定电二期烟囱烟囱防腐维修项目可行性研究报告

重大修理项目可行性研究报告编号：GHDD-TJ-003项目名称：单位名称：批准：复审：初审：编制：2013年03月20日重大修理项目可行性研究报告工程项目项目性质重大修理可研编制人项目负责部门综合生产部项目负责人一、一、项目提出的背景及必要性（需要修理设备的运行简历，设备名牌、运行时间、运行状况、技术状况及其他有关技术参数，现状、存在的主要问题，从对安全、经济运行环境的影响等方面论证该项目的必要性）1、烟囱概况定洲二期烟囱定洲电厂二期FGD采用湿法脱硫，不设烟气旁路和GGH，3、4号炉合用1座现浇钢筋混凝土套筒结构烟囱，外筒为钢筋混凝土，内筒采用普通钢加国产发泡玻化砖内衬结构烟囱高240m，净出口直径9.0m，采用Q235B钢内筒+国产泡沫玻化砖内衬防腐，标高233.5米以上内筒为不锈钢。筒壁厚度18～12mm。防腐工作量为：钢内筒的泡沫玻化砖的工程量约6753m2，钢内烟道的泡沫玻化砖的工程量约534m2，合计7287m2。2009年1月11日开始玻化砖防腐施工，2009年6月15日施工完毕。3、4号机组分别于2009年9月3日和12月22日通过168试运。2、烟囱防腐检查情况2010年9月23日机组双停时，进入烟道发现部分玻化砖外侧有反锈形象，将玻化砖铲除后，发现部分钢板已经与烟气冷凝水接触，钢板有腐蚀现象。2010年12月1日吸收塔火灾后，进入烟道检查发现，4号接口烟道及部分钢内筒玻化砖因过火损坏。3、烟囱73米以下部分防腐维修情况烟囱73米以下部分防腐维修工程由北京大唐力源防腐有限公司总承包，玻化砖采用江苏一方科技公司的产品，粘结剂为成都硅宝为其配套生产的专用粘结剂。主要工程量为拆除和粘贴玻化砖工程量约2881m2，工期共36天，1月21日开工，2月25日竣工。竣工后3、4号机组一直处于运行状态，未能进入烟囱和烟道内部检查，外观检查明显无异常现象。二、项目实施的可行性1、国内外调研报告（咨询专家意见、国内外解决方案、用户使用情况等）1.1国外相关产品与技术发展的概况国外常用钛板、玻璃钢和Henkel公司的泡沫玻璃砖。1.2国内相关产品与技术现状、国内已取得的最新阶段成果和达到的技术水平鉴于目前国内烟囱运行的现状，以及近几年来随着环保要求的提高，湿法脱硫（不设GGH）在电厂中普遍应用以后，多个电厂的烟囱及烟道出现了较为严重的腐蚀渗漏现象，中国电力工程顾问集团公司于2009年8月在上海市主持召开了火力发电厂脱硫烟囱防腐技术研讨会。根据会前对近5年来各有关发电企业建成投运或正在建设的226个火力发电厂脱硫烟囱（道）防腐工程（约占我国火力发电厂实施脱硫以来总装机容量的77%）所开展的函调情况，会议对我国火力发电厂脱硫烟囱防腐工程现状进行了通报。根据有关资料，目前在运行工程烟囱的检查大都未定期进行，有检查者也主要是在可视的表面，难以深入到内部去查看腐蚀和渗漏状况。从调研的情况来看，烟气采用湿法脱硫以后，不设烟气加热系统GGH条件下的烟囱工程腐蚀渗漏情况较为严重，尤其是此种工况下的砖内筒烟囱或单筒式烟囱，甚至存在一定的安全隐患。不设烟气加热系统GGH条件下，烟囱腐蚀渗漏情况的具体表现为：1)砖砌体结构的排烟内筒或内衬，由于烟气正压运行的因素，烟气冷凝结露渗漏非常突出，出现状况的速度很快，最快者为脱硫系统投运后不到1个月即发现渗漏状况；2)钢内筒结构的排烟内筒，由于局部防腐层的脱落导致短时间内钢内筒筒壁腐蚀穿透和渗漏，出现状况的速度和严重程度远远超过预期；3)外接烟道与烟囱排烟内筒相连接处的腐蚀渗漏突出。分析其原因，主要是：1)施工质量不高，无论是砖砌体结构，还是钢内筒的防腐层，都存在灰缝或粘接胶不饱满和减少用量的状况，需要进行防腐防渗处理的基层表面未按设计要求进行彻底的处理；2)排烟内筒防腐蚀和防渗漏材料的抗烟气气流冲刷磨损及耐烟气温度变化引起的开裂性能达不到使用要求；1.3腐蚀原因的分析通过对国内电厂烟囱腐蚀情况的调研，结合定洲二期烟囱内壁玻化砖的检测情况，分析定洲二期烟囱钢内筒腐蚀有以下原因：（1）限于当时的工程建设水平及认知水平，烟囱设计图纸对钢内筒基层处理没有具体要求，作业指导书规定手工除锈工艺要求，除锈标准偏低。