摘要：本文對火力發電廠“石灰石-石膏”濕法脫硫后煙囪防腐問題行了分析，希望能夠為相關工作提供一定的參考。
關鍵詞：火電廠;煙氣脫硫;煙囪防腐
1煙囪腐蝕環境分析
采用濕法脫硫技術之后，進入到煙囪內部的煙氣以及煙囪的腐蝕環境主要具有以下幾個方面的特點[1]：
1)煙氣中的水分含量相對較高，煙氣相對濕度大，不設煙氣熱交換器時，煙氣溫度通常在45~50℃之間，遠遠低于硫酸以及亞硫酸的露點溫度，從吸收塔出來的煙氣接近于飽和狀態并且很快在煙囪中形成酸性液滴，同時在煙囪壁上凝結形成以硫酸以及亞硫酸為主的稀酸液，pH值大約在2.0左右。當低濃度酸液的溫度在40~80℃之間時，煙氣具有較高的化學腐蝕性，即強腐蝕性煙氣，對結構材料的腐蝕速度能夠達到常溫條件下的數倍。當加設煙氣熱交換器時，煙氣溫度能夠達到80℃，此時僅僅在煙囪內產生少量的冷凝稀酸液，同時煙囪處于負壓狀態下運行，煙氣對煙囪的腐蝕大大減輕。
2)煙氣在凈化之后，其中仍然會包含一定濃度的氯化物和氟化物，當溫度低于60℃時，會形成冷凝液，并與其他酸液發生混合，導致煙氣的腐蝕性大幅度提高。
3)煙氣在經過脫硫處理之后，溫度較低、上抽力小、流速慢，容易導致煙氣在煙囪內部聚集，使煙囪內部出現正壓區，這樣會對煙囪筒壁形成一定的滲透壓力，近而導致煙囪內部密度較低的區域被酸性液體滲透，對煙囪內部的承重結構產生腐蝕，影響到結構的耐久性。
4)在煙囪內部存在著不均勻的煙氣流場，尤其是在煙囪的下部區域，煙氣的高速流動會夾帶石灰石漿液對煙囪的內表面形成直接沖擊，對煙囪局部表面形成很強的沖刷腐蝕。
2煙囪防腐工程的技術建議
2.1新建擴建濕煙囪項目
新建擴建項目在設計方面，需要對煙囪方案進行合理的選擇，合理控制煙囪出口的流速，避免由于煙囪內部延期流速過快產生酸液二次攜帶問題，緩解石膏雨的發生。在防腐工藝方面，需要嚴格按照GB50051—2013《煙囪設計規范》[2]對工藝進行嚴格控制，推薦使用鈦-鋼復合板內筒方案，備選鋼內筒貼襯賓高德方案。玻璃鋼濕煙囪也是具有較好效果的濕煙囪防腐解決方案，但是，從當前國內的現狀來看，需要暫緩該技術的推廣，需要對玻璃鋼煙囪的制作工藝、施工質量以及機組的運行效果進行進一步的觀察。
2.2在役濕煙囪改造
以在役濕煙囪為基礎，對其進行防腐改造，方案的選擇相對復雜度較高，需要結合各電廠機組、燃料、原有煙囪設計的實際情況以及機組剩余服役年限等進行綜合考慮煙囪防腐改造方案，以實現壽命期內的最大化經濟效益為目標，進行必要的綜合經濟效益對比，同時，需要充分考慮采取防止煙囪雨的有效措施。
從當前的認識來看，建議機組在可預見的剩余服役年限在5年以上的，采用具有較高可靠性的鈦—鋼復合板或者進口賓高德防腐技術，而針對機組可預見性的剩余服役年限在5年以下的，在通過綜合的分析之后，并在系統的質量管控及檢測措施保證的基礎上，可以選擇雜化聚合物等高性能重防腐涂層。
2.3進行整體聯合設計
通過進行優良的脫硫除霧器、除塵器設計能夠使脫硫系統所夾帶的酸液量大幅度下降，同時還能降低酸液中石膏以及粉塵等固態顆粒物的含量，這對于治理煙囪雨非常有利。另外，經過脫硫之后的凈煙氣煙道也是酸液泠凝較為集中的區域，該區域的保溫和內部支撐形式以及延期的流動形式都會直接影響到液滴的二次夾帶。因此，采用脫硫系統以及煙囪整體聯合設計的方案在進行石膏雨的治理方面非常有必要。
2.4加強連接煙道的防腐處理
脫硫系統到煙囪入口的煙道部分也是腐蝕問題較為集中的區域，但是，由于該部分煙道具有較好的檢修條件，因此，采用碳鋼襯玻璃鱗片膠泥的方案能夠很好地滿足防腐要求。采用玻璃鱗片方案需要注意以下兩方面的問題[3]：
第一，入孔門的設計需要基于“方便人員進出、方便檢修工作”為原則進行，且入口門外側需要緊靠檢修平臺;
