(guò)國(guó)電電力建設(shè)研究所檢測(cè)，其耐酸耐熱性、強(qiáng)度、防水抗?jié)B等主要技術(shù)性能不低于賓高德泡沫玻璃磚的性能。但是泡沫玻化磚使用的粘膠易老化，施工質(zhì)量不好容易磚塊脫落，國(guó)內(nèi)已有電廠在濕法脫硫煙囪中采用的泡沫?；u內(nèi)襯脫落的事故發(fā)生。

5.3現(xiàn)澆密實(shí)型耐酸輕質(zhì)澆注料?，F(xiàn)澆密實(shí)型耐酸輕質(zhì)澆注料，其優(yōu)點(diǎn)是氣密性和整體性較好，缺點(diǎn)是氣溫高時(shí)凝結(jié)較快、氣溫低時(shí)固化可能不充分，另外施工縫的處理也很難保證密實(shí)性。此種結(jié)構(gòu)形式通常用于不脫硫或濕法脫硫上GGH的情況，對(duì)于不上GGH的煙囪安全性較低，效果不理想。

5.4GDAPC（AHPCT）雜化聚合結(jié)構(gòu)層技術(shù)。GDAPC（AHPCT）雜化聚合結(jié)構(gòu)層技術(shù)是大連顧德防腐工程有限公司與材料研發(fā)權(quán)威部門(mén)合作研發(fā)的能夠滿足國(guó)內(nèi)煙囪防腐的技術(shù)，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。該技術(shù)得到材料腐蝕和電力系統(tǒng)專(zhuān)家的認(rèn)可。GDAPC雜化材料的抗強(qiáng)化學(xué)腐蝕、耐高熱沖擊、抗溫變、高耐磨、高韌性使其適用于脫硫煙囪防腐。造價(jià)適中，并開(kāi)始應(yīng)用于國(guó)內(nèi)電廠脫硫煙囪防腐，推廣應(yīng)用情況有待繼續(xù)了解。

5.5鈦合金復(fù)合鋼板。鈦板由于其特定的化學(xué)性能，有非常好的防腐效果，脫硫后強(qiáng)腐蝕性煙氣對(duì)鈦板的腐蝕性很小，是國(guó)際工業(yè)煙囪協(xié)會(huì)推薦的FGD系統(tǒng)不設(shè)GGH情況下煙囪防腐內(nèi)襯之一。鈦與其它耐蝕金屬相比有如下優(yōu)點(diǎn)：鈍化能力強(qiáng)，在空氣中或含氧介質(zhì)中，鈦表面生成一層致密的、附著力強(qiáng)、惰性大的氧化膜，保護(hù)了鈦基體不被腐蝕。鈦鋼復(fù)合板是一種成熟的組合材料，造價(jià)高，但可靠性高，維護(hù)費(fèi)用低。

6經(jīng)濟(jì)比較

經(jīng)以上技術(shù)分析，幾種鋼排煙筒防腐形式有優(yōu)有劣。下面從排煙筒造價(jià)上進(jìn)行一下比較。

排煙筒經(jīng)濟(jì)比較表（不含安裝）

序號(hào) 排煙筒形式 排煙筒造價(jià)（萬(wàn)元）

1 Q235鋼+內(nèi)貼進(jìn)口賓高德泡沫玻璃磚 299

2 Q235鋼+國(guó)產(chǎn)泡沫玻化磚 156

3 鈦鋼復(fù)合板鋼套筒式 306

4 Q235鋼+GDAPC雜化聚合結(jié)構(gòu)層技術(shù) 200

7結(jié)論

通過(guò)上述分析并結(jié)合新版煙囪規(guī)范（GB50051-2013）的實(shí)施，采用濕法脫硫工藝（不上GGH）的煙囪，不應(yīng)采用鋼筋混凝土單筒式煙囪，需采用鋼筋混凝土套筒（鋼內(nèi)筒）煙囪。

由于煙囪內(nèi)筒結(jié)構(gòu)的特殊性，煙囪的運(yùn)行應(yīng)考慮長(zhǎng)期和穩(wěn)定，不希望中途由于腐蝕嚴(yán)重而進(jìn)行更換（施工難度大）。因此，造價(jià)比對(duì)固然重要，但從長(zhǎng)期運(yùn)行安全的角度考慮，取消煙氣加熱系統(tǒng)后，煙囪內(nèi)筒采用鈦鋼復(fù)合板這種抗?jié)B防腐和耐久可靠性高的材料也是一種理性的選擇。

參考文獻(xiàn)

[1] 王佳梅.火力發(fā)電廠煙囪選型[J].電力環(huán)境保護(hù),2009(04).

[2] 牛春良.煙囪工程手冊(cè)[M].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2004年7月.

[3] 中冶建設(shè)協(xié)會(huì).煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范[M].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,GB50051- 2013.