沈曉明，陳建偉，錢洲亥，祝酈偉，周海飛

（浙江省電力公司電力科學(xué)研究院，杭州310014）

火電廠脫硫系統(tǒng)投運(yùn)后煙囪的腐蝕狀態(tài)評(píng)價(jià)

沈曉明，陳建偉，錢洲亥，祝酈偉，周海飛

（浙江省電力公司電力科學(xué)研究院，杭州310014）

結(jié)合工程實(shí)例對(duì)煙囪防腐效果進(jìn)行檢查與評(píng)估，分析腐蝕產(chǎn)生的原因，為今后煙囪防腐選型、煙囪腐蝕評(píng)價(jià)體系的建立提供有效的現(xiàn)實(shí)依據(jù)，促進(jìn)電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行。

濕法脫硫；煙囪；防腐；腐蝕檢查；腐蝕評(píng)價(jià)

0 引言

目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)火電廠均采用濕法脫硫工藝，雖然脫硫后二氧化硫含量大大降低，但會(huì)引起煙囪腐蝕，對(duì)此電廠大多采用GGH（氣氣加熱）工藝，以提高凈煙氣的溫度來(lái)減輕腐蝕。但溫度提高有限，腐蝕依然存在[1]。近年來(lái)，研究人員在煙囪的防腐與控制方面開展了大量工作，提出了眾多防腐手段并應(yīng)用到實(shí)際工程當(dāng)中，但是由于缺乏有效的煙囪防腐評(píng)價(jià)體系，對(duì)煙囪投運(yùn)后的防腐效果未進(jìn)行全面檢查與評(píng)價(jià)，導(dǎo)致在運(yùn)行管理中存在一定的盲目性。

某電廠3號(hào)機(jī)組采用濕法煙氣脫硫工藝，帶GGH系統(tǒng)，煙囪內(nèi)筒采用10CrMnCuTi鋼板焊接制成。為選擇合適的防腐涂層，對(duì)3號(hào)爐煙囪做了局部防腐試驗(yàn)，選擇了3家防腐蝕工程公司進(jìn)行涂層試驗(yàn)，3種防腐材料涂層布置在同一個(gè)高度上，將煙囪橫截面分成3個(gè)120°弧面，每家公司1個(gè)面，面積均為54.4 m2。煙囪投運(yùn)6年后對(duì)煙囪及煙道進(jìn)行局部?jī)?nèi)、外部腐蝕情況檢查，同時(shí)對(duì)涂層效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 試驗(yàn)方法

1.1 鋼板檢查方法

本次試驗(yàn)對(duì)煙囪下部（內(nèi)部）、煙囪外部、煙囪頂部和煙道進(jìn)行了宏觀檢測(cè)及測(cè)厚，宏觀檢測(cè)采用目測(cè)和10倍放大鏡進(jìn)行，并拍照留底。鋼板厚度檢測(cè)用超聲波測(cè)厚儀抽查，每塊鋼板測(cè)厚點(diǎn)不少于32個(gè)，取平均數(shù)與鋼板原厚度比較，計(jì)算腐蝕速率，公式如下：

式中：V為腐蝕速率；L1為鋼板原厚度；L0為鋼板現(xiàn)厚度；t為煙囪運(yùn)行時(shí)間。

1.2 涂層檢查方法

（1）外觀檢查：用目測(cè)或（5～10）倍的放大鏡進(jìn)行檢測(cè)，表面應(yīng)平整、無(wú)雜質(zhì)、無(wú)空鼓和皺褶，壓邊和搭邊粘結(jié)緊密，玻璃布網(wǎng)眼應(yīng)灌滿面漆。

（2）涂層厚度檢查：用磁性測(cè)厚儀抽查涂料厚度，每塊試驗(yàn)涂層每1.5 m2設(shè)1個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，每塊測(cè)點(diǎn)不少于36個(gè)，均勻布置。

（3）附著力檢查：先在試片涂層上切割6道或11道相互平行、間距相等（可分為1 mm或2 mm）的切痕，然后再垂直切割與前者切割道數(shù)及間距相同的切痕。當(dāng)涂層厚度小于或等于60 μm時(shí)，選用劃格刀片間距1 mm的刀具，當(dāng)涂層厚度大于60 μm時(shí)，選用劃格刀片間距2 mm的刀具。采用手工切割時(shí)，用力要均勻，速度要平穩(wěn)，以便刃口在切割中正好能穿透涂層而觸及基底，用力過(guò)大或不均可能影響測(cè)試結(jié)果。切割后，在試板上將出現(xiàn)25個(gè)或100個(gè)方格，用軟毛刷沿方格的對(duì)角線方向輕輕刷掉切屑，然后檢查并評(píng)價(jià)涂層附著力。

