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火力發電廠煙囪防腐存在的問題以及相關建議

點擊數:983發布:2017-06-03 來源: 高空防腐,電廠煙囪防腐,電廠煙囪新建,電廠煙囪拆除,電廠冷卻塔防腐,電廠涼水塔防腐==分分快三开奖记录

随着在電力行業落實國家環保政策力度的不斷加大,燃煤發電機組必須限期加裝濕法脫硫裝置。目前,各大火電集團均積極響應國家的環保政策,加大煙氣脫硫力度,力争在規定期限内,使得各自電廠的排煙濃度達到國家規定的環保标準。但是,由于我國火電行業以前均是排放高溫煙氣,這時煙氣對煙道、煙囪的腐蝕較輕,再加上當時中國處于計劃經濟體制,國内電力行業(電廠、電力設計院)基本上不設置材料專業,更不必說防腐蝕材料專業了。現在面臨着全行業的大規模脫硫工程,整個電力行業在随之而來的嚴重腐蝕面前,還缺乏對腐蝕危害的足夠認識。在加裝濕法脫硫裝置的過程中,特别是在涉及到脫硫塔、煙道及煙囪防腐蝕材料及防腐蝕方案時,受種種原因的影響,往往不能正确地選擇防腐蝕材料品種和生産廠商,僅僅聽從一些上門推銷的防腐蝕材料廠商的建議,然後從低價中标的角度來選擇一些不具備足夠的防腐蝕技術力量及生産經驗的企業作為供貨商,結果導緻大量的煙囪防腐蝕項目出現質量問題,給電力行業帶來嚴重的經濟損失,并給電廠的安全生産留下嚴重的潛在危害。
 
   我廠作為一家國内從事防腐蝕材料及工程技術研究曆史最悠久的中央直屬研究院的高級技術人員,早在10年前即參與火電行業防腐蝕材料的仲裁檢驗,最近5年來更是多次應邀參加電力行業的設計方案、防腐蝕産品及防腐蝕工程招标等評審會,對火電行業防腐蝕現狀有着深刻的體會,同時在心中也逐步積累起深深的憂慮。
 
本文的目的,是基于一個國有研究院防腐蝕技術人員的職業責任感,為降低火電廠的運行成本、提高安全性,向電力行業及相關機構提出個人建議,供電力行業有關人士參考。
 

 
一、濕法脫硫前後煙氣腐蝕性的簡要介紹
 
濕法脫硫前,燃煤機組排放的是未經脫硫的煙氣,進入煙囪的煙氣溫度在125℃左右(出現事故時的短期煙氣溫度則可達150?180℃)。在此條件下,煙囪内壁處于幹燥狀态,煙氣對煙囪内壁材料不直接産生腐蝕。
 
加裝濕法脫硫裝置後,排放的濕煙氣。如果未經煙氣換熱器加熱升溫,進入煙囪的煙氣溫度在50±5℃,煙囪内壁有嚴重結露,沿筒壁有結露所産生的酸液流淌。酸液的溫度在40?80℃時,對結構材料的腐蝕性特别強。以鋼材為例,40?80℃時的腐蝕速度比在其它溫度時高出約3?8倍。
 
據北侖電廠的測試結果表明,濕法脫硫後,當脫硫效率達到理論設計值95%時,煙囪内壁的酸性冷凝液的ph值為1.9?2.2,屬于強酸性狀态。此時濕煙氣對于不同材質的腐蝕速率為:
 
q235a鋼的腐蝕速率高達159.54mm/年?200.00mm/年;
 
10crmncuti不鏽鋼的腐蝕速率也高達23.9268mm/年!
 
