4 FGD系統(tǒng)中的幾種典型防腐技術(shù)介紹

4.1 鎳基合金薄板襯里（俗稱“貼壁紙”工藝）

鎳基合金薄板襯里目前多用于WFGD系統(tǒng)吸收塔煙氣入口干濕界面，高溫?zé)煔膺M(jìn)入吸收塔后與上部噴淋下來(lái)的漿液接觸，在吸收塔煙氣入口段形成呈強(qiáng)腐蝕性的高酸環(huán)境干濕界面,同時(shí)該部位還存在從漿液中電離出的CL^-，此外在金屬結(jié)構(gòu)的縫隙或焊縫、表面缺陷等特殊結(jié)構(gòu)處由于缺氧、水解與離子擴(kuò)散困難等原因，金屬基體的不同部分之間產(chǎn)生電位差形成原電池，縫隙腐蝕和CL^-造成的孔蝕均因此原因引起，這種局部腐蝕比起吸收塔內(nèi)可以預(yù)期的均勻腐蝕危害性更大。

國(guó)外大量WFGD工程實(shí)踐證明，鎳基合金用于WFGD系統(tǒng)惡劣腐蝕環(huán)境下十分有效。鎳基合金通常定義為以鎳為主要成份或主要元素的材料，鎳基合金良好的耐腐蝕性能在于其表面有薄薄一層富含鉻和氧的鈍化膜，當(dāng)鈍化膜遭到破壞時(shí)，如果有足夠氧存在，鈍化膜會(huì)自動(dòng)重新形成，鈍化膜的成份由合金成分決定，鎳基合金中由于添加了其他合金元素，和普通鋼材相比具有低溶解率的特性，所以即使鈍化膜遭到破壞，也具有很好的耐腐蝕性能。為提高鎳基合金耐腐蝕性能而增加的合金元素通常為鎳、鉬、鉻，鎳有助于受損的保護(hù)膜復(fù)原，改善加工性能，特別是焊接性能；鉻形成保護(hù)性鈍化膜；鉬可以提高合金耐點(diǎn)腐蝕和縫隙腐蝕等局部腐蝕的能力。

在濕法FGD系統(tǒng)中對(duì)鎳基合金材質(zhì)的使用主要有整體鎳基合金、鎳基合金與基材爆炸復(fù)合、鎳基合金與基材軋制復(fù)合、貼鎳基合金薄板襯里（俗稱 “貼壁紙”工藝）幾種形式。和其他幾種工藝相比貼鎳基合金薄板襯里技術(shù)因其工藝簡(jiǎn)單、成本低、施工方便；不需要特殊的工具、設(shè)備和高技術(shù)的受訓(xùn)人員；既可以在車間完成也可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，所以應(yīng)用非常廣泛，特別是在舊系統(tǒng)的翻新改造工程中更是首選工藝，迄今為止該技術(shù)在世界上的濕法FGD裝置中已經(jīng)成功運(yùn)用了近20年，根據(jù)國(guó)外的調(diào)查統(tǒng)計(jì)這種襯里系統(tǒng)的平均壽命長(zhǎng)達(dá)15年。

所謂貼襯板技術(shù)就是使用較薄襯板（厚度通常在1.6mm～3.2mm）在基材上搭接重疊，通過(guò)焊接形成一個(gè)密封的耐腐蝕系統(tǒng)。貼襯板技術(shù)原理如圖1所示。

圖1  貼襯板技術(shù)原理圖

4.2 玻璃鱗片襯里

玻璃鱗片襯里因優(yōu)異的抗腐蝕性能、超強(qiáng)的抗介質(zhì)滲透性、低熱膨脹系數(shù)、較低的經(jīng)濟(jì)成本和良好的施工性能等優(yōu)勢(shì)在FGD系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。WFGD系統(tǒng)中用的玻璃鱗片襯里主要成分為乙烯基酯樹脂(55%～65%) 、微玻璃鱗片(30%左右)及其他功能性助劑，在FGD系統(tǒng)中使用的乙烯基酯樹脂主要有標(biāo)準(zhǔn)型雙酚A環(huán)氧乙烯基酯樹脂和酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂兩種。玻璃鱗片是指采用一定材質(zhì)的(硅酸鹽)玻璃料，經(jīng)特定工藝加工而成的鱗片狀薄玻璃制品，與樹脂結(jié)合形成防腐涂料。

