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【内容摘要】本文论述了国内外的湿烟囱内防腐采取的措施及运行现状，对常用的防腐方案进行综合比较，并总结出脱硫烟囱内防腐的设计要点，供电厂及设计院选择湿烟囱内防腐方案时参考。
1、湿烟囱的腐蚀性
“湿烟囱”的定义为：用以排放饱和的且全部清洁过的烟气的烟囱或烟道。湿烟囱位于湿法烟气脱硫系统的下游，在上游的湿法脱硫系统中，脱硫浆液被喷入烟气流中与其发生化学反应，通过一系列的脱硫化学反应,二氧化硫的含量降低、烟气达到饱和、且烟气温度降到50~55℃。湿法烟气脱硫后，由于烟气成分的巨大改变，烟气的空气动力学特性、对烟囱的腐蚀性也随之产生了巨大的变化。烟气含水率较高，此时湿烟道和湿烟囱的内壁处于硫酸、亚硫酸、氯化物、氟化物的冷凝物和固形物等环境(pH = 1~2)中，导致烟囱内壁的腐蚀速率也随之增大。由于可以降低运行成本，新建的或改造的FGD系统一般都采用湿烟囱运行，但其烟气通常被视为“高”化学腐蚀等级，即强腐蚀性烟气等级，故烟囱应按强腐蚀性类型设计。
烟囱已经建成，而且作为机组的重要设备，必须与机组保持同步运行，不允许进行长时间的检修、改造工作。对烟囱当前的状态，一般不清楚烟筒或内壁的腐蚀情况，同时烟囱的保温是否良好、烟囱外壳的承重能力变化等皆是未知，因此进行检修改造有很大风险。所以在烟囱建设之初，对湿烟囱的防腐措施就应在调查对比的基础上，做出理性的选择。
2、国内套筒湿烟囱内壁防腐材料及使用现状
我国目前已投入运行的湿烟囱防腐方式主要有以下几种：
⑴钛钢复合板：
钛板有非常好的防腐效果，钛的表面钝化膜决定了钛对中性、氧化性、弱还原性的介质具有较好的耐蚀性，脱硫后的强腐蚀性烟气对钛板的腐蚀性很小，是国际烟囱协会推荐的不设置GGH情况下烟囱的防腐内衬之一。
施工时首先在地面制作一定长度的钢结构烟囱，然后在其内壁复合一层钛金属板，在混凝土烟囱内部采用顶升法将钢结构烟囱段升至一定位置后，在空中将钢结构烟囱和钛合金板焊接。对于钛及钛合金，影响其焊接质量的因素较多，对现场焊接要求极为严格。
钛板的造价很高，目前钛板约为3.4万元/吨（不含施工费用），采用钛板防腐的一次性投资较大。据调研，采用钛钢复合板的套筒式烟囱的运行情况良好，但个别出现局部焊接处漏焊引起酸液渗漏，所以在施工时应严格检查焊接点，避免出现漏焊造成腐蚀。从长期来看，烟囱内筒采用钛钢复合板是一种理性的选择，经济上也是比较合理的。
⑵宾高德硼酸玻璃纤维砖：
宾高德硼硅玻璃纤维砖简称宾高德玻璃砖，由美国汉高公司开发。以优质的泡沫硼硅玻璃结合人造橡胶制成的防腐材料，它在化学环境与温度大幅变化的情况下，都具有防腐能力。宾高德玻璃砖具有耐酸腐蚀、高绝热性、耐高温、低热膨胀系数、安装简便等特性。虽然国际工业烟囱协会（CICIND）的标准中没有这种防腐设计方案的专门说明，但国内外均有它的工程实践。钢、混凝土、砖和玻璃钢等不同的基底皆可粘贴，可应用范围较广。
价格方面，宾高德砖和黏合剂需进口，价格较高，约200$/m2（不含施工费用）。宾高德系统在实际应用中，一方面取决于它特有的技术特性，更重要的是要求在安装过程中的零缺陷保证。国内的施工总体方案是在0米进行钢筒除锈及涂刷宾高德专用防腐油漆，钢筒整体吊装完毕后再进行宾高德砖的粘贴工作，高空配套设施及其相应的措施费用在整个工程报价中占有很大的比重。宾高德玻璃砖对施工、气候条件有着很严格的要求。