這一實際測試數據充分說明了此凝結液具有很強的腐蝕能力。
 
對于混凝土煙囪在濕煙氣狀态下的腐蝕問題,東南大學、江蘇蘇源環保公司等的研究表明,當煙囪内壁稀硫酸的濃縮在中等狀态時(此時硫酸的濃度為15%,最大濃縮濃度可達40%)對混凝土的腐蝕速率為:
 
對于c25混凝土的腐蝕速率為8mm/10天;
 
對于c30混凝土的腐蝕速率為2.4mm/10天;
 
對于c50混凝土的腐蝕速率為2.4mm/10天。
 
從以上煙氣腐蝕性研究及測試論文的結論可以看出,雖然在加裝濕法煙氣脫硫裝置後,煙氣中大約90%?95%的so2被從煙氣中脫除,但是,由于在脫硫後的煙氣中引入了大量的水并且将煙氣溫度降至50±5℃左右(國内電廠為了節省投資,基本上不加裝ggh),因而使得脫硫後的煙氣具有了很強的腐蝕性。
 
另外,據2005年夏天在西北電力設計院的一份内部資料中看到,重慶電廠在加裝濕法脫硫裝置時,由于未對煙囪内壁進行防腐蝕改造,結果隻運行了大約不到5年時間,煙囪内壁即出現了嚴重腐蝕,影響到發電機組的安全運行。最後不得不花費近600萬元進行煙囪結構加固處理,然後再進行内防腐施工。由此案例可見,排放濕法煙氣煙囪防腐蝕的重要性以及不采取合适防腐蝕措施所帶來的嚴重後果。
 
二、目前電廠防腐蝕材料現狀
 
如前所述,電力行業對于工程材料,尤其是防腐蝕材料方面缺乏專業人才和相關知識,再加上席卷全國的低價中标方式,使得目前電力行業所采購的大多數防腐蝕材料及防腐蝕設計方案不能滿足實際需要,給電廠留下嚴重的安全隐患。
 
目前向電廠供貨的大多數防腐蝕材料廠商,基本上是最近幾年才從事防腐蝕材料生産的民營企業,幾乎沒有相關的技術人員,生産配方來自于私下購買或者傳說,利用目前電力行業的相關管理人員、設計人員缺乏足夠的防腐蝕專業知識這一弱點,僅僅靠一些個人關系,靠一些不正當手段,從與電力行業相關的機構獲取一紙檢測證書和評審證書,然後就到各大電力集團、電廠及設計院進行密集的遊說活動,獲取相關的工程投标信息及投标入圍資格,然後在投标過程中再采取欺騙手段,提供虛假材料,依靠超低價格來獲得中标。
 
與以上的情況相反,一些具有悠久曆史的知名産品,例如早在1980年即通過冶金部技術鑒定、已有27年安全應用業績的mc煙囪防腐耐熱塗料,由于生産單位堅持從用戶的安全性着想,對防腐蝕設計方案的要求較高,造成單位面積成本高于這些無名企業,也不敢說假話,結果在目前的大規模脫硫工程中,隻能接到很少的訂單!
 
僅從上述兩個方面的案例比較,就可以看出目前電力行業防腐蝕工程的潛在危害有多嚴重!
 

 
三、最近幾年煙囪防腐蝕事故案例簡介
 
在此之前,由于脫硫系統尚處于部分開機狀況,煙囪嚴重腐蝕案例較少,國内很多電廠進行煙囪防腐蝕施工前,均采納一些推銷防腐蝕材料的廠家提供的設計方案,然後由電廠組織專家評審會,對這一方案進行審議、局部修改後實施。
 
但是,由于這類方案在提交專家評審會之時,就已經基本明确了将來的中标廠家。這些在電力行業推銷煙囪防腐蝕材料的廠家,絕大多數并不懂得防腐蝕技術,隻是最近幾年剛進入防腐蝕領域的“門外漢”,或者是将其他廠家的産品采購回來後貼牌銷售;結果導緻參會專家不能暢所欲言,經過評審的方案,仍然存在嚴重缺陷,就投入實施,使用不久就出現嚴重滲漏事故。
 