乙烯基酯樹脂本身具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，微玻璃鱗片具有優(yōu)異的耐酸性能，乙烯基酯樹脂內(nèi)添加微玻璃鱗片使這一防腐襯層內(nèi)部形成起由不連續(xù)的片狀填料構(gòu)成的迷宮型密封體系結(jié)構(gòu)(見圖2) ，它有效延長(zhǎng)了腐蝕介質(zhì)滲透的途徑，并且通過(guò)有序分散的鱗片分散松弛了襯里層固化成型時(shí)所產(chǎn)主的殘余應(yīng)力，從而克服了傳統(tǒng)襯里技術(shù)的介質(zhì)滲透及殘余應(yīng)力的破壞腐蝕失效的兩大要素。

     圖2玻璃鱗片襯里的耐腐蝕機(jī)理

4.3 玻璃鋼

玻璃鋼是發(fā)展較早的一種兼具功能和結(jié)構(gòu)特性的復(fù)合材料，具有十分顯著的性能特點(diǎn)，其耐腐蝕性主要取決于樹脂，隨著合成技術(shù)的不斷進(jìn)步，樹脂的性能也在不斷提高，尤其在二十世紀(jì)六十年代乙烯基酯樹脂的誕生，進(jìn)一步提高了玻璃鋼的耐腐蝕性能、物理性能以及耐熱性。玻璃鋼經(jīng)過(guò)合理的設(shè)計(jì)、制造和安裝，用于WFGD系統(tǒng)中具有明顯的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，國(guó)外將用乙烯基酯樹脂做成的玻璃鋼裝置成功地用于比WFGD系統(tǒng)更苛刻的腐蝕環(huán)境已經(jīng)有很長(zhǎng)的歷史。

WFGD系統(tǒng)吸收塔煙氣進(jìn)口位置的溫度范圍為160℃到180℃，且存在臨時(shí)的高溫急冷工況，因?yàn)闈撛诘臒崞茐暮彤a(chǎn)生的強(qiáng)腐蝕性副產(chǎn)品，所以該部位通常選用象高鎳合金C-276這樣昂貴的合金材料以滿足使用要求。用酚醛環(huán)氧型乙烯基樹脂做成的玻璃鋼具有良好抗熱震性，可以避免在溫度達(dá)200℃時(shí)熱震條件下產(chǎn)生的分層，能在200℃左右的煙氣中長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。在腐蝕環(huán)境中玻璃鋼的耐磨性能優(yōu)于鋼材，為提高玻璃鋼的耐磨性，可以在樹脂基體中加入適當(dāng)?shù)奶盍稀?/SPAN>

國(guó)外有已經(jīng)有FRP脫硫塔長(zhǎng)期使用并獲得巨大成功，乙烯基酯樹脂玻璃鋼做成的脫硫塔，可用于更高的溫度，壽命更長(zhǎng)，也更可靠，目前美國(guó)Dow Chemical公司開發(fā)并已生產(chǎn)出可以用于使用溫度為220℃的FGD脫硫塔。據(jù)國(guó)外資料介紹，玻璃鋼在WFGD系統(tǒng)中脫硫塔、漿液槽、除霧器、漿液輸送管路、煙道、煙囪等裝置上均獲得了成功應(yīng)用。