第二，煙道底部由于外側包覆保溫層的存在，當煙道底部積灰而底板出現大面積腐蝕時，在光線較差的情況下，容易發生坍塌事故，因此，煙道底部的防腐設計應該考慮加大安全系數，從而提高防腐方案的可靠性。
2.5取消煙氣再熱系統
根據國外相關管理經驗，建議直接采用濕煙囪設計方案，在濕式脫硫系統后面取消或者不再增設回轉式煙氣再熱系統。回轉式煙氣再熱系統由于存在煙氣的攜帶和泄漏問題，原煙氣會對凈煙氣形成污染，設備及運行成本較高。另外，換熱元件容易發生堵塞，對電廠運行可靠性產生了較大的負面影響。根據相關研究結果來看，在正常再熱溫度范圍內，煙氣再熱將導致小霧滴蒸發，對于來自沉積液膜的煙氣流二次夾卷的較大液滴的蒸發作用十分有限。
相對于煙囪高度來說，再熱使煙羽抬升的高度也是有效的，通常在3~6m之間。水汽煙羽的形成在較大程度上受到氣象條件的影響。實際上，要想通過再熱消除所有氣象條件下的煙羽基本上是不可能實現的。在典型的再熱情況下，煙羽的可見長度比濕煙羽的可見長度少1/3左右。但是采用濕煙囪防腐設計方案能夠更好地提高機組的熱效率，降低維修費用，提高機組運行可靠性，具有更高的經濟效益。
3結束語
火力發電廠在采用“石灰石-石膏”濕法脫硫(WFGD)工藝之后，對濕煙囪的防腐是非常有必要的，采用何種防腐方案需要結合具體的煙囪結構特點、服役年限等因素進行綜合考慮，合理選擇。同時，隨著高性能防腐材料的不斷開發以及煙囪防腐措施的不斷優化，濕煙囪防腐工程的可靠性和經濟性將不斷提高。
參考文獻：
[1]李震，孫平.火電廠脫硫濕煙囪防腐若干問題[J].全面腐蝕控制，2013(2)：28-30.
[2]賀朝鑄，代萬昆，韓朋成，等.火電廠煙囪防腐的解決方案[J].中國環保產業，2013(3)：63-65.
[3]張自麗.火電廠煙囪防腐進展研究[J].中國電業(技術版)，2011(8)：38-40.
關鍵詞：火電廠;煙氣脫硫;煙囪防腐
1煙囪腐蝕環境分析
采用濕法脫硫技術之后，進入到煙囪內部的煙氣以及煙囪的腐蝕環境主要具有以下幾個方面的特點[1]：
1)煙氣中的水分含量相對較高，煙氣相對濕度大，不設煙氣熱交換器時，煙氣溫度通常在45~50℃之間，遠遠低于硫酸以及亞硫酸的露點溫度，從吸收塔出來的煙氣接近于飽和狀態并且很快在煙囪中形成酸性液滴，同時在煙囪壁上凝結形成以硫酸以及亞硫酸為主的稀酸液，pH值大約在2.0左右。當低濃度酸液的溫度在40~80℃之間時，煙氣具有較高的化學腐蝕性，即強腐蝕性煙氣，對結構材料的腐蝕速度能夠達到常溫條件下的數倍。當加設煙氣熱交換器時，煙氣溫度能夠達到80℃，此時僅僅在煙囪內產生少量的冷凝稀酸液，同時煙囪處于負壓狀態下運行，煙氣對煙囪的腐蝕大大減輕。
2)煙氣在凈化之后，其中仍然會包含一定濃度的氯化物和氟化物，當溫度低于60℃時，會形成冷凝液，并與其他酸液發生混合，導致煙氣的腐蝕性大幅度提高。
3)煙氣在經過脫硫處理之后，溫度較低、上抽力小、流速慢，容易導致煙氣在煙囪內部聚集，使煙囪內部出現正壓區，這樣會對煙囪筒壁形成一定的滲透壓力，近而導致煙囪內部密度較低的區域被酸性液體滲透，對煙囪內部的承重結構產生腐蝕，影響到結構的耐久性。
4)在煙囪內部存在著不均勻的煙氣流場，尤其是在煙囪的下部區域，煙氣的高速流動會夾帶石灰石漿液對煙囪的內表面形成直接沖擊，對煙囪局部表面形成很強的沖刷腐蝕。
2煙囪防腐工程的技術建議
2.1新建擴建濕煙囪項目