在此運作模式下,由于是專家評審會集體做出的決定,到時也沒有任何人對此負責,結果倒黴的還是電廠。
 
1.發泡玻璃磚工程案例
 
(1)案例簡介
 
發泡玻璃磚防腐蝕體系是國内借鑒美國賓高德産品,進行國産化而推出,目前國内已有數家公司在推銷此方案。
 
但是,在這些推銷廠家中,隻有1家擁有類似于賓高德産品的生産線,其餘廠家要麼根本沒有生産基地,僅靠采購其他廠家的産品進行貼牌;要麼就是采用廢玻璃進行生産。由于廢玻璃成分的不确定性,由此生産的發泡玻璃磚性能極不穩定,強度低下,與美國産品相比,差距極大。另一方面就是這些廠家不懂得防腐蝕材料及防腐蝕工程設計要求,僅從表面上模仿美國産品數值,采用根本不耐腐蝕的矽橡膠或者瀝青作為發泡玻璃磚粘接劑。
 
但是,這些廠家利用偷梁換柱的手法進行操作,也獲得了大量的工程項目,但是很快就出現了工程質量問題。例如:
 
①在四川某電廠發泡玻璃磚項目施工過程中的一份粘接劑檢測報告顯示,所使用的發泡玻璃磚粘接膠在23±2℃自來水水中浸泡7天,其粘接強度保留率隻有86%!
 
②在河南某電廠發泡玻璃磚投标文件中,某廠家提供的粘接膠檢測報告,在23±2℃5%硫酸中浸泡7天,其粘接強度保留率隻有76%!
 
而按照防腐蝕材料的耐腐蝕性能與耐溫性能之間的對應關系,溫度每升高10℃,其腐蝕速率将上升1-3倍。如果将這種粘接膠用在脫硫煙氣的運行溫度50±5℃,其耐水、耐硫酸強度保留率将不超過50%!按照防腐蝕材料耐腐蝕性能的評定标準,這類材料屬于不耐水、不耐常溫稀硫酸的産品,何以承受前面所說的強腐蝕性脫硫濕煙氣及其冷凝水?
 
(2)存在問題的簡要分析
 
①絕大多數國産發泡玻璃塊材料的實際抗壓強度隻有0.6mpa-0.8mpa,但是由于還沒有這方面的專用檢測标準,一些廠商采取“操作手段”,将檢測報告上的抗壓強度值标稱到1.4mpa甚至更高,超過了進口pennguard發泡玻璃塊材國内實測值的1.2mpa。
 
②絕大多數國産發泡玻璃塊材的粘接劑不過關,多數推銷國産發泡玻璃塊材的企業,本身并沒有生産設施,而是采取oem或者貼牌采購。這樣産品質量難以保證。
 
③更為嚴重的是,某些推銷企業本身不懂得防腐蝕材料,對濕法煙氣脫硫後的腐蝕環境也不甚了解,僅僅是看到了目前電力行業濕法脫硫所帶來的巨大商機,看到pennguard發泡玻璃塊材的配套粘接劑斷裂延伸率高達350%,就在這方面做仿制文章,發現矽橡膠的斷裂延伸率、耐溫性能滿足需要,就配制成為國産發泡玻璃塊材的粘接劑。而實際上,矽橡膠本身雖然具有優異的彈性(斷裂延伸率)、優異的耐高溫、耐低溫性能和優異的耐自然老化性能,但是,矽橡膠本身的耐化學腐蝕性能卻較差,根本不是為耐化學腐蝕而開發的!
 
④還有一些企業,在檢驗數據上造假來蒙騙電廠。例如,河南某公司的投标資料中提供的數據,檢測依據為美國astm标準,檢測數據采用英制單位。隻要稍有技術常識的人均知道,這些數據肯定是僞造!因為按照國家計量法的規定,國際單位制是我國的法定計量單位,國内檢測單位不可能向專供國内使用的檢測報告提供英制單位!對此公司所提供數據唯一的解釋就是:造假!
 
