煙囪防腐設計及施工
煙囪防腐設計、施工及運行后出現(xiàn)局部滲漏問題的原因分析,局部滲漏處理的方法。
單筒混凝土煙囪防腐設計目前推薦的方法主要只有3種,整體澆注料、粘貼玻璃鋼內(nèi)襯、粘貼泡沫玻璃磚塊材。
設計煙囪內(nèi)襯防腐層時,關鍵是要對分段的牛腿環(huán)梁處及煙道入口處、積灰平臺與煙囪壁變形縫處做好密封構造設計。上述位置是結構熱脹冷縮的關鍵變形部位。即使煙囪內(nèi)襯大面積范圍內(nèi)出現(xiàn)個別的滲漏點,也是便于修補的。但上述3個部位發(fā)生滲漏,修復工作難度很大。另外一點就是要對變形縫的防滲漏問題高度重視。其構造措施應能保證在變形過程中防滲層柔彈性變形而不會被拉裂。在這方面長春黃龍實業(yè)有限公司做了大量的構造方案研究,制定了標準節(jié)點圖。煙囪防腐設計、施工及運行后出現(xiàn)局部滲漏問題的原因分析,局部滲漏處理的方法。
單筒混凝土煙囪防腐設計目前推薦的方法主要只有3種,整體澆注料、粘貼玻璃鋼內(nèi)襯、粘貼泡沫玻璃磚塊材。
設計煙囪內(nèi)襯防腐層時,關鍵是要對分段的牛腿環(huán)梁處及煙道入口處、積灰平臺與煙囪壁變形縫處做好密封構造設計。上述位置是結構熱脹冷縮的關鍵變形部位。即使煙囪內(nèi)襯大面積范圍內(nèi)出現(xiàn)個別的滲漏點,也是便于修補的。但上述3個部位發(fā)生滲漏,修復工作難度很大。另外一點就是要對變形縫的防滲漏問題高度重視。其構造措施應能保證在變形過程中防滲層柔彈性變形而不會被拉裂。在這方面長春黃龍實業(yè)有限公司做了大量的構造方案研究,制定了標準節(jié)點圖。
關于冷凝水的酸腐蝕問題
滲漏的冷凝水到底有沒有腐蝕性?經(jīng)在2個運行煙囪的滲漏點和煙道的排水口收集的水樣測定其PH值分別為7.5和8.9左右。
說明冷凝水呈現(xiàn)堿性。不會發(fā)生酸性腐蝕。分析原因,是電廠濕法脫硫添加的石灰石漿液量較大所致。這說明二個問題;
1)、以往認為采用石灰石漿液濕法脫硫的煙氣中的水一定是弱酸性的理念有待商榷。這與運行條件有關
2)、實踐運行中當將石灰石漿液的添加量降低以后,再次測定滲漏出來的冷凝水的PH值由8.9降為7.2。如果進一步降低石灰石漿液投入量,則脫硫不充分,煙氣中的水汽呈酸性。建議電廠在濕法脫硫運行初期及時收集煙氣冷凝水進行PH值監(jiān)測,調(diào)整石灰石漿液投放量。
1、首先介紹三層復合整體澆注料內(nèi)襯
1.1 三層復合整體澆注料是我院與長春黃龍實業(yè)集團共同研究開發(fā)的一種耐水耐酸輕質的澆注料。近十余年來在電力、石化、冶金等行業(yè)均有應用。
在設計方面,針對舊煙囪的防腐改造,一般采用拆除原有煙囪內(nèi)襯,修補破損腐蝕的煙囪內(nèi)表面,,用耐酸砂漿抹平整,干燥后開始施工三層整體澆注料。新建的單筒煙囪則可以直接在煙囪壁內(nèi)側施工三層整體澆注料
三層復合的整體澆注料內(nèi)襯,是一個很好的替代砌體內(nèi)襯的方案 ,
它的特點是整個內(nèi)襯剛柔相濟。能夠很好地適應煙囪在風荷載作用下的變形,澆注料有較好的柔性、同時還有有機硅膠作為耐酸的隔離層,很好地協(xié)調(diào)了混凝土外筒與內(nèi)襯層的變形。目前已有電力、石化等不同行業(yè)的濕法脫硫煙囪采用了整體澆注料內(nèi)襯、效果不錯。在運行過程中也發(fā)生一些值得探討的問題。
1.2 關于冷凝水的滲漏問題