我們國(guó)家珞璜電廠從日本引進(jìn)的濕式石灰石（石灰）——石膏法煙氣脫硫裝置中的除霧器、噴淋管、塔壁沖洗管均用玻璃鋼生產(chǎn)；德國(guó)Steinmuller公司在我國(guó)承建的北京國(guó)華熱電公司脫硫工程、奧地利AE公司在我國(guó)承建的廣東粵連電廠脫硫工程中漿液輸送管道和漿液貯罐均為玻璃鋼材質(zhì)；華東理工大學(xué)在四川白馬電廠建立的氨洗滌回收法（稱NADS技術(shù)）煙氣脫硫工程的吸收塔也用玻璃鋼生產(chǎn)。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)用于煙氣脫硫系統(tǒng)的玻璃鋼制品還比較少，目前主要于吸收塔內(nèi)的漿液噴淋管道。

4.4 橡膠

在WFGD系統(tǒng)中應(yīng)用比較多的主要是丁基膠。從理論上講，橡膠襯里的耐熱性比玻璃鱗片差，而耐磨性、抗?jié)B透性比玻璃鱗片要好，因此橡膠襯里一般應(yīng)用于機(jī)械負(fù)荷大的區(qū)域，如吸收塔內(nèi)部、石灰石漿液系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、溫度較低的煙道等。

4.5 噴涂聚脲彈性體（SUPA）

該技術(shù)是國(guó)外近十年來(lái)為適應(yīng)環(huán)保需求而研制、開發(fā)的一種新型無(wú)溶劑、無(wú)污染的綠色施工技術(shù)，其主要原料是美國(guó)Texaco/Huntsman公司開發(fā)的端氨基聚氧化丙烯醚，該工藝屬于快速反應(yīng)噴涂體系，原料體系不含溶劑、固化速度快、工藝簡(jiǎn)單，該技術(shù)一面世便得到了迅猛的發(fā)展，目前該技術(shù)在國(guó)內(nèi)FGD系統(tǒng)中的應(yīng)用還處于起步階段，但已經(jīng)有小范圍的成功應(yīng)用范例。

5 濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中典型設(shè)備的防腐技術(shù)

    結(jié)合國(guó)內(nèi)WFGD工程的實(shí)際情況，對(duì)WFGD系統(tǒng)中的幾個(gè)典型設(shè)備防腐技術(shù)做簡(jiǎn)單介紹。

5.1 煙道

煙道包括原煙氣引入點(diǎn)至吸收塔煙氣入口的原煙氣通道和吸收塔煙氣出口到煙囪的凈煙氣通道。煙道主體多由普通碳鋼焊接而成，目前也有完全用玻璃鋼制作的。干煙氣流經(jīng)的煙道，采用普通碳鋼制造即可，與濕煙氣接觸的煙道均應(yīng)該采取防腐蝕措施，多采用碳鋼基體內(nèi)襯玻璃鱗片的形式，包括GGH之后的到煙囪的煙道，工程實(shí)踐證明，雖然飽和煙氣經(jīng)過(guò)GGH之后溫度升至80度以上，但仍處于煙氣露點(diǎn)附近，低溫腐蝕不能絕對(duì)避免。位于原煙氣煙道末端的吸收塔煙氣入口干濕界面部位由于是腐蝕條件惡劣，所以多采用包覆耐腐蝕性能優(yōu)良的鎳基合金薄板工藝，且包覆合金投影長(zhǎng)度不少于2米。

5.2擋板門

擋板門的防腐措施主要靠選用適合的金屬材料來(lái)保證，原煙氣溫度在煙氣溫度露點(diǎn)以上，水蒸氣含量較少，不存在低溫腐蝕問(wèn)題，所以進(jìn)口擋板門可整體采用碳鋼制造，密封件可采用普通不銹鋼，而凈煙氣溫度則通常在煙氣露點(diǎn)溫度之下，雖經(jīng)除霧器去水，但濕度很大，且有液滴夾帶，存在低溫腐蝕現(xiàn)象，因此對(duì)于出口擋板門與旁路擋板門，暴露在凈煙氣中的框架、葉片、軸應(yīng)采取防腐蝕措施，一般采用貼襯鎳基合金的方法，擋板的彈性密封片及其與主體連接的緊固件應(yīng)全部采用耐腐蝕合金制造，其他不與凈煙氣接觸的零部件可采用普通碳鋼制作。