2. om塗料工程事故簡介
 
江蘇某電廠在2007年4月組織了一次專家評審會,對om塗料廠家提供的防腐蝕方案進行評審,通過後于2007年7月初進行施工,當月底投産。
 
結果到2007年9月中旬,該煙囪即出現多處、大量滲水;10月中旬電廠停機由om塗料廠家維修了一次,結果滲水量加大。2007年11月初,我們應邀到該廠進行實地考察、制定補救措施。下列圖片即為此時所拍攝。
 
經過對原煙囪防腐蝕設計方案、施工記錄等進行調查、詢問施工單位、實地考察之後,我們基本确診了該煙囪漏水的原因——om煙囪塗料廠家不懂得煙囪結構構造和防腐蝕設計技術、存在結構性設計缺陷;om煙囪塗料廠家推薦的無正規防腐蝕資質的施工隊承擔施工,施工過程有偷工減料現象。我們随即提出了補救措施,電廠按照我院推薦的方案監督om煙囪塗料廠家再次處理後,至今未再出現漏水現象。
 
3.新建煙囪嚴重漏水事故——耐酸澆注料(耐酸膠泥)
 
(1)案例簡介
 
南通美亞熱電有限公司位于江蘇省南通市經濟技術開發區,主要為開發區内的化工廠、制藥廠等提供水蒸氣、熱水等,是一家美資企業。
 
2007年,該公司新建了一座120m煙囪,該煙囪采用生産廠家推薦的bsj-y1型輕質耐酸澆注料做防腐蝕内襯,最大厚度250mm,最小厚度100mm。結果隻使用了半年,即出現如下圖所示的嚴重滲漏現象。
 
我們到現場實地考察、調閱設計、施工資料後發現,該項目為選材錯誤、結構設計錯誤:
 
①該材料在固化過程中存在很大的收縮;
 
②同樣的材料,在3年前即在廣西某項目上出現過嚴重開裂現象,在該項目施工過程中,并未加以改進;
 
③該項目内筒結構設計中,設置了防開裂施工切縫,但未對這些施工切縫進行密封處理,使得脫硫煙氣冷凝水很容易穿透内筒;
 
該廠另一座老煙囪在加裝濕法脫硫裝置後,也出現了一些滲水和裂紋。我們針對該廠實際情況,提出了就地維修和新建一座專用脫硫煙囪兩套防腐蝕處理方案,結果由于需要資金較多,必須向美國董事會彙報,至今還未定奪。
 
此外,耐酸膠泥在陝西某電廠煙道中的應用隻有3年,即出現嚴重腐蝕現象;北京某熱電廠采用特種耐酸膠泥做内防腐,使用壽命也未超過4年,即由于嚴重腐蝕而不得不更換!
 
(2)小結
 
按照電力行标《火力發電廠煙囪(煙道)内襯防腐蝕材料》(dl/t901-2004)的定義,“耐酸膠結料是以矽酸鈉(或矽酸鉀)、耐酸填充料、固化劑等為主要原材料組成的具有耐酸、耐熱性能的粘接材料的總稱。采用不同粒度級配的填充料,可以配制成耐酸塗料、耐酸膠泥、耐酸砂漿、耐酸澆注料等具有塗抹、粘接、砌築或澆注等各種用途的耐酸(耐熱)材料、制品或結構體。”
 
《工業建築防腐蝕設計規範》(gb 50046-2008)對耐酸膠泥應用範圍的限定是:常溫介質作用時宜選用密實型水玻璃類材料;當介質溫度高于100℃時,不應選用密實型水玻璃類材料。而電廠煙囪(煙道)在實際使用過程中,由于現有脫硫機組的運轉穩定性等原因,會經常在脫硫、旁路排煙這兩種工況下切換,使得煙囪(煙道)的使用環境也随之在50℃飽和稀硫酸環境、超過100℃的旁路幹燥煙氣環境之間變換,這就決定了:在目前國内脫硫裝置運行現狀下,煙囪(煙道)内防腐材料不能選用耐酸膠泥類防腐蝕材料。
 
