淺析濕煙囪防腐技術(shù)路線

李旭海 王海濤

一、濕煙囪防腐技術(shù)研究的目的和意義

國家標(biāo)準(zhǔn)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2003）頒布實施后，燃煤電廠煙氣脫硫工程大面積展開，大型機組基本采用石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)，脫硫后的濕煙氣和潮濕煙氣及其產(chǎn)生的冷凝液均具有強等級的化學(xué)腐蝕性。由于業(yè)內(nèi)對于濕法脫硫后煙氣對煙囪的危害性認識不足，對防腐蝕技術(shù)缺少系統(tǒng)研究，盲目照搬國外技術(shù)，在材料、方案、施工工藝、運行維護等方面存在一定問題，致使目前國內(nèi)脫硫濕煙囪防腐蝕問題頻發(fā)，影響到了電廠的安全穩(wěn)定運行。濕煙囪防腐蝕技術(shù)由于缺乏系統(tǒng)的研究，加之以往電廠普遍保留有旁路系統(tǒng)，從最初的百花齊放、百家爭鳴的階段，到經(jīng)過市場遴選逐步步入比較清晰的防腐建設(shè)思路，濕煙囪防腐蝕技術(shù)的研發(fā)伴隨著大量的失敗工程案例，筆者通過多年防腐經(jīng)驗通過摸清濕煙囪防腐蝕機理及目前防腐蝕材料及工藝現(xiàn)狀，探尋一條適合國內(nèi)煙囪狀況的防腐蝕技術(shù)手段。

二、國內(nèi)外煙囪防腐蝕材料和施工工藝概述

目前市場主流防腐方案大體分為鈦材類方案、有機內(nèi)襯類方案、無機涂層類等方案。

鈦材類包括鈦鋼復(fù)合板類方案及純鈦板方案，鈦材運用在煙囪防腐在國際上已有很長歷史，在國內(nèi)也有很多煙囪采用此類方案進行改造施工。純鈦板方案由華電鄭州機械設(shè)計研究院專業(yè)子公司鄭州科源耐磨防腐工程有限公司研發(fā)。

國內(nèi)目前從事有機內(nèi)襯類材料、輕質(zhì)防腐磚、防腐涂層的企業(yè)基本都是民營、私營性質(zhì)單位，施工單位基本上是防腐主材膠、磚生產(chǎn)商及建筑工程防腐保溫施工單位。主要方案為科源公司提出的“三層防腐體系”膠磚方案，賓高德防腐方案及國產(chǎn)膠磚方案，以及一些列涂料類防腐方案，單純涂料類方案由于材料本身及防腐層厚度問題，失敗案例較多，而該類型中單獨玻璃鋼內(nèi)筒方案目前逐步受到市場重視。

三、濕煙囪防腐蝕材料基本情況及性能比對分析

鈦材類方案是利用鈦金屬表面生成的納米厚的氧化鈦鈍化膜進行抗腐蝕，前期由于鈦材價格高昂，主要用于軍工、航天等尖端科技領(lǐng)域，隨著鈦材料的價格逐漸走低，已逐步開始進入煙囪防腐蝕領(lǐng)域，主要包括比較成熟的鈦鋼復(fù)合板方案及新研發(fā)的純鈦板方案

鈦材防腐具有防腐優(yōu)越性能，但該類方案存在其固有的薄弱環(huán)節(jié)，首先在防腐施工主材制作方面，從鈦板高精度冷軋機軋制，到軋輥磨床拋光，以及后續(xù)的噴砂、酸洗、脫脂、精整、軋制、真空退火等各道工序均需要完善嚴(yán)格的質(zhì)保體系，鈦鋼復(fù)合板的復(fù)合更要求在生產(chǎn)制作階段嚴(yán)格的工藝控制流程，具備相應(yīng)實力的僅為國內(nèi)少數(shù)幾個大型廠家，而市場上同時充斥著不少小企業(yè)，其生產(chǎn)工藝及質(zhì)?？刂凭幱跓o序狀態(tài)，頻繁出現(xiàn)定尺負公差、鈦層復(fù)合起皮、鈦板層材質(zhì)不合標(biāo)準(zhǔn)等諸多問題，其防腐性能更無從談起。國內(nèi)從事鈦鋼復(fù)合板煙囪防腐的企業(yè)也同樣參差不齊，部分不負責(zé)任的煙囪防腐企業(yè)在投標(biāo)階段采用低價中標(biāo)，施工過程中為保證利潤的最大化必然采購該類低廉材料。