5.3補(bǔ)償器（膨脹節(jié)）

FGD系統(tǒng)中一般選用經(jīng)有機(jī)硅、氟等高分子材料涂覆處理過(guò)的非金屬膨脹節(jié)，非金屬膨脹節(jié)在耐高溫、耐腐蝕、密封性能方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

5.4增壓風(fēng)機(jī)

在WFGD系統(tǒng)中增壓風(fēng)機(jī)通安裝在原煙氣煙道上或者凈煙氣煙道上，目前大部分FGD工程把增壓風(fēng)機(jī)布置在GGH前的原煙氣煙道上，習(xí)慣上稱為干風(fēng)機(jī)，因?yàn)樵摱蔚臒煔馐侵苯訌腻仩t來(lái)的高溫干煙氣，無(wú)酸性腐蝕及CL^-腐蝕、對(duì)風(fēng)機(jī)各部件的沾污程度也最小。

5.5煙氣再熱器（GGH）

GGH提高了出口煙氣溫度，較大程度上保護(hù)了其后管道及煙囪免受腐蝕，但其本身卻面臨嚴(yán)重的腐蝕問(wèn)題，目前對(duì)接觸煙氣的靜態(tài)部件多采取玻璃鱗片樹脂涂層保護(hù)。

5.6循環(huán)漿液泵

循環(huán)漿液泵所處的工況存在CL^-腐蝕、酸腐蝕、以及嚴(yán)重的磨損腐蝕，目前較多使用的是襯里泵，襯里泵的葉輪仍采用耐腐蝕、耐磨損的特殊合金材料制造，普通碳鋼泵殼基體采用內(nèi)腔襯SiC陶瓷或橡膠。

5.7 漿液管路和閥門

WFGD系統(tǒng)中的漿液具有腐蝕性且固體含量高，所以對(duì)于漿液管路及閥門最基本的要求是耐腐蝕、耐磨損，目前管路多采用碳鋼襯膠管道或玻璃鋼管，閥門閥體多采用帶耐腐蝕襯里的碳鋼制造，閥板采用耐蝕和金。

5.8吸收塔

吸收塔是整個(gè)煙氣脫硫系統(tǒng)的核心設(shè)備，腐蝕情況十分復(fù)雜，而且有些區(qū)域又存在嚴(yán)重磨損。在吸收塔煙氣入口干濕界面區(qū)域由于腐蝕條件惡劣，目前多采用鎳基合金襯里；在噴淋吸收區(qū)及漿液池底部磨損嚴(yán)重區(qū)域多采用耐磨型玻璃鱗片襯里或者內(nèi)襯丁基橡膠；漿液噴淋管一般采用FRP制造； 除霧器通常采用改性PP材料， 對(duì)于存在震動(dòng)或容易產(chǎn)生變形的部件一般采用襯膠或者襯玻璃鱗片同時(shí)玻璃絲布加強(qiáng)；其余區(qū)域通常采用耐腐蝕玻璃鱗片或橡膠防腐；漿液池?cái)嚢杵鞯臄嚢栎S及攪拌槳葉采用整體合金。

5.9煙囪

煙氣對(duì)于煙囪的腐蝕主要是指煙氣對(duì)鋼制內(nèi)筒及承重的混凝土外筒的低溫露點(diǎn)腐蝕。為避免和減小腐蝕，通常采取以下措施：

1）．避免混凝土外筒與煙氣接觸。

2）．耐酸磚或耐酸鋼內(nèi)筒涂覆耐酸涂料。

3）．提高煙氣溫度，以避免露點(diǎn)腐蝕，GGH的設(shè)置、煙道或煙囪內(nèi)筒外壁保溫層的設(shè)置均是為了提高或保持煙氣溫度不至過(guò)低。