濕法脫硫煙囪運行中會在煙囪的煙道口下部積灰平臺與筒壁連接處是最容易發(fā)生滲漏的部位,尤其是北方寒冷地區(qū)的煙囪比較嚴重。這是因為煙囪結構設計預留了變形縫,盡管做內(nèi)襯時采用各種柔性材料進行封堵,但在煙囪內(nèi)外溫度的影響下,變形縫處仍然被收縮拉開。這成了通病。
已運行過一年以上的煙囪,原有的砌體內(nèi)襯表面不能直接粘貼玻璃鋼板材或直接手糊法施工玻璃鋼內(nèi)襯。也不能粘磚。因為舊煙囪砌體內(nèi)襯表面的積灰不可能清除干凈。采用水沖洗砌體內(nèi)襯吸水后不易干燥。采用干風吹洗,砌體內(nèi)襯浮灰始終除去不了,磚砌體上貼磚,無論什么膠都貼不牢。如果再出現(xiàn)幾次溫度交變,膠泥、涂料或硅膠涂層都會起泡開裂,直到脫落。
同時,在內(nèi)襯的支撐牛腿處,耐酸磚砌筑的伸縮節(jié)的防腐處理一般塞硅膠很難搞好,硅膠干縮后肯定繼續(xù)滲漏。一但內(nèi)襯有溫度伸縮,防腐層就會開裂。
2、三層復合體系的整體澆注料內(nèi)襯的施工工藝
(1)有機硅膠第一道防水密封層
基本成熟的的有機硅膠具有耐酸耐熱防水功能,在電力行業(yè)已應用4~5年,做密封層內(nèi)層與粘結劑是基本成熟的技術,形成最后一道防水密封層。為根除泄漏通道,先以彈柔性耐酸耐熱有機硅膠涂敷于結構混凝土或鋼內(nèi)筒表面,厚度為3mm左右,作為防腐密封層的內(nèi)層(第一層,起到生根與封閉作用)及粘貼玻璃鋼板的粘結劑。
(2)乙烯基脂環(huán)氧樹脂玻璃鋼片材和無堿玻纖網(wǎng)格布第二道防水密封層
在第一道工序完成后,檢查驗收確認合格后,再以2~3mm厚的預制成一定弧形的耐溫耐腐蝕玻璃鋼板擠壓并粘貼在彈性膠上,大塊玻璃鋼板的接縫處以“濕糊法玻璃鋼施工工藝”粘貼,厚度和材質與玻璃鋼板材相同,形成整體玻璃鋼密封筒,作為防腐密封層的剛性防水耐腐蝕層(第二層)。該層配方應保證玻璃鋼板材有一定的柔韌度,避免剛度太大發(fā)生脆裂。
(3)密實型耐酸耐熱澆注料做為緊貼煙氣的第三道耐酸耐熱耐水層。
鋪完玻璃鋼板后,施工密實型輕質耐酸澆注料(第三層)。在升降平臺上支內(nèi)模,對現(xiàn)場拌和的澆注料進行澆注、搗固,在密封層外側構成無機的耐熱耐酸的整體性完好的澆注料,厚度150~200mm。它能可靠地防護玻璃鋼板和有機硅膠層。它比粘貼泡沫玻璃磚保護有機硅膠層(賓高德方案)更可靠、耐用。
在澆注施工時,必須采用在升降平臺上固定內(nèi)模的施工工藝措施,嚴格杜絕在徑向設置固定模板用的對穿螺栓和支撐桿件的做法。待澆注料固化,達到一定強度后拆模,將會形成密實的宏觀整體的完整澆注料殼體,它可以整體保護玻璃鋼板和有機硅膠防水密封層。
澆注料殼體還可以按一定的尺寸間隔(1.5~2m)切劃成網(wǎng)格狀變形縫(縫寬3-5mm,縫深度10mm左右),以此均化澆注料內(nèi)襯的表面收縮性微裂縫
3、合理的施工工期
機組在系統(tǒng)調(diào)度安排的45天大修停機時間內(nèi),舊煙囪脫硫防腐改造工程招標規(guī)定30-38天內(nèi)完成是有問題的。施工安裝復合鈦板鋼排煙筒有問題,貼泡沫玻璃磚也有問題。只有噴刷涂料或抹耐酸膠泥可以在30天左右完成,價錢也很低,但是防滲漏的期望是很難實現(xiàn)的。所以舊煙囪脫硫防腐改造工程應根據(jù)改造方案,給予合理的施工工期。采取建過渡鋼煙囪,高度在60-80米左右,對舊煙囪防腐改造提供3-4個月施工時間,保證實現(xiàn)防滲漏的期望。防腐工程是三分材料七分施工,要按防水工程做,慢工出細活。
也請各級環(huán)保部門充分理解舊煙囪防腐改造的技術要求和難度,給予支持。