（2）烟囱设计图纸没有针对底涂工艺提出的具体要求，作业指导书中规定了底涂工艺要求，但实际施工过程中没有完全按照标准执行。（3）烟囱设计图纸没有针对底胶工艺提出的具体要求，虽然作业指导书规定底胶工艺要求，但实际操作性不强，无法过程控制和检查验收，施工过程中没有刮涂底胶，底胶不饱满，砖底胶平均仅25～50%左右。（4）烟囱设计图纸没有针对贴砖工艺提出的具体要求，作业指导书规定了贴砖工艺要求，实际施工过程中缝胶没有达到标准要求，导致砖与胶结合较好，但胶和钢板之间密封不严，部分砖与砖之间缝隙不严，冷凝水进入钢板与玻化砖的连接缝隙，对钢内筒造成一定腐蚀。（5）玻化砖施工中用胶量不足，每平米仅6.5公斤。由于泡沫玻化砖底胶、缝胶不饱满，形成空腔，成为冷凝液流淌的通道，是造成多处钢内筒腐蚀主要原因。（6）导流板变坡处玻化砖接口出现凹面，导致积水，积水沿玻化砖连接缝隙进入导流板与钢内筒连接处，同时导流板与钢内筒连接处焊缝不严密，积水对钢板产生腐蚀的同时也从焊缝漏点流到钢内筒底部。（7）粘贴玻化砖以后的内接烟道坡度较小，容易积水，同时内接烟道处没有设置相应的排水管道，导致积水渗透破坏烟道。2、选择技术方案：（进行技术方案设计，并选择最优技术方案，从技术、经济及社会效益上全面论证其先进合理性，实施可行性，存在问题和解决方法。要求定量地、准确地对其技术可行性，投资费用，效益，投资回报等经济可行性作出论证，进行综合比较，推荐最佳方案。）目前国内烟囱应用最多的防腐方案有以下几种：（1）钛钢复合板钛是一种非常活泼的金属，其平衡电位很低，在许多介质中很稳定。因为钛和氧的亲和力很大，在空气中或含氧介质中，钛表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜，保护了钛基体不被腐蚀。钛是具有强烈钝化倾向的金属，介质温度在315℃以下钛的氧化膜始终保持这一特性，完全满足钛在恶劣环境中的耐蚀性。由于钛的表面钝化膜的性质决定了钛对中性、氧化性、弱还原性的介质具有较好的耐蚀性。因此钛板是国际工业烟囱协会推荐的FGD系统不设置GGH情况下烟囱防腐内衬之一。目前国内已有多家新建电厂采用钛钢复合板内筒的烟囱。钛钢复合板是以低碳钢Q235B为基材，以钛板为复层的两层金属复合板，采用爆炸-轧制法合成，将Q235B基材作为排烟筒受力支撑结构。钛钢复合板是一种成熟的组合材料，国内有《钛及钛合金牌号和化学成分》(GB/T3620.1)、《钛及钛合金加工产品化学成分及成分允许偏差》(GB/T3620.2)、《钛及钛合金板材》(GB3621)、《钛-钢复合板》(GB/T8547)、《钛及钛合金加工产品超声波探伤方法》(GB5193)、《海绵钛、钛及钛合金化学分析方法》(GB/T4698)等相应的国家标准，技术成熟。对于本工程，由于已经存在钢内筒，采用钛钢复合板进行改造有两个方案。一个方案是将钢内筒全部拆除，重建钛钢复合板内筒。此方案可以保证内筒防腐的完整性，气密性、耐久性、可靠性好，但是拆钢内筒建钛钢复合板内筒不仅造价高，而且施工工期长，难以满足电厂运行调度的需要。另一种方案是在原有钢内筒的内壁设置钛钢复合板龙骨，在钢内筒上按照钢对钢、钛对钛的原则，沿圆周方向焊接整圈龙骨，在龙骨间喷涂高温耐酸泡沫，填充龙骨空隙，在龙骨的钛材表面焊接钛板防腐层，形成一个无缝的整体内衬。此方案施工工艺复杂，对焊接要求较高，施工有一定难度，施工费用高。钛钢复合板价格较高，纯钛条在烟囱中的防腐应用较少，而且采用此方案对烟囱73m以上部分进行修复，难以与73m以下的玻化砖防腐衔接。（2）玻璃钢玻璃钢烟囱内筒在国外不设烟气旁路的工程中有较多应用。玻璃钢内筒的筒体结构由内衬防腐蚀层、结构层（提供主要力学性能）、外表面层（防紫外线、抗老化）组成。