浅谈单筒旧烟囱湿法脱硫防腐改造经验

浅谈单筒旧烟囱湿法脱硫防腐改造经验
摘要某电厂#7机组（1×200MW）建于1997年，烟囱为180/5.1m单筒式，筒壁：钢筋混凝土结构；内衬：30～165m高度段，240mm厚的普通机制红砖，其余采
用耐火砖；隔热层材料：45m以下为80mm厚的珍珠岩，以上为50mm厚的珍珠岩。

按着国家环保政策要求， 2010年11月#7机组脱硫设施建成投入运行，同时在原有的砖内衬上粘贴30mm厚的国产发泡玻璃砖。

2011年12月发现外筒壁有
结冰、渗漏现象。

2012年12月烟囱防腐改造完成，2013年检查，没有发现防腐
层有裂缝、渗漏现象，使用情况好。

通过本工程实例，为单通旧烟囱，在湿法脱
硫烟气的作用下，防腐改造积累了经验。

关键词单通旧烟囱湿法脱硫防腐改造积累经验
1 烟囱现状
某电厂#7机组（1×200MW）烟囱为单筒型式，高度180m，出口直径5.1m。

钢筋混凝土外筒，筒体内侧沿高度每隔15m设置环形钢筋混凝土牛腿一道。

烟道口标高为4.65～12.5m，烟道口尺寸3.85×7.85m（高）。

内衬采用：30～165m高
度段为240mm厚的普通机制红砖；其余采用耐火砖。

隔热层材料采用：45m以
下为80mm厚的珍珠岩，以上为50mm厚的珍珠岩。

2010年11月机组脱硫设施建成投入运行，2010年11月，同时在原有的砖
内衬上粘贴30mm厚的国产发泡玻璃砖防腐系统。

2011年12月发现有渗漏、结冰现象。

2012年7月对烟囱进行可靠性检测鉴定，芯样检查结果表明，筒壁内侧混凝土普遍受到腐蚀，120m 高度以上位置腐
蚀较为严重，缺陷部位内侧钢筋有锈蚀情况发生；内衬砖内表面普遍受到腐蚀，120m 高度以上内衬砖砂浆不饱满，部分砖体受损。

内衬国产发泡玻璃砖防腐层
大部分脱落、裂缝。

取样探查结果表明，筒壁存在一定的渗漏，筒壁内侧及内衬的腐蚀程度离散
性较大，渗漏部位及附近腐蚀深度达 35.0mm，达到整个筒壁的厚度的 17%；
部分渗漏点渗漏严重，酸液渗漏处混凝土腐蚀并有白色盐析物质凝结，渗漏
多发生在裂缝部位，沿裂缝长度区域渗漏。

2 腐蚀的原因
烟气温度的改变，脱硫前烟气温度（120℃～150℃）,脱硫后烟气温度（50～58℃），烟气水份含量高，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，烟气透过国产发泡玻璃砖防腐层、内衬、保温层，腐蚀到外筒壁。

烟气中酸液的温度在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。

烟气温度交错变化，机组启停或脱硫装置故障时（旁路运行），烟气的温度
发生冷热急剧变化，
对内衬及防腐材料热膨胀会产生很大影响，易造成防腐层的开裂或脱落。

内衬防腐材料失效，国产发泡玻璃砖出现渗漏、局部脱落，起不到防腐、防
水作用，砖内衬不防水。

特
殊部位构造不合理，牛腿处无法满足防水要求。

伸缩缝处不具备防水能力，
加快了烟囱腐蚀。

3 防腐改造方案
目前国内旧烟囱改造大都采用钛复合板方案、贴砖方案和涂料类方案。

要求
高抗酸性、耐温性、耐冲刷、抗渗漏和防水性，增强面料在温度交变工况下胀缩
不开裂。

通过调研了解到各种材料的适用性，对目前国内使用业绩比较好的材料、方
案作了认真的分析、研究。

考虑到可靠性、耐久性、工期、造价、业绩和工程的
特点，编写可行性研究报告，对筛选方案进行综合性比较，经专家评审，最终选
择 GAPCD杂化聚合材料防腐方案作为本次改造的方案。

1）方案实施
拆除并恢复损坏的内衬。

铲除原有烟囱内衬30mm厚的国产发泡玻璃系统。

测量外筒壁腐蚀处的标高、位置，拆除对应区域的内衬，对外筒内侧露点腐
蚀处进行修补，恢复拆除的内衬。

清除砖基表面各类污染物；砖基采用喷砂清除基层表面各类污染物、附着物。

喷砂之后基层表面不得残留任何污染物、油脂、脱层等疏松物。

喷砂过程中喷枪
移动速度均匀一致，避免部分区域喷砂严重，造成砖体表面凸凹不平，影响后期
施工质量。

喷砂完毕，对整体内壁采用压缩空气进行彻底清灰处理。

将烟囱内衬表面灰
尘进行一次全面清扫。

每一区域喷砂完毕，采用自制钢铲对基层表面胶泥附着物、凸出砖体残留物进行彻底铲除。

砖基体表面不得残留任何高处基体附着物。

对于砖内衬表面局部起鼓、开裂、脱落、坍塌、内筒掉砖现象，须采用同类
砖块进行修补；有破损部位，采用GAPCD杂化聚合涂料与石英粉料按比例（1：
3-3.5）配制成的胶泥，修补平整。