据调研，国内采用宾高德烟囱防腐内衬系统的烟囱运行情况较好，未见砖开裂、冲刷变薄、脱落情况，无酸液渗漏。
⑶国产泡沫玻璃砖：
国产泡沫玻璃砖其性能与宾高德硼酸玻璃纤维砖接近，均具有体积密度低、强度高、耐水、抗渗、耐热、耐酸等综合特性。但两者在物理性能、化学性能及膨胀性能上存在一些差异，主要是由于其化学成份和材料化学结构的不同而造成的。宾高德是硼硅玻璃，国产砖是碱石灰玻璃，两种材料在物理性能和化学性能上有较大差别。
国产泡沫玻璃砖质量参差不齐，价差较大，在300~800元/m2间变动（仅材料费）。据调研，采用国产的以石英砂熔制玻璃为原料、含硼量大于12%的泡沫玻璃砖，粘接剂选用进口材料或国产硅树脂胶的运行情况良好。
发泡玻璃砖由粘接材料直接粘贴于钢排烟筒内表面，并由粘合材料对发泡玻璃砖的缝隙勾缝，阻断了烟气对内筒结构的腐蚀。砖的质量、粘结剂的耐酸蚀、耐高温和粘结饱满度、施工质量等三个因素基本决定了砖的使用情况。
⑷泡沫玻化陶瓷砖：
泡沫玻化砖具有优异的耐酸性、耐热性和耐水性，它的抗烟气冲刷能力强，对烟温变化适应能力也很强（200℃~500℃）。由于它的造价比发泡玻璃砖要高，一般将其应用在烟气冲刷严重的地方，如烟囱顶部、下部拐角等部位，现场粘贴时应保证粘接剂饱满，接缝处用胶填实，以减少砖的脱落。泡沫玻化陶瓷砖的体积密度要比玻璃砖高出2～3倍，内筒防腐整体应用玻化砖后，增大了内筒的总重量，外筒壁厚或者基础的量有所增加。
据调研，采用泡沫玻化砖与进口或国产硅树脂胶作为粘接剂的防腐内衬系统运行效果基本良好。
⑸玻璃钢内筒
玻璃钢排烟筒的优点是自防腐，不用做其他的防腐处理；自重轻，对整个烟囱结构抗震設计有利。玻璃钢材料与传统上的金属材料相比，拥有很大的优势，玻璃钢的抗拉强度高于优质合金钢，强度可以很容易地达到使用要求；但是玻璃钢内筒的整体刚度不足，可以根据其特性，在刚度不足的部位或者方向上设计出加强筋、中空结构、变形结构等，来提高其整体刚度。
它的劣势主要在于难以满足高温及防火要求。国内产品除采用聚四氟乙烯原料的之外，其它的均很难在超过100℃的条件下长期工作，不能满足火电厂烟囱不脱硫工况的高温要求。目前市场上能够满足要求的树脂均为进口美国的特种树脂，该树脂价格昂贵,供应紧张。故玻璃钢内筒一般只设置在不上GGH且不设脱硫旁路的电厂中。
以上所列前四种为近几年来常用的烟囱内防腐做法，为内衬抗腐蚀板或者粘接块材料型的防腐方案，其中玻璃钢烟囱应用实例较少。另外，湿烟囱防腐做法中还有涂料型防腐，即在钢内筒的的内表面涂刷一定厚度的防腐蚀涂料，如玻璃鳞片涂料（胶泥）、OM涂料、聚脲、RHF专用防腐涂料、耐酸胶泥等，从而形成对于钢内筒的保护性涂层。应用时，防腐涂料不应直接喷（刷）涂在以砌体为基层的烟囱内壁上（特别是旧烟囱改造），也不适用于脱硫烟气温度变化较大或长期高温运行的烟囱内壁。据调研发现，采用玻璃鳞片、聚脲、OM涂料导致烟囱（烟道）防腐受到破坏的状况较多，而采用RHF烟囱专用防腐涂料的烟囱运行情况较好。
3、湿烟囱内防腐的设计要点
根据工程实例来看，导致我国湿烟囱防腐出现问题的主要原因，一是施工质量没有满足相关设计、施工和验收规范，特别是对于粘贴防腐层，由于量大且高空作业，监管不到位，这是导致湿烟囱防腐出现问题的主要原因。二是部分防腐材料本身的质量不能满足脱硫后烟气环境的要求，材料本身缺乏鉴定等必要环节。