排放濕法脫硫煙氣的單筒煙囪,不論是新建還是舊煙囪內(nèi)襯改造,手糊法玻璃鋼內(nèi)襯或貼輕質耐酸磚,都只有一層防水層,三層復合整體澆筑料內(nèi)襯的三層都是防水層,而且都是耐酸材料。所以從防水、耐酸、耐熱的總體要求來說三層復合整體澆筑料內(nèi)襯的性能最優(yōu)。
由于時間的限制,關于經(jīng)濟技術指標這里不做詳細介紹。結論性的意見是: 三層復合整體澆筑料內(nèi)襯具有價格略低于手糊法玻璃鋼內(nèi)襯或貼輕質耐酸磚(賓高德方案),同時具有工期短、耐久性好的優(yōu)點。
4、 套筒煙囪內(nèi)筒的防腐問題
4.1 泡沫陶瓷?;u砌筑排煙筒
泡沫陶瓷磚砌筑排煙筒的套筒煙囪,一旦取消GGH后,滲漏和腐蝕非常嚴重,砌筑的內(nèi)筒容易出現(xiàn)坍塌。目前隨著機組脫硫改造時進行煙囪防腐改造,當砌筑的內(nèi)筒損壞較輕時,在內(nèi)側做整體澆注料加玻璃鋼板復合防腐。如果內(nèi)襯砌筑的內(nèi)筒損壞較嚴重時,需要拆除原砌筑的內(nèi)筒,重新施工防腐。當在內(nèi)側做整體澆注料加玻璃鋼板或加有機硅膠復合防腐時,整體澆注料內(nèi)襯可設計成自立式內(nèi)筒,基礎落在原煙囪基礎底板上或將原煙囪環(huán)形底板改造成整體板式基礎。此時應請有相應資質的設計單位對原有煙囪基礎進行重新設計計算。
冶金行業(yè)的《鋼煙囪標準圖集》中其內(nèi)襯均采用了100MM厚的澆注料內(nèi)襯,詳細內(nèi)容請參見對應的鋼煙囪標準圖集,這里不再詳細介紹。
關于《賓高德》泡沫玻璃磚和泡沫陶瓷玻化磚,多年來一直在套筒煙囪的鋼內(nèi)筒中做防腐內(nèi)襯使用。由于美國設計規(guī)范不再推薦使用鋼內(nèi)筒內(nèi)襯泡沫玻璃磚的設計方法而改為玻璃鋼內(nèi)筒設計方案,泡沫玻璃磚不再應用。但我國的一些單位還在應用。玻璃和陶瓷類防腐材料我們已經(jīng)實踐過粘貼泡沫玻璃磚和泡沫陶瓷?;u方案,它不可能作成大塊或整體的防腐體系,磚塊數(shù)量大,可操作性差,施工質量難于控制,防腐層的整體密封性很難保證,出現(xiàn)滲漏情況很多。
4.2 套筒煙囪中復合鈦板鋼內(nèi)筒煙囪防腐內(nèi)襯總體使用情況良好,部分工程有輕微腐蝕痕跡,局部有鈦板表面氧化膜破損現(xiàn)象。復合鈦板搭接接頭焊縫缺陷,局部冷凝水反滲現(xiàn)象,在每個排煙筒程度不同均有,復合鈦板焊縫貼條背面是空的,當有焊縫缺陷,且冷凝水滲入量大時,腐蝕影響區(qū)域可能擴散比較快。此問題對機組的安全運行可能產(chǎn)生嚴重影響?;谏鲜鲈蛲瑫r復合鈦板鋼內(nèi)筒煙囪的工程造價比其他方案都高,業(yè)主近年來也放棄了復合鈦板鋼內(nèi)筒?!颁摻罨炷镣馔?FRP內(nèi)筒”的脫硫煙囪形式,已成為美國燃煤電廠脫硫煙囪的主要結構形式。整體纏繞玻璃鋼(FRP)與鋼材相比,有重量輕、超強耐腐蝕等特點,作為鋼材防腐的替代品。FRP排煙筒在歐美近年來被快速發(fā)展采用。我國的一些設計院也完成了相應的設計工作。最近幾年對于300MW及以上的機組,套筒煙囪和雙管煙囪相繼開始制作和安裝整體纏繞的玻璃鋼排煙筒。效果很好。解決了防腐和滲漏的問題。但也發(fā)生個別內(nèi)筒安裝過程中失火,損失很大。
5、小結
時間的關系,不能一一展開論述。在單機300MW及以上機組的大型電廠中整體纏繞玻璃鋼(FRP)已開始逐步擴大應用。在單筒煙囪及老電廠的舊煙囪防腐改造中三層復合整體澆筑料內(nèi)襯也在不斷的擴大應用。在砌筑內(nèi)筒的套筒煙囪防腐改造中,三層復合整體澆筑料內(nèi)襯也已經(jīng)有設計院開始研究并提出了設計方案。是否能得到業(yè)主的認可還是一個關鍵問題。