6 WFGD系統(tǒng)中幾種典型防腐技術(shù)存在的問(wèn)題及解決辦法

6.1整體鎳基合金或鎳基合金薄板襯里

鎳基合金已經(jīng)被證明如果正確使用能夠完全適應(yīng)WFGD系統(tǒng)內(nèi)的腐蝕工況，但如果對(duì)系統(tǒng)工況分析了解不夠而造成合金種類選擇不當(dāng)、不良設(shè)計(jì)、焊接或加工質(zhì)量存在缺陷都會(huì)影響合金性能，仍可能造成合金腐蝕，所以設(shè)計(jì)時(shí)一定要對(duì)系統(tǒng)內(nèi)不同區(qū)域的工況進(jìn)行仔細(xì)的分析，根據(jù)不同腐蝕條件可選用不同合金，既可以滿足防腐蝕要求，又可以盡可能的降低成本。

關(guān)于鎳基合金的選擇使用、加工、焊接等方面的具體要求，在國(guó)際鎳協(xié)會(huì)的資料上都有詳細(xì)的介紹，另外其資料上還介紹了不同鎳基合金在煙氣脫硫系統(tǒng)中不同區(qū)域使用大量成功經(jīng)驗(yàn)，給我們提供了很好的借鑒作用。

6.2玻璃鱗片襯里

國(guó)內(nèi)外大量工程實(shí)踐證明，乙烯基樹脂玻璃鱗片材料是一種完全適用于FGD裝置的防腐材料，但在具體的FGD項(xiàng)目中也出現(xiàn)了很多防腐失效的案例，具體有以下幾種表現(xiàn)：不耐腐蝕、涂層附著力低、成片脫落與鋼基體脫層、穿孔、涂層機(jī)械強(qiáng)度低等。這些失效情況的出現(xiàn)，原因是多方面的，涉及到工程設(shè)計(jì)、材料選擇、施工、裝置運(yùn)行及維護(hù)等因素。首先在工程中選擇技術(shù)過(guò)硬、質(zhì)量穩(wěn)定、產(chǎn)品可靠、有技術(shù)支撐能力的廠家是相當(dāng)重要的；其次材料本身特性是一個(gè)基礎(chǔ)保障，但如何運(yùn)用高性能的襯里材料包括設(shè)計(jì)方案更是一個(gè)高要求技術(shù)性工作；另外施工質(zhì)量的好壞很大程度上會(huì)決定防腐蝕工程的質(zhì)量，在正確設(shè)計(jì)，合理選材的基礎(chǔ)上，施工質(zhì)量的好壞是決定防腐工程質(zhì)量的關(guān)鍵。

　　國(guó)內(nèi)外的有關(guān)FGD裝置的設(shè)計(jì)要求及經(jīng)驗(yàn)表明，若采用鱗片襯里結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，防止鱗片產(chǎn)生震顫疲勞破壞；在設(shè)計(jì)中優(yōu)化結(jié)構(gòu)，使氣流盡量平緩，防止支撐內(nèi)件等結(jié)構(gòu)產(chǎn)生抖動(dòng)變形，導(dǎo)致焊接部位襯層開裂；為了更好的防止局部質(zhì)量事故（例如脫層等）的蔓延和擴(kuò)散，在一些部位采用膨脹節(jié)連接方式；對(duì)于宜產(chǎn)生振動(dòng)的內(nèi)部件，采取玻璃絲布加強(qiáng)等方式。

７ 結(jié)語(yǔ)

本文借鑒國(guó)外脫硫公司在煙氣脫硫工程中的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)脫硫公司在煙氣脫硫工程中的大量實(shí)踐，針對(duì)WFGD系統(tǒng)內(nèi)的不同腐蝕環(huán)境及其采取的防腐工藝、WFGD裝置中典型的防腐技術(shù)及存在問(wèn)題和解決辦法、WFGD系統(tǒng)內(nèi)典型設(shè)備的具體防腐方法等方面進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

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第一作者簡(jiǎn)介：

張華   （1972-） 男 漢族 山東青島人高級(jí)工程師 大學(xué)本科　中國(guó)華電工程（集團(tuán)）有限公司環(huán)保部設(shè)備工程師，長(zhǎng)期從事煙氣脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。