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深層剖析煙囪防腐工藝流程
發布者: 發布時間:2015/1/29 15:08:25

隨著社會環保意識的逐漸增強,火電廠燃煤煙氣中存在的大量二氧化硫等污染物的脫除顯得尤為重要

  石灰石-石濕法脫硫(WFGD)技術是目前國內火電廠普遍采用的煙氣脫硫工藝,該工藝具有脫硫效率高、煙氣處理量大、煤質適用面寬、工藝技術成熟、穩定運轉周期長、負荷變動影響小等特點,因此,也是各個國家應用最多和相對最為成熟的脫硫工藝。但是,該工藝也存在一些較難克服的缺點,特別是經煙氣脫硫系統排放的煙氣對煙囪的腐蝕相當嚴重。據調查,很多火電廠經技術改造后1~2年內,就出現了嚴重的煙囪腐蝕現象,有些煙囪甚至穿孔滲漏。

  國內在加設煙氣脫硫系統后,對煙囪腐蝕問題的研究很少,目前也正處于研究起步階段,而且實地考察和調研也不多,參考資料有限,經驗尚淺。在我國電力行業煙囪的現行設計標準中,也僅僅從煙氣腐蝕等級方面對煙囪的防腐設計提出了要求,并沒有對脫硫系統中煙囪的防腐設計作出具體的規定。因此,進行煙囪防腐的相關研究和設計顯得尤為重要。

  2腐蝕機理

  2.1煙氣特點

  在加設煙氣脫硫工序后,進入煙囪內的煙氣溫度較低,且煙氣濕度大。不設煙氣熱交換器系統的煙氣溫度在50℃左右,某些電廠加設GGH系統后,煙氣溫度在80℃左右,均低于酸露點溫度,煙囪內有嚴重的結露,結露生成的稀酸性液滴主要是硫酸和亞硫酸,同時還包括微量的氫氟酸、鹽酸和硝酸,該混合酸液的pH值為1.0~2.0,濕煙囪的內壁長期暴露于這種強混合酸環境中,使煙囪處于腐蝕強度高、滲透性強、且較難防范的低溫高濕稀酸型腐蝕工況中。

  研究表明,在40~80℃時,低濃度的酸液對結構材料有更強的腐蝕性,例如,40~80℃條件下,稀酸液對鋼材的腐蝕速度是其他溫度下的3~8倍,因此,該低溫高濕稀酸型腐蝕工況的腐蝕程度與未脫硫時的干煙囪相比更為嚴重[4]。

  2.2煙囪腐蝕環境

  經濕法脫硫后的煙囪,內部運行工況非常復雜。一是酸液的組成比較復雜,其中不僅含有硫酸,還含有微量的硝酸、鹽酸和氫氟酸,雖然其中的氫氟酸濃度并不大,但其對絕大多數材料的腐蝕性都非常強,能夠抵抗該混合酸腐蝕的材料很少。

  二是煙囪在正常運行時,內壁幾乎處于全正壓狀態,盡管煙囪正壓的壓力并不大,但其對煙囪的腐蝕作用影響非常大,可以使煙氣和酸液穿過內襯磚或混凝土層,從而對煙囪內壁造成腐蝕。

  另外,在正常脫硫情況下,煙囪內濕煙氣溫度約50℃,而煙氣脫硫系統在事故狀態時,煙氣溫度馬上升高至110℃,煙囪內的高濕度狀態逐漸轉變為高溫干燥狀態,煙囪內壁附著的混合酸液濃度也隨著水分的蒸發逐漸增大,當硫酸濃度達到70%以上后,就變為具有強氧化性和脫水性的濃硫酸。

  加熱條件下,除金和鉑外,濃硫酸的強氧化性能使濃硫酸與其他所有金屬發生反應,生成金屬硫酸鹽。鈦合金板是一種在煙囪防腐中應用相對較多的高檔耐腐蝕材料,表面易生成化學性質穩定的鈍化膜,且對于局部損壞具有瞬間修復的特性,在硫酸濃度小于10%時,防腐性能優異,而且耐高溫及耐磨性也很好,使用年限長。但當硫酸濃度大于10%時,可與鈦發生反應,尤其是在硫酸濃度接近80%時的腐蝕速度最快;

  有機體系防腐層也是目前煙囪防腐的一大方向,但濃硫酸具有脫水性,可以奪取含氫、氧元素有機物中的氫原子和氧原子,從而使有機物防腐層從內往外逐漸碳化,進而喪失耐腐蝕性能,

  由此可見,工作在干濕、冷熱交替工況下的煙囪,對防腐材料的性能要求是非??量痰?。濕法脫硫以后,不同溫度和濕度條件下的煙氣會對煙囪產生不同程度、不同類型的腐蝕,對濕法脫硫工序的安全穩定運行有很大的影響。

 
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