（4）敲擊檢查：用木錘或橡膠錘進(jìn)行敲擊檢查，通過(guò)敲擊聲音來(lái)判斷是否有鼓泡、分離粘結(jié)不良等涂層缺陷。

2 結(jié)果與討論

2.1 宏觀檢查及鋼板測(cè)厚

分別對(duì)煙囪下部（內(nèi)部）、煙囪外部、煙囪頂部和煙道進(jìn)行宏觀檢測(cè)及測(cè)厚，測(cè)厚數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

從整體情況來(lái)看，煙囪內(nèi)壁的腐蝕速率基本在0.017～0.083 mm/a，底部存在點(diǎn)蝕，其他部位未見(jiàn)明顯腐蝕，見(jiàn)圖1。煙囪底部發(fā)現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象，腐蝕速率達(dá)到了0.083 mm/a，腐蝕相對(duì)較明顯，分析原因?yàn)椋?/p>

（1）存在積液造成表面出現(xiàn)點(diǎn)蝕。煙氣經(jīng)過(guò)濕法脫硫以后的露點(diǎn)溫度在105～140℃，而煙氣經(jīng)過(guò)GGH之后的溫度在80℃左右，因此在煙囪內(nèi)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)露和集液現(xiàn)象[2]，并且無(wú)法將已經(jīng)凝結(jié)在煙道或煙囪表面上的水或穿過(guò)除霧器的漿液在短時(shí)間內(nèi)快速蒸干，這些液滴只能慢慢地濃縮、干燥。這個(gè)過(guò)程使得這些原來(lái)酸性不強(qiáng)的液滴變成腐蝕性很強(qiáng)的酸液，在煙囪底部形成積液造成點(diǎn)蝕[3]。

（2）煙囪底部為煙氣入口區(qū)域，由于煙氣流速最大值出現(xiàn)在煙氣入口區(qū)域，最大壓力出現(xiàn)在煙氣入口和入口對(duì)應(yīng)壁面區(qū)域，所以此區(qū)域受侵蝕比較嚴(yán)重[4]。

基于以上分析，建議施涂涂層時(shí)，考慮對(duì)煙囪底部進(jìn)行重點(diǎn)防腐。

在煙囪距底部50～70 m（即外部平臺(tái)的第三、四層處）為煙氣的露點(diǎn)區(qū)，相對(duì)腐蝕速率較大，達(dá)到了0.067 mm/a，因此建議施涂涂層時(shí)，考慮對(duì)該部位進(jìn)行重點(diǎn)防腐，以免腐蝕進(jìn)一步加劇。

煙囪頂部?jī)?nèi)壁腐蝕速率較小，未見(jiàn)明顯腐蝕坑，但發(fā)現(xiàn)煙囪頂部外壁保護(hù)罩底部擋雨磚已脫落，且內(nèi)部混凝土也有脫落的現(xiàn)象，同時(shí)發(fā)現(xiàn)直梯有3處斷裂。

2.2 煙囪內(nèi)涂層檢查

2.2.1 外觀檢查結(jié)果

外觀質(zhì)量檢查總體上A公司較好，涂層表面基本平整，下部有少量空鼓和皺褶，壓邊和搭邊粘結(jié)緊密。B公司次之，表面不太平整，中部有2～3 m2的脫落，存在大量空鼓和皺褶。C公司較差，表面不太平整，存在大面積空鼓和皺褶，且已脫落約10～15m2。

表1 煙囪鋼板厚度測(cè)試數(shù)據(jù)

2.2.2 涂層厚度檢測(cè)結(jié)果

3家公司的涂層厚度數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 煙囪內(nèi)涂層厚度數(shù)據(jù)

2.2.3 附著力檢查結(jié)果

檢查時(shí)，3家公司的涂層附著力均已不滿足要求，檢查結(jié)果如下：

（1）A公司涂層區(qū)域，切口邊緣或交叉處涂層有明顯脫落的面積大于5%，但受影響明顯不大于15%，評(píng)定為2級(jí)，不合格。

（2）B公司涂層區(qū)域，切口邊緣或交叉處涂層有明顯脫落的面積大于5%，但受影響明顯不大于15%，評(píng)定為2級(jí)，不合格。

（3）C公司涂層區(qū)域，涂層沿切割邊緣，部分或全部以大碎片脫落，或在格子不同部位上，部分或全部脫落，明顯大于15%，但受影響明顯不大于35%，評(píng)定為3級(jí)，不合格。

2.2.4 敲擊檢查結(jié)果

表面敲擊檢查總體上A公司較好，無(wú)分離、粘結(jié)不良等涂層缺陷，但個(gè)別點(diǎn)有鼓泡。B公司次之，有少量鼓泡、分離、粘結(jié)不良等涂層缺陷。C公司較差，存在上部大面積鼓泡、分離、粘結(jié)不良等涂層缺陷。