其次，鈦材料防腐現(xiàn)場施工控制也在防腐體系中占有重要的位置。焊接質(zhì)量不過關(guān)會產(chǎn)生無法彌補的損失，造成整個防腐體系的失效。施工中嚴(yán)格的工藝控制流程，包括完善的具有權(quán)威的焊接工藝評定是煙囪防腐成功與否的關(guān)鍵所在，低價中標(biāo)單位只能在施工中弄虛作假，利用無技術(shù)水平的低成本焊接工進行施工，過程把控形同虛設(shè)，給業(yè)主單位造成了很大的監(jiān)管難度，施工結(jié)束后由于維修費用高昂，一旦出現(xiàn)泄漏將無人可找，從而使得業(yè)主單位承擔(dān)更大的工程風(fēng)險。

對于有機內(nèi)襯類材料、輕質(zhì)防腐磚、防腐涂層材料，本研究主要針對主流膠磚類方案材料進行系統(tǒng)比對分析。截止目前膠磚方案采用膠粘劑主要有賓高德方案用進口膠粘劑，國產(chǎn)膠粘劑以及科源公司目前使用的膠粘劑（包括底膠、面膠）。

賓高德方案用進口膠粘劑采用瀝青類為基礎(chǔ)材料，采用底涂層及3mm厚度的膠粘劑層和38mm厚度的賓高德磚共同組成，根據(jù)國內(nèi)檢測指標(biāo)顯示各類理化性能指標(biāo)與國產(chǎn)硅橡膠類似，由于目前國內(nèi)電廠煙囪運行環(huán)境普遍為濕煙囪工況，煙溫范圍為45℃～55℃之間故對膠粘劑耐溫性能指標(biāo)要求明顯降低，這極大提高了國產(chǎn)膠磚方案的成功率，目前科源公司研發(fā)的三層防腐體系，引入面膠作為煙氣接觸層，有效克服國內(nèi)施工工藝控制弊端。

玻璃鋼內(nèi)筒防腐方案在國外有諸多應(yīng)用，由于我國早期火電廠的煙氣溫度較高，玻璃鋼材料在高溫下性能衰減很快，所以在國內(nèi)始終未能得到大范圍推廣。隨著環(huán)保政策的逐步出臺，該方案日益受到重視，玻璃鋼防腐方案在新的工況條件下具有極大的應(yīng)用潛力。

四、方案對比分析

鈦鋼復(fù)合板類方案由于采用新立排煙內(nèi)筒，在煙囪防腐上已有很長歷史，在國內(nèi)也有很多成功的業(yè)績，但由于鈦鋼復(fù)合板類投資過大，不利于工程的實際推廣。而鈦材類另一重要方案純鈦板煙囪防腐方案通過大量研發(fā)及實驗并經(jīng)過多家科研院所及專家論證，最終取得的性價比很高的鈦材防腐方案。該方案利用成熟檢測手段確保整個體系無任何露點。純鈦板方案報價較鈦鋼復(fù)合板有了大幅度的下降，其施工工期比較鈦鋼復(fù)合板也有顯著縮短。采用純鈦板進行煙囪防腐是用特制的鈦鋼復(fù)合板龍骨為支撐將純鈦板整圈鋪設(shè)在煙囪內(nèi)筒上的一種煙囪防腐蝕方案，鈦金屬防腐是國際上公認的最可靠的煙囪防腐蝕方案之一，而利用純鈦板進行防腐是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)，是一種性價比最高的防腐方案。鈦材類方案由于采用檢測手段進行控制明顯優(yōu)于膠磚類方案的肉眼人力控制，鈦材優(yōu)良防腐性能已經(jīng)為業(yè)內(nèi)公認，如嚴(yán)格引入多樣焊接控制檢測手段，對焊縫漏點有一系列配套手段來控制，該類方案必將受到市場的進一步認可。

