火电厂防腐等级划分及防腐新技术应用浅析_91化工仪器网

火力发电厂简称火电厂，是指利用石油、煤炭、天然气等燃料燃烧产生的热能来加热水，使水变成高温、高压水蒸气，然后再由水蒸气推动发电机来发电，由化学能生产电能的工厂方式的总称。

火电厂可根据不同分类方法进行分类。根据容量的大小，可将电厂分为大型火电厂、中型火电厂和小型火电厂；按燃料的不同，可区分为燃煤、燃油和燃气等几类火电厂；按照原动机的不同，可分为汽轮机组发电厂、燃气轮机发电厂、汽轮机-燃气轮机发电厂等；按照其功用的不同，可分为凝汽式发电厂和热电厂等等。

根据国际标准ISO12944-2《钢结构的防腐蚀涂料系统的腐蚀保护》，依照火电厂实际大气腐蚀环境，可以确定火电厂环境为高等级的C4级别，对该区域内的防腐应视为重防腐，应采用重防腐涂料体系解决火电厂的腐蚀问题。

火力发电厂使用的燃料主要是重油和煤炭，也有极少在使用燃气为燃料。在运行过程中，燃料燃烧后释放出大量的硫化物、氮氧化物等气相腐蚀介质。这些腐蚀性气体与雨水、空气中的水汽结合形成酸性液态腐蚀介质。同时烟气中的悬浮物颗粒在钢结构表面沉积形成电解质，加速钢结构的电化学腐蚀。沿海地区的火电厂受海洋大气影响，空气中含盐量大，腐蚀情况更为严重。

同时火电厂大多钢结构处于高温、高压、高载荷、高流速的情况下运行，既要经受烟气氧化、硫化及汽蚀的考验，还要经受烟气中粉尘颗粒的冲刷和磨蚀，甚至个别部位还有撞击，久而久之，就会发生故障，使系统不能正常运行甚至停止运行，造成生产事故。

在火电厂中还有很多部位处在特殊的腐蚀氛围中，如锅炉内壁、水冷壁、GGH设备、冷却塔、储罐等等，并不能用C4环境概而括之，具体工况具体分析，同时所采用的解决方案也各不相同。

我国是一个能源结构以燃煤为主的国家，大气污染属煤烟型污染，粉尘、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）是电厂对大气的主要污染物，其中二氧化硫造成了酸雨等污染情况。因此，对二氧化硫的防治是势在必行。目前，国内外燃煤火电厂中烟气脱硫（Flue Gas Desulfurization 简称 FGD ），是控制二氧化硫排放的主要措施。其中湿法石灰石洗涤法是当今世界各国应用zui多和zui成熟的工艺，国家电力公司已将湿法石灰石脱硫工艺确定为火电厂脱硫的主导工艺。

湿法脱硫工艺主要流程是，锅炉的烟气从引风机出口侧的烟道接口进入烟气脱硫(FGD)系统。在烟气进入脱硫吸收塔之前经增压风机升压，然后通过烟气 烟气加热器(GGH)，将烟气的热量传输给吸收塔出口的烟气，使吸收塔入口烟气温度降低，有利于吸收塔安全运行，同时吸收塔出口的清洁烟气则由GGH加热升温，烟气温度升高，有利于烟气扩散排放。经过GGH加热器加热后烟气温度一般在80℃左右，可使烟囱出口处达到更好的扩散条件和避免烟气形成白雾。GGH之前设的增压风机，用以克服脱硫系统的阻力，加热后的清洁烟气靠增压风机的压送排入烟囱。

在锅炉启动过程或脱硫装置因故障而解列时，烟气可不进入脱硫装置，而通过旁路烟道进入烟囱排向大气。

烟气经过脱硫后，虽然烟气中的SO2的含量大大减少，但是，洗涤的方法对除去烟气中少量的SO3效果并不好。由于经湿法脱硫，烟气湿度增加、温度降低，烟气极易在烟囱的内壁结露，烟气中残余的SO3溶解后，形成腐蚀性很强的稀硫酸液。调查实际的烟囱发现，脱硫烟囱内的烟气有以下特点：

