楊建生

(山西新興能源產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司，太原 030006)

0 引言

鍋爐的爐外脫硫方式按吸收劑和脫硫產(chǎn)物在脫硫過(guò)程中呈現(xiàn)出的不同物態(tài)分為干法脫硫、半干法脫硫和濕法脫硫。半干法脫硫在循環(huán)流化床鍋爐上應(yīng)用比較多，與爐內(nèi)脫硫相結(jié)合后總脫硫效率可達(dá)到90%以上。

采用半干法脫硫時(shí)，煙氣溫度約為75 ℃，高于煙氣露點(diǎn)溫度20 ℃。與濕法脫硫設(shè)備——煙氣換熱器(GGH)的煙氣溫度相當(dāng)。采用半干法煙氣脫硫時(shí)，煙氣中水分含量比濕法脫硫低，加之煙氣溫度較高，煙氣冷凝結(jié)露量相對(duì)較少。因此，半干法脫硫煙氣對(duì)排煙筒的腐蝕性比濕法脫硫要低。但是煙氣中仍然含有少量氟化物、氯化物、硫化物(SOx)和氮化物(NOx)，且存在煙氣溫度及水分等誘發(fā)腐蝕的因素，煙囪仍處于低溫高濕的環(huán)境中，煙囪內(nèi)仍存在酸結(jié)露現(xiàn)象。煙囪防腐的等級(jí)考慮按照DL 5022—2012《火力發(fā)電廠(chǎng)土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：“半干法、干法(水介質(zhì))脫硫處理后的煙氣應(yīng)按中等腐蝕性等級(jí)考慮”。

1 半干法脫硫煙囪常用形式

我國(guó)對(duì)燃煤電廠(chǎng)煙氣脫硫處理起步較晚，國(guó)內(nèi)結(jié)合工程實(shí)際的調(diào)查和研究資料較少，經(jīng)驗(yàn)有限。采用半干法脫硫工藝的鍋爐煙囪選型常用以下3種方案。

1.1 方案A：防腐型單筒式煙囪

在外筒內(nèi)壁采用“2布5涂”法涂上OM涂料；再涂上現(xiàn)澆發(fā)泡聚氨酯保溫隔熱層，隔熱層外內(nèi)襯采用帶企口燒結(jié)釉面耐酸耐火砌塊，用耐酸膠泥砌筑。該煙囪類(lèi)型如圖1所示。

圖1 采用方案A的煙囪結(jié)構(gòu)

該方案已應(yīng)用多年，技術(shù)成熟，較為常見(jiàn)，但施工工序較多，內(nèi)襯和保溫層致密性差，施工中人為因素多，施工質(zhì)量難以控制。

1.2 方案B：防腐型單筒式煙囪

先用防水抗?jié)B耐酸膠泥在混凝土筒壁內(nèi)表面進(jìn)行批刮，平均厚度2～3 mm，形成整體密閉空間，然后將防水抗?jié)B耐酸膠泥均勻地刮在輕質(zhì)防腐陶瓷磚的3個(gè)面上，再將其粘貼到襯砌位置，并擠壓密實(shí)，保證砌筑平整、垂直，灰縫和結(jié)合層膠泥飽滿(mǎn)，并且縱縫錯(cuò)開(kāi)，該煙囪類(lèi)型如圖2所示。

圖2 采用方案B的煙囪結(jié)構(gòu)

該防腐內(nèi)襯系統(tǒng)由膠粘劑層和輕質(zhì)防腐陶瓷磚層雙層結(jié)構(gòu)組成，其中膠粘劑層是防腐抗?jié)B的關(guān)鍵，輕質(zhì)防腐陶瓷磚層主要起保護(hù)膠粘劑層及保溫隔熱的作用。

該防腐內(nèi)襯系統(tǒng)具有膨脹可逆的收縮彈性及柔韌性，可調(diào)節(jié)、化解不同材料的熱膨脹。它的保溫隔熱性能好，可以防止煙氣降溫，有利于煙氣排放。它可以防止高溫?zé)煔鈱?duì)煙囪筒壁的熱侵蝕，能適應(yīng)高、低溫?zé)煔夂透伞駸煔獾慕惶孢\(yùn)行，能夠抗煙氣中各類(lèi)介質(zhì)的腐蝕及水氣的滲透，且減輕了結(jié)構(gòu)自重，降低了結(jié)構(gòu)耗鋼量，減少了基礎(chǔ)材料用量及地基處理費(fèi)用。

1.3 方案C：鋼套筒式煙囪

鋼內(nèi)筒采用JNS耐酸露點(diǎn)鋼板，用防水抗?jié)B耐酸膠泥將50 mm厚的輕質(zhì)防腐陶瓷磚粘貼在鋼套筒內(nèi)壁。在鋼套筒外側(cè)設(shè)100 mm厚超細(xì)玻璃棉氈保溫層。

套筒式煙囪從結(jié)構(gòu)體系上避免了煙氣腐蝕對(duì)煙囪結(jié)構(gòu)主體的安全危害，對(duì)煙氣負(fù)壓運(yùn)行和煙氣抬升相對(duì)較好。但其造價(jià)遠(yuǎn)高于防腐型單筒式煙囪，一般而言，鋼套筒煙囪比同規(guī)模的防腐型單筒式煙囪造價(jià)要高80%以上，且施工難度較大，周期較長(zhǎng)，需要在電廠(chǎng)運(yùn)行后定期對(duì)鋼內(nèi)筒、鋼梯及鋼平臺(tái)等鋼構(gòu)件進(jìn)行維護(hù)。

2 3種方案的經(jīng)濟(jì)性比較

以某電廠(chǎng)為例，裝機(jī)容量為2×300 MW，采用半干法脫硫工藝，2臺(tái)爐共用1根煙囪，內(nèi)筒出口直徑7.5 m，高度210 m，外筒出口直徑11 m，高205 m。3種方案數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 3種方案的經(jīng)濟(jì)性比較

從表1可以看出，內(nèi)襯采用輕質(zhì)防腐陶瓷磚的方案最經(jīng)濟(jì)，鋼套筒式煙囪的造價(jià)最高。

3 結(jié)束語(yǔ)

采用半干法脫硫工藝的鍋爐，煙氣與濕法脫硫(不設(shè)置GGH)相比，溫度較高(相當(dāng)于設(shè)置GGH)，濕度較低，因此腐蝕性減弱(中等腐蝕性等級(jí))，采用防腐型單筒煙囪完全能滿(mǎn)足安全運(yùn)行要求。從經(jīng)濟(jì)適用的角度出發(fā)，推薦采用方案A和方案B。方案A和方案B相比，方案A施工工序多，工期長(zhǎng)，因此人為因素多，施工質(zhì)量不易控制，而方案B一般由專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家以總承包的方式進(jìn)行施工，施工質(zhì)量容易保證。

結(jié)合以上因素綜合考慮，對(duì)于采用半干法脫硫工藝的鍋爐，煙囪選型優(yōu)先選用方案B的防腐型單筒煙囪，內(nèi)襯采用國(guó)產(chǎn)輕質(zhì)防腐陶瓷磚內(nèi)襯系統(tǒng)。

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