膠磚方案對施工控制要求嚴(yán)格，整個煙囪基面控制僅靠肉眼進行控制遠不能達到工程目標(biāo)100%無漏點的要求。華電機械院科源公司獨創(chuàng)的“三層防腐體系”，包括底涂、砌筑膠、面膠、玻化陶瓷磚四種材料，工藝方案為在處理完畢的煙囪內(nèi)筒基面上噴涂底涂，采用整體刮涂耐溫防腐類氟硅橡膠（砌筑膠）并溢膠粘貼?；沾纱u，最后利用高彈性耐溫防腐類氟硅橡膠（面膠）整體封閉，形成三層防護體系。三層體系采用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)膠粘劑，底膠側(cè)重于膠粘性能，將?；u牢固粘接在煙囪基面上，面膠側(cè)重于高性能耐酸抗?jié)B漏，其中面膠的彈性及耐酸性遠優(yōu)于進口材料性能，三層體系經(jīng)過系統(tǒng)研究比對，采用加大材料用量，克服國內(nèi)施工工藝控制弊端，在底膠涂抹階段，采用先涂抹底膠后再五面抹膠從而確保底層無漏點、磚縫飽滿，為增加防腐體系有效性能，增加一遍面膠，利用面膠高耐酸性及抗?jié)B性能，進一步增強整個防腐系統(tǒng)性能。賓高德系統(tǒng)包括底涂、膠粘劑、泡沫玻璃磚三部分，防腐用膠及玻璃磚采用國外進口材料，在國外業(yè)績較好，但在國內(nèi)由于煙囪運行環(huán)境與國外有很大差距，加之技術(shù)引進后施工工藝控制不嚴(yán)格，加之代理商對利潤的追求，在施工過程中存在明顯折扣，造成其防腐性能遠達不到宣傳的效果。最后便是國內(nèi)諸多施工單位普遍采用的與賓高德方案不無二致的方案，但面對材料性能欠缺，施工過程控制不嚴(yán)等問題，出現(xiàn)諸多泄漏問題。

玻璃鋼煙囪材料是一種以高分子環(huán)氧樹脂為基體，碳纖維等為增強體，經(jīng)過復(fù)合工藝而制成的復(fù)合材料煙囪。其中，玻璃纖維提供整體材料的強度和剛性，樹脂提供項目的化學(xué)性和韌性，形成一種綜合性能很好的復(fù)合體。它具有輕質(zhì)高強，耐腐蝕，絕熱、絕緣，設(shè)計靈活，工藝性優(yōu)良等優(yōu)點，但是在國內(nèi)由于起步較晚，玻璃鋼制備工藝及現(xiàn)場工程管控還有待進一步的提高，同時其國內(nèi)運行工況適應(yīng)性還需時日檢驗。

五、研究結(jié)果

煙囪防腐作為一個專業(yè)性很強的系統(tǒng)工程，涉及到設(shè)計、材料供貨、施工等各個施工環(huán)節(jié)，其中煙氣計算和煙囪設(shè)計、土建施工、防腐方案和材料的選擇、安裝施工和監(jiān)理檢測均為系統(tǒng)工程中重要組成部分，共同影響煙囪的整體質(zhì)量和使用壽命，濕煙囪防腐技術(shù)只有根據(jù)整體建設(shè)思路即“把煙囪作為一個整體，明確質(zhì)量負責(zé)主體，確保煙囪防腐目標(biāo)實現(xiàn)”的建設(shè)管理思路，結(jié)合電廠實際情況，選擇優(yōu)勢材料及施工工藝方案，才能夠獲得較好的工程效益。