2.2.5 涂層檢查綜合分析

從涂層評(píng)價(jià)結(jié)果看，3種涂料經(jīng)過(guò)6年多的運(yùn)行，總體使用效果評(píng)價(jià)A公司最好，B公司次之，C公司較差，建議電廠在后續(xù)煙囪防腐使用A公司防腐涂層工藝，但使用壽命在6年左右。3家防腐公司所用的材料均屬于乙烯基酯樹脂玻璃鱗片膠泥，根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[5]，乙烯基酯玻璃鱗片的使用壽命可達(dá)15年，而根據(jù)本次外觀、敲擊、涂層厚度、附著力四方面檢查總體情況來(lái)看，經(jīng)過(guò)近7年使用后附著力都不再符合要求。分析其原因，首先玻璃鱗片膠泥本身韌性不佳，容易發(fā)脆，尤其在溫度驟變時(shí)，膠泥底漆層與基材的粘結(jié)性能不足，容易脫落，在基材處理不善時(shí)更容易出現(xiàn)問(wèn)題。溫度驟變時(shí)，局部應(yīng)力引起的應(yīng)力后續(xù)集中釋放，耐應(yīng)力應(yīng)變不足，這是目前玻璃鱗片膠泥內(nèi)襯方案從根源上難以解決的[6]問(wèn)題。除此之外，乙烯基酯玻璃鱗片的使用壽命還與施工工藝、施工質(zhì)量，尤其是特殊部位的施工工藝和控制有很大關(guān)系。

3 結(jié)論及建議

（1）從這次對(duì)煙囪的腐蝕調(diào)查結(jié)果看，煙囪的整體腐蝕在可控制范圍內(nèi)。煙囪內(nèi)壁的腐蝕速率基本在0.017～0.083 mm/a，煙囪底部因可能存在積液而造成表面出現(xiàn)少許點(diǎn)蝕，相對(duì)腐蝕速率較大。煙囪距底部50～70 m為煙氣的露點(diǎn)區(qū)，相對(duì)腐蝕速率也較大，建議施涂涂層時(shí)，對(duì)上述部位進(jìn)行重點(diǎn)防腐。

（2）在運(yùn)行期間，要根據(jù)鍋爐出口煙氣中的硫化物含量及時(shí)調(diào)整GGH工況，控制好煙囪煙氣的入口溫度，避免長(zhǎng)期低于露點(diǎn)溫度。

圖1 煙囪內(nèi)部宏觀腐蝕圖片（左為第二條焊縫處、右為第十條焊縫處）

（3）煙囪頂部不銹鋼外套底部防腐層已受損，應(yīng)予以修復(fù)，以防漏水造成煙囪外壁腐蝕。煙囪頂部不銹鋼外筒壁厚未有明顯減薄，且表面未見(jiàn)銹點(diǎn)，所以煙氣中的硫含量已控制在較低水平。

[1]云虹，徐群杰，趙玉增，等.電廠煙氣脫硫系統(tǒng)煙囪的腐蝕與防護(hù)研究進(jìn)展[J].腐蝕與防護(hù)，2011，32（4）∶321-325.

[2]李雙龍,李潤(rùn)平.火電廠煙囪內(nèi)壁耐腐蝕金屬材料的選擇[J].熱力發(fā)電，2011，40（7）∶28-31.

[3]石麗娜.火電廠脫硫煙氣再熱后腐蝕性的研究[D].北京∶華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文，2005.

[4]楊彥.火力發(fā)電廠濕法煙氣脫硫系統(tǒng)煙囪腐蝕與防腐研究[D].北京：北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，2010.

[5]王天堂，陸士平，范東亮.一種適用于電廠濕煙囪的長(zhǎng)效防腐蝕涂料介紹[J].全面腐蝕控制，2007，21（5）∶26-30.

[6]歐陽(yáng)自強(qiáng).淺談特高溫?zé)煹罒焽璧姆栏ㄒ唬J].全面腐蝕控制，2012，26（2）∶33-37.

Evaluation on Chimney Corrosion Status after FGD Operation in Thermal Power Plant

SHEN Xiao ming，CHEN Jian wei，QIAN Zhou hai，ZHU Li wei，ZHOU Hai fei
（Z（P）EPC Electric Power Research Institute，Hangzhou 310014，China）

In combination with engineering practice anti-corrosion effect of chimney is examined and evaluated，and the causes for corrosion are analyzed，which provides realistic basis for chimney selection in terms of anti-corrosion and establishment of chimney corrosion evaluation system and enhances safe and stable operation of power plants.

wet desulphurization；chimney；anti-corrosion；corrosion inspection；corrosion evaluation

TK228

：B

：1007-1881（2013）10-0044-03

2013-04-24

沈曉明（1985-），女，浙江杭州人，碩士，工程師，研究方向?yàn)檩斪冸娫O(shè)備腐蝕與管理。

（本文編輯：徐晗）

項(xiàng)目：國(guó)家電網(wǎng)公司總部管理項(xiàng)目，輸變電設(shè)備腐蝕監(jiān)控、腐蝕管理技術(shù)的研發(fā)29002640；國(guó)家電網(wǎng)“十二五”科技項(xiàng)目，重工業(yè)污染區(qū)輸電線路桿塔和接地網(wǎng)腐蝕防治技術(shù)研究與示范29006950。