1)  烟气中水份含量高，烟气湿度很大；

2)  烟气温度低，脱硫后的烟气温度一般在40～50℃之间，经GGH加温器升温后一般在80℃左右；

3)  烟气中含有酸性氧化物，使烟气的酸露点温度降低；

4)  烟气中的酸液的浓度低，渗透性较强，对烟囱结构有很强的腐蚀性。

目前，电厂烟囱主要在以下三种工况下运行：

1）排放未经脱硫的烟气，进入烟囱的烟气温度在130℃左右。在此条件下，烟囱内壁处于干燥状态，烟气对烟囱内壁材料不直接产生腐蚀。

2）排放经湿法脱硫后的烟气，并且烟气经GGH系统加热，进入烟囱的烟气温度在80℃左右，烟囱内壁有轻微结露，导致排烟内筒内侧积灰。根据排放烟气成分等条件的不同，结露状况将有所变化。

此外，烟囱防腐设计时还应考虑在锅炉事故状态排放烟气的温度，一般该温度在180℃左右。电厂烟囱安全运行的必要条件是承重的钢筋混凝土外筒不被烟气腐蚀，排烟内筒在电厂运行期间尽可能的抵抗烟气腐蚀。

      在有无GGH系统的情况下，烟气温度均在酸露点温度之下，烟囱内壁均存在酸结露状况。

由于脱硫烟囱内烟气的上述特点，对烟囱防腐材料有如下要求：

1）烟气湿度大，含有的腐蚀性介质在烟气压力和湿度的双重作用下，烟囱内侧结构致密度差的材料内部很易遭到腐蚀，影响结构耐久性。因此烟囱防腐材料需致密、抗压、防渗透。

2）低浓度稀硫酸液比高浓度的酸液腐蚀性更强， 酸液的温度在40-80℃时，对结构材料的腐蚀性特别强。以钢材为例，40-80℃时的腐蚀速度比在其它温度时高出约3-8倍。防腐涂层需具备超强的防酸露点腐蚀性能。

3）烟囱运行时，烟气有可能不进入脱硫装置，而通过旁路烟道进入烟囱。此时，烟气温度较高，一般在130℃左右，防腐涂层还必须能耐130℃的高温。

烟囱钢内筒选择一个合适的防腐涂层，还必须考虑以下几方面的因素：

A.  技术可行性，满足复杂化学环境下的防腐要求；

B.  经济合理，较低的建造成本，一次性投资费用要低；

C.  施工容易进行工艺相对简单，施工周期短；

D.  防护周期长，运行维护费用低，并且方便检修。

由此可知，排放脱硫烟气的烟囱比排放普通未脱硫烟气的烟囱对防腐蚀设计要求要高得多。在设计脱硫烟囱时，烟囱内壁的防腐蚀措施应进一步加强。

GGH、烟囱烟道采用特种防腐涂料防腐是一个较为可行且较为经济的防腐方法。一般情况下，防腐蚀层的失效主要是树脂基体受到侵蚀，基体树脂首先产生失重、变色等情况，之后引起材料的鼓泡、分层、剥离或开裂等情况，zui后导致防腐涂层失效，尤其后者由于渗透等因素，加速了具有腐蚀性的化学介质渗入到防护层的内部。因此在选择具有良好耐磨蚀性能树脂基体的同时，应采取有效的措施来减弱、减缓腐蚀介质或水蒸气的渗透作用。涂层不易过于刚硬，应具备一定的弹性，可随底材的形变而变形，也就是线膨胀系数应与基材的线膨胀系数尽可能一致。

在过去的防腐过程中大家为了节约成本（忽略了防腐时效、后期维修费用），大多采用玻璃鳞片胶泥，采用油、衬布结合的方式来保证涂层厚度和涂层的致密防渗性。玻璃鳞片涂料的优缺如下：

因GGH由翅叶片组成，叶片之间距离很小，对于玻璃鳞片来讲很难施工，且GGH装置热变频繁，因此对涂料的附着和抗热震性能都有较高要求，同时GGH装置还需耐烟气冲刷、耐酸碱腐蚀、能够薄涂不影响GGH设备的导热性。

ZS-1041烟气防腐涂料在施工时只需300 m即可得到良好的防护性，不需要采用衬布来加强涂层的抗裂性能，因此在构造较为复杂的GGH设备上使用，无论是防腐效果还是施工性能均是zui佳选择。较低的表面张力可以处理夹缝、焊点附着不易的问题，同时较小的鳞片状颜填料可以形成致密的多层次隔绝层而不会出现漆膜架构上的架空、起鼓、窝泡等弊病。

对于烟道防腐，ZS-1041更能发挥其致密、耐磨、耐热冲刷、防腐性能好等优点，为烟道提供长效防护。

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