新建擴建項目在設計方面，需要對煙囪方案進行合理的選擇，合理控制煙囪出口的流速，避免由于煙囪內部延期流速過快產生酸液二次攜帶問題，緩解石膏雨的發生。在防腐工藝方面，需要嚴格按照GB50051—2013《煙囪設計規范》[2]對工藝進行嚴格控制，推薦使用鈦-鋼復合板內筒方案，備選鋼內筒貼襯賓高德方案。玻璃鋼濕煙囪也是具有較好效果的濕煙囪防腐解決方案，但是，從當前國內的現狀來看，需要暫緩該技術的推廣，需要對玻璃鋼煙囪的制作工藝、施工質量以及機組的運行效果進行進一步的觀察。
2.2在役濕煙囪改造
以在役濕煙囪為基礎，對其進行防腐改造，方案的選擇相對復雜度較高，需要結合各電廠機組、燃料、原有煙囪設計的實際情況以及機組剩余服役年限等進行綜合考慮煙囪防腐改造方案，以實現壽命期內的最大化經濟效益為目標，進行必要的綜合經濟效益對比，同時，需要充分考慮采取防止煙囪雨的有效措施。
從當前的認識來看，建議機組在可預見的剩余服役年限在5年以上的，采用具有較高可靠性的鈦—鋼復合板或者進口賓高德防腐技術，而針對機組可預見性的剩余服役年限在5年以下的，在通過綜合的分析之后，并在系統的質量管控及檢測措施保證的基礎上，可以選擇雜化聚合物等高性能重防腐涂層。
2.3進行整體聯合設計
通過進行優良的脫硫除霧器、除塵器設計能夠使脫硫系統所夾帶的酸液量大幅度下降，同時還能降低酸液中石膏以及粉塵等固態顆粒物的含量，這對于治理煙囪雨非常有利。另外，經過脫硫之后的凈煙氣煙道也是酸液泠凝較為集中的區域，該區域的保溫和內部支撐形式以及延期的流動形式都會直接影響到液滴的二次夾帶。因此，采用脫硫系統以及煙囪整體聯合設計的方案在進行石膏雨的治理方面非常有必要。
2.4加強連接煙道的防腐處理
脫硫系統到煙囪入口的煙道部分也是腐蝕問題較為集中的區域，但是，由于該部分煙道具有較好的檢修條件，因此，采用碳鋼襯玻璃鱗片膠泥的方案能夠很好地滿足防腐要求。采用玻璃鱗片方案需要注意以下兩方面的問題[3]：
第一，入孔門的設計需要基于“方便人員進出、方便檢修工作”為原則進行，且入口門外側需要緊靠檢修平臺;
第二，煙道底部由于外側包覆保溫層的存在，當煙道底部積灰而底板出現大面積腐蝕時，在光線較差的情況下，容易發生坍塌事故，因此，煙道底部的防腐設計應該考慮加大安全系數，從而提高防腐方案的可靠性。
2.5取消煙氣再熱系統
根據國外相關管理經驗，建議直接采用濕煙囪設計方案，在濕式脫硫系統后面取消或者不再增設回轉式煙氣再熱系統。回轉式煙氣再熱系統由于存在煙氣的攜帶和泄漏問題，原煙氣會對凈煙氣形成污染，設備及運行成本較高。另外，換熱元件容易發生堵塞，對電廠運行可靠性產生了較大的負面影響。根據相關研究結果來看，在正常再熱溫度范圍內，煙氣再熱將導致小霧滴蒸發，對于來自沉積液膜的煙氣流二次夾卷的較大液滴的蒸發作用十分有限。
相對于煙囪高度來說，再熱使煙羽抬升的高度也是有效的，通常在3~6m之間。水汽煙羽的形成在較大程度上受到氣象條件的影響。實際上，要想通過再熱消除所有氣象條件下的煙羽基本上是不可能實現的。在典型的再熱情況下，煙羽的可見長度比濕煙羽的可見長度少1/3左右。但是采用濕煙囪防腐設計方案能夠更好地提高機組的熱效率，降低維修費用，提高機組運行可靠性，具有更高的經濟效益。
3結束語
火力發電廠在采用“石灰石-石膏”濕法脫硫(WFGD)工藝之后，對濕煙囪的防腐是非常有必要的，采用何種防腐方案需要結合具體的煙囪結構特點、服役年限等因素進行綜合考慮，合理選擇。同時，隨著高性能防腐材料的不斷開發以及煙囪防腐措施的不斷優化，濕煙囪防腐工程的可靠性和經濟性將不斷提高。
參考文獻：
[1]李震，孫平.火電廠脫硫濕煙囪防腐若干問題[J].全面腐蝕控制，2013(2)：28-30.
[2]賀朝鑄，代萬昆，韓朋成，等.火電廠煙囪防腐的解決方案[J].中國環保產業，2013(3)：63-65.
[3]張自麗.火電廠煙囪防腐進展研究[J].中國電業(技術版)，2011(8)：38-40.