对于宽度小于2mm、长度不超过1m 的开裂裂缝，应在彻底清除裂缝周围300mm 范围内的腐蚀疏松层，并采用GAPCD 杂化结
构聚合物专用修补胶泥修补平整之后，采用GAPCD 杂化结构聚合物300g/m2无
碱玻璃纤维布制作玻璃钢2层进行加强。

对于宽度大于2mm、长度超过1m 的开
裂裂缝，采用电动工具对裂缝进行扩宽处理成为V 型或者清理干净裂缝中已疏松
的耐酸胶泥，彻底清除裂缝周围500mm 范围内的腐蚀疏松层，并采用GAPCD 杂
化结构聚合物专用修补胶泥修补平整之后，采用GAPCD 杂化结构聚合物300g/m2无碱玻璃纤维布制作玻璃钢3层进行加强。

对于砖基体结构不稳定、与基层粘接
强度≤8MP部分进行清除，分析结构部位实际情况重新进行耐酸胶泥砌筑或采用
植筋的方式进行加固。

基底处理质量标准：砖体表面无疏松物，无凸出砖体污染物，裂纹、缺块位置修复坚固、平整。

底涂层、杂化层表干之后，即下道工序施
工之前采用工业吸尘器对作业范围进行全面吸尘处理，清除表面浮灰。

内衬砖基体勾缝修复采用GAPCD专用胶泥进行施工。

内衬砖表面凹陷超过
5mm 的凹坑、砖缝不饱满的部位，用GAPCD专用胶泥与石英粉（1：3-4.5）拌制的胶泥进行修补平整。

修补完毕之后，相邻2 块内筒砖之间的错缝不平整度不得
超过3mm；超过此尺寸的错缝，须修补平整或者修补成为R20 以上的圆弧过渡。

修补砖内衬表面；
底涂层施工。

GAPCD杂化聚合材料采用杂喷设备进行施工。

底涂层是GAPCD 杂化聚合物材料防腐层中与基层基体粘接层。

干膜厚度为0.1～0.2mm。

喷涂时操作人员根据环境温度、涂料的黏度适时调整喷涂速度。

确保底涂层完全覆盖砖基体。

避免产生流坠，遗漏等现象。

杂化结构层施工。

分两层进行喷涂作业，第一遍喷涂要求杂化聚合物完全覆
盖底涂层，喷涂厚度均匀、无流坠、无遗漏。

第二遍喷涂要求杂化聚合物完全覆
盖第一遍，喷涂厚度均匀、无流坠、无遗漏，并确保喷涂厚度。

杂喷过程使用钢
针或铁钉测试实测湿状态下厚度，与现场湿干膜对比试验结果进行对比，从而控
制杂化材料喷涂厚度。

2）关键部位处理
牛腿部位处理是关系到整个方案的成败，既要满足牛腿处内衬伸缩变形的要求，还要保证变形后的防腐层不能出现裂缝和拉断。

做法见下图。

4施工管控
俗话说“三分材料，七分施工”。

说明施工的重要性。

严把施工质量关，要求
资质等级高、业绩多、信誉好的施工单位招标入围。

施工队伍进场后，编制严密
的施工组织设计，把可能出现的问题事先预估，有条不紊的按程序施工。

对工人
必须培训、考试，特别是高空作业的施工人员。

监理旁站，实时对施工程序、质量进行监管，确保施工工艺正确。

遇到不合
格项立即整改。

起到监控和威慑作用。

5 投产后检查
2012年12月烟囱防腐改造完成，2013年全面次检查，包括牛腿、灰斗平台、烟道入口处，没有防腐层裂缝、渗漏现象，使用情况良好。

见右侧照片。

结束语
1.工期3个月（要保证合理工期，避免抢工）。

2.单位造价1410元/m2
3.取消旁路烟道。

4.增设喷淋装置，用于脱硫系统事故时应急。

不出现烟气温度过高工况。

5.对内衬使用情况定期检查，每年至少一次，发现问题及时处理。

单筒旧烟囱防腐改造工艺是一个复杂、艰难的系统工程，涉及到设计、方案、材料、施工、造价、管理等各方面，只有防腐改造材料选择合适、工艺合理、足
够工期、精心施工、加强监督管理、强化验收，才能保证工程质量，延长使用寿命，达到安全运行的目的。

作者简介：张慧峰：华电能源牡丹江第二发电厂，1966年出生，高级工程师。