耐腐蚀内层由表面毡、内衬树脂组成，用来抵抗流通介质对产品的腐蚀，树脂含量为90%以上，内衬层防渗防腐，气密性好，光洁度高；结构层是用玻璃纤维浸润结构树脂后环向缠绕与单向布交替缠绕成型，树脂含量为30-40%。作用是承受各种应力及外载荷；外表面层，主要由表面毡和加入抗老化剂和紫外线吸收剂的树脂缠绕成型，树脂含量达90%以上，起到外保护的作用，延长设备的使用寿命。玻璃钢内筒的设计和施工仍处于研究中，国内还没有配套的用于烟囱排烟内筒的设计和施工标准，需参考国外的标准开展设计工作；为保证材料质量，玻璃钢通常采用国外进口材料，造价高。目前玻璃钢内筒在国内无电厂运行业绩。本工程已存在钢内筒，如果将钢内筒全部拆除，改建玻璃钢内筒，成本高，且施工工期长。玻璃钢内筒通常为悬吊结构，内筒的重力和水平力通过连接传递给钢筋混凝土外筒，而本工程钢内筒为自立式结构，钢筋混凝土外筒设计中并未考虑内筒荷载。玻璃钢内筒施工时需要从烟囱底部的大洞口将内筒分段推入烟囱内进行吊装，目前电厂烟囱外筒底部不具备能够施工的洞口。（3）防腐涂料防腐涂料能够抵抗有机酸、无机酸、溶剂、油污及酸性清洗剂的腐蚀，具有很强的耐热性，可在几百摄氏度以上的环境里长期使用具有耐急冷急热性，可用于金属表面防腐，也可以用于耐酸砖、粘土砖、陶土砖、混凝土表面的防腐。防腐涂料本身具有较好的防腐性能，但由于涂料涂于钢内筒上，厚度较薄通常不超过2mm，不具备保温隔热的性能，在烟气温度发生变化时，钢内筒会产生变形，特别是在锅炉启动或烟气通过旁路进入时烟囱的变形很大，由于涂料与钢板变形不协调，内筒防腐涂料就非常容易产生开裂、起皮、脱落等现象，从而造成烟气对钢内筒的腐蚀。另一方面，防腐涂料对基材的清洁度和粗糙度有很高要求，对施工环境的温度和湿度有严格要求，施工缺陷会严重影响涂料的防腐效果。由于防腐涂料耐高低温交替和烟气冲刷的能力不强，钢内筒内涂防腐涂料的做法在不设置GGH的烟气湿法脱硫烟囱中运用成功的先例较少，目前使用防腐涂料的烟囱运行时间都不长，还需要运行检验。本工程烟囱73m以下部分已经采用泡沫玻化砖进行了维修，如果73m以上部分采用防腐涂料进行改造，整个烟囱内筒的防腐形式不一致，而且两种防腐材料交界的位置难以处理，容易成为防腐薄弱点。（4）泡沫玻化砖玻化砖是适用于电厂湿法脱硫及烟囱防腐蚀的轻质泡沫陶瓷，经窑炉高温烧结，发泡制成的一种内部互不连贯完全密闭的均匀多孔、轻质固体无机材料。质轻、耐酸碱、耐水抗渗、抗裂、保温、阻燃防火、低导热和低热膨胀系数。耐高温：可适用于-200℃-450℃的温度，尤其在高温交叉变化情况下，性能稳定。材质轻、强度高、导热系数小、不透气、不变形、不燃烧，并且可以锯割、可粘接性能稳定，使用寿命长，是良好的内衬材料。与之配套的特种耐酸耐高温胶黏剂，耐高温，粘接强度高，有较强的耐酸性和韧性。目前泡沫玻化砖没有统一的制作标准，不同厂家玻化砖的重量、强度、吸水率等性能差异较大，而且不同厂家的胶黏剂性能也不相同，玻化砖和胶黏剂的不配套使得泡沫玻化砖难以形成一个有效的防腐体系。玻化砖或胶黏剂的质量缺陷会严重影响玻化砖的防腐效果。另一方面，施工中若监管不严格，容易出现胶黏剂使用不足，胶缝、底胶不饱满的现象，也影响了防腐效果。在电厂调研中发现，玻化砖吸水量大，胶黏剂渗水，酸液腐蚀至钢板的情况时有发生。（5）宾高德防腐系统宾高德防腐系统由宾高德底漆、宾高德胶黏剂和宾高德砖组成。宾高德底漆用来确保宾高德内衬长期稳固地粘结在基材上；宾高德胶黏剂是隔离层，既抗渗保护基材，又将宾高德砖牢固地粘结在上面；宾高德砖是低膨胀非金属材料，吸水率低，耐腐蚀性好。宾高德防腐系统具有优越的耐腐蚀性，在高温下和浓SO2、SO3气体环境中也能够对Q235B钢起到完全的保护作用，对水、水蒸气、酸和酸蒸气都具有气密性，不吸附吸收可燃液体。宾高德玻璃砖是无机物，不会燃烧，同时不含氯氟化合物，不会造成环境污染。宾高德胶黏剂具有良好的弹性和伸展性，能够抵抗一定浓度的无机酸和盐溶液。宾高德防腐系统重量轻，通常12~15kg/m2，不需要锚定，现场容易切割，施工方