中國工業報記者日前了解到,成都硅寶科技股份有限公司(以下簡稱硅寶科技)長期致力于電力煙囪防腐產品的開發和研究。長期的實際工程應用證明,硅寶科技目前已經可以為電力企業提供煙囪防腐的良好解決方案。
煙囪腐蝕泄露問題多
為減少對空氣的污染,我國火力發電廠煙氣排放絕大多數采用濕法脫硫技術。但是,脫硫后的煙氣對煙囪的腐蝕加劇,尤其是無煙氣換熱器的脫硫裝置,對煙囪防腐提出了更高的要求。而在實際煙囪的改造和設計初期,國內缺乏對標準的理解,缺乏對煙囪實際工況的系統分析,同時缺乏防腐蝕材料方面的專業人才和技術,因而導致大量的煙囪防腐蝕項目出現質量問題。
硅寶科技相關項目負責人告訴中國工業報記者,目前我國較常采用石膏—石灰石濕法脫硫工藝,對煙氣中SO2的脫除率可達95%以上,但對造成煙氣腐蝕主要成分的SO3脫除率只有20%左右。經過濕法脫硫后的煙氣中殘存的SO2、SO3、HF等酸性氣體易在煙囪內結露形成酸性冷凝液,對煙囪造成嚴重腐蝕。
根據國際工業煙囪協會對脫硫后煙氣腐蝕性能的評定,濕法脫硫后的煙氣屬于強腐蝕性煙氣等級,煙囪應按照強腐蝕性煙氣來進行結構安全性設計,同時必須對煙囪內壁進行防腐處理。
此外,受煙氣脫硫設施和機組運行狀況變化的影響,煙氣的溫度和濕度也隨之發生變化。因此,普通的煙囪內防腐層在這種復雜的工況下易受到破壞。
磚加膠防腐更切合實際
經過上述分析,煙囪內襯防腐材料需要具備以下性能特征,才能夠保證電廠安全運行及煙囪自身的結構安全,即與基體材料有非常好的粘接力;優良的耐化學腐蝕能力,特別是耐酸液腐蝕的能力;良好的柔韌性,能抵抗鋼煙囪不可避免運行振動;優異的耐高溫和耐溫度交變性能,可滿足工作溫度長期在45℃~160℃之間波動,短期運行溫度為180℃。
綜合分析國內脫硫濕煙囪運行工況和煙氣特點,從材料性能、防腐效果、施工工藝、安裝成本等多方面比較防腐涂料、合金內襯薄板、玻璃鋼、磚加膠防腐等防腐方案的優勢和缺陷,不難發現磚加膠防腐方案最能適應國內濕煙囪的防腐要求和國內脫硫煙囪的實際運行工況。
而保障整個防腐體系在煙囪防腐上的可靠性和安全性其中最為關鍵的是粘接劑。粘接劑的性能一定要能適應國內的脫硫煙囪實際運行工況。
啟動耐酸耐溫粘接劑研發
早在2004年,在國內火力發電廠大多還處在直接排放高溫原煙氣、防腐意識薄弱狀態的背景下。硅寶科技開始借鑒國外先進理念,率先研發適用于高溫煙囪的防腐材料。
經過專家研發團隊的不懈努力,硅寶科技成為國內最早推出耐酸耐溫粘接劑和煙囪防腐方案的企業,并于2006年在內蒙古某電廠實現了成功應用,實現運行四年粘接劑仍保持良好性能的市場探索。
2004~2010年,硅寶科技研發出的適用于脫硫煙囪防腐的耐酸耐溫粘接劑,彌補了國內脫硫煙囪專業防腐材料的缺失,有力推進了國家法規的順利落實和煙囪脫硫項目的改造。在大量應用的過程中,硅寶科技取得了平均每年完成20根以上煙囪防腐項目應用的成績,且其中不乏正常運行五六年以上的應用案例,如平頂山姚孟電廠、云南曲靖電廠等。
性能比較優勢明顯
據了解,硅寶科技研發的耐酸耐溫粘接劑具有如下性能優勢:
粘接性強。煙囪基材有混凝土基材、鋼基材、耐酸磚等,為了達到防腐的效果,首先要求防腐材料與煙囪基材能夠完成良好粘接。為了更好地量化產品的粘接性能,硅寶科技研發團隊選擇碳鋼基材與粘接劑進行粘接強度的測試,研發出的耐酸耐溫粘接劑在常溫狀態不涂刷底漆的條件下,粘接強度能達到1.5MPa。
良好的耐酸性。耐腐蝕性能是防腐材料的根本。為了更好地模擬防腐材料在實際工況下的性能,研發團隊進行測試時采用了混合酸,將制備好的啞鈴樣片分兩批放入,然后分別置于50℃和70℃條件下,浸泡45天以后,樣品粘接劑的拉伸強度和斷裂伸長率變化趨于穩定,防腐材料與環境實現了平衡。浸酸60天之后,50℃和70℃條件下的性能保持率均在80%以上,證明粘接劑具有良好的耐酸性能。
電廠的開機、停機等故障可帶來冷熱交替,磚加膠系統中的磚可起到隔熱作用,而耐酸耐溫粘接劑良好的彈性可釋放冷熱交變產生的應力,可使煙囪具有更好的溫變適應性。
一般情況下,國內大部分電廠經脫硫塔出來的煙氣溫度約為50℃,即便是加裝了GGH的煙氣溫度也只有80℃。但是,在需要開啟旁路運行時,煙氣溫度將超過130℃,甚至達到180℃左右。因此,為了保障防腐材料在極端環境下也能夠保持性能,需要其具備耐高溫的性能。將啞鈴片分別放置在100℃、150℃和200℃的高溫條件下處理50天。在100℃和150℃條件下,粘接劑的拉伸強度基本不發生變化;在200℃條件下,拉伸強度略微變化。這說明耐酸耐溫粘接劑在高溫沖擊后仍能保持非常好的彈性和力學性能。(中國工業報記者 金國軍)
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