4.新建煙囪腐蝕事故——大同二電廠3#煙囪觀察孔漏水
 
我們在大同二電廠實地考察期間,發現投産不久的3#煙囪中部有一圈均勻分布的孔洞,在每個孔洞的下方,均有大量的紅褐色滲水痕迹。
 
經詢問該廠生技部有關同志,得知這些孔洞是設計預留的觀察孔。電廠原以為這些紅褐色痕迹為煙囪外壁鋼爬梯在下雨天氣時淋雨、生鏽所緻。并且告訴我們,在開始時滲漏的是白色物質,後來才開始滲漏紅褐色物質。
 
其實不然,從下列照片中可以很明顯地看出,這些紅褐色痕迹是從這些觀察孔中流出,很顯然是這些觀察孔附近的煙囪内筒出現了問題,脫硫濕煙氣在這些部位冷凝成為強腐蝕性液體,先腐蝕混凝土(生成白色物質),随後腐蝕鋼筋(生成紅褐色物質)所緻。如不及時處理,将帶來嚴重後果。
 
這些照片表明,大同二電廠3#煙囪可能存在如下問題:
 
① 煙囪的防腐蝕施工質量存在問題;
 
② 煙囪的防腐蝕方案可能存在問題;
 
③ 煙囪内筒施工單位技術水平太差。因為一個合格的施工單位,應該懂得本行業的材料性能和相關設計要求,在施工過程中如發現設計方案存在問題,應及時通知監理單位、業主和設計院,及時予以修改、糾正。
 
在随後的進一步調查中得知,該煙囪下部為套筒式結構,上部為單筒式結構,内襯為水玻璃粉煤灰磚。據此,我們認為,如果不盡快采取補救措施,任由3#煙囪照此腐蝕下去,随着這些觀察孔附近的鋼筋逐步被腐蝕到一定程度,該煙囪在極端情況出現時(冬季最大風力、地震等極端外力作用下),有被折斷的可能!
 
根據該項目為新建煙囪的現實,我們估計,出現如此嚴重漏水現象的原因,很可能是該項目在内筒伸縮縫部位,存在缺陷,導緻強腐蝕性濕煙氣冷凝水,透過内筒伸縮縫而到達外筒壁的内表面,并沿外筒壁内表面流至觀察孔部位後,通過觀察孔流出。
 
5.小結
 
從以上内容,可以很容易地看出,目前電力系統脫硫煙囪的防腐蝕項目操作模式,存在巨大的風險,如果不及時采取适當措施加以改變,遏制住目前部分材料廠商的不道德推銷手法,必将給我國火電脫硫事業,帶來無窮的後果!

四、建議
 
基于目前電力行業脫硫的規模,以及目前電力行業防腐蝕材料選材、招标的現狀,我廠建議采取如下措施:
 
1.由電監會、中電聯或者其他電力主管部門牽頭,委托國内知名防腐蝕研究單位對濕法脫硫後煙囪的防腐蝕問題進行綜合研究,确認加裝濕法煙氣脫硫裝置後煙囪的腐蝕現狀,并編制相關煙囪防腐蝕設計規程(目前已有的煙囪防腐蝕規程不能滿足實際需要),為今後的煙囪防腐蝕設計提供依據;
 
2.由電監會、中電聯或者其他電力主管部門牽頭,改變目前電力行業多頭進行防腐蝕材料評審的現狀,委托國内知名防腐蝕研究單位對目前國内煙囪防腐蝕材料進行綜合測試,對于性能合格的企業,由電監會、中電聯或者其他電力主管部門統一頒發進入電力行業的行銷許可證,無證企業将失去投标資格;
 
3.衆所周知,一分錢一分貨。基于合理性能價格比的原則,由電監會、中電聯或者其他電力主管部門牽頭,将目前電力行業在防腐蝕招标過程中一貫采用的低價中标的評标辦法,改為在确保工程質量的前提下,采納合理低價的投标方案。
 
4.對于目前已出現滲漏、嚴重腐蝕的脫硫煙囪,建議委托有資格的檢測單位進行煙囪結構的安全性檢測、評估,并提出結構加固處理方案;然後委托有實際操作經驗的防腐蝕研究單位提供設計方案,然後交由相關電廠執行。

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