对于设计来说，不设GGH的湿法脱硫烟囱防腐设计是一个新课题，烟囱防腐方面的相关规范编制时间均在04年前，而我国脱硫烟囱的大量实施是在04年后，故缺乏有针对性的指导文件。由于烟囱内筒结构的特殊性及烟囱内筒防腐的施工难度较大，且烟囱需要稳定的长期运行，不希望中途由于腐蚀严重而进行更换，所以，进行湿烟囱内筒的防腐设计时，应借鉴国内外的成功应用实例，充分调研比较后再定；其中，对于不能同时停运的机组，在烟囱设计中可考虑采用双管套筒烟囱，便于烟囱防腐的检查和维护。
设计过程中，防腐方案应结合脱硫工艺（是否设置GGH）、运行工况（是否设置旁路烟道）等实际情况选定，在设计图纸中要明确对防腐材料性能指标的要求，给建设单位招标提供一个可靠的依据。如果图纸中仅简单注明材料类型，那从设计阶段就降低了要求。需要着重注意的还有细节的设计，譬如烟气入口处、烟囱顶部紊流区范围内泡沫玻璃砖冲刷减薄情况比较突出，应明确设计要求或做出设计详图。部分工程在设计时只考虑了烟囱排水情况，没有考虑烟道排水问题，往往烟囱采用了较好的防腐材料，而忽视了烟道的防腐，烟道内部没有坡度和排水管，造成烟气凝结水集结在水平烟道内无法排出，造成酸液腐蚀并外漏。
4、结论
目前，国内湿烟囱运行时间均不长，湿烟囱的各种防腐问题也随着各脱硫电厂的投入运行而暴露出来，由此可见，湿烟囱防腐方案的行业规程规范及设计、生产、施工、监管等各相关环节亟待进一步的总结、提高和完善，这是有关电厂安全运行直至影响国家环保的大事。
1、湿烟囱的腐蚀性
“湿烟囱”的定义为：用以排放饱和的且全部清洁过的烟气的烟囱或烟道。湿烟囱位于湿法烟气脱硫系统的下游，在上游的湿法脱硫系统中，脱硫浆液被喷入烟气流中与其发生化学反应，通过一系列的脱硫化学反应,二氧化硫的含量降低、烟气达到饱和、且烟气温度降到50~55℃。湿法烟气脱硫后，由于烟气成分的巨大改变，烟气的空气动力学特性、对烟囱的腐蚀性也随之产生了巨大的变化。烟气含水率较高，此时湿烟道和湿烟囱的内壁处于硫酸、亚硫酸、氯化物、氟化物的冷凝物和固形物等环境(pH = 1~2)中，导致烟囱内壁的腐蚀速率也随之增大。由于可以降低运行成本，新建的或改造的FGD系统一般都采用湿烟囱运行，但其烟气通常被视为“高”化学腐蚀等级，即强腐蚀性烟气等级，故烟囱应按强腐蚀性类型设计。
烟囱已经建成，而且作为机组的重要设备，必须与机组保持同步运行，不允许进行长时间的检修、改造工作。对烟囱当前的状态，一般不清楚烟筒或内壁的腐蚀情况，同时烟囱的保温是否良好、烟囱外壳的承重能力变化等皆是未知，因此进行检修改造有很大风险。所以在烟囱建设之初，对湿烟囱的防腐措施就应在调查对比的基础上，做出理性的选择。
2、国内套筒湿烟囱内壁防腐材料及使用现状
我国目前已投入运行的湿烟囱防腐方式主要有以下几种：
⑴钛钢复合板：
钛板有非常好的防腐效果，钛的表面钝化膜决定了钛对中性、氧化性、弱还原性的介质具有较好的耐蚀性，脱硫后的强腐蚀性烟气对钛板的腐蚀性很小，是国际烟囱协会推荐的不设置GGH情况下烟囱的防腐内衬之一。
施工时首先在地面制作一定长度的钢结构烟囱，然后在其内壁复合一层钛金属板，在混凝土烟囱内部采用顶升法将钢结构烟囱段升至一定位置后，在空中将钢结构烟囱和钛合金板焊接。对于钛及钛合金，影响其焊接质量的因素较多，对现场焊接要求极为严格。
钛板的造价很高，目前钛板约为3.4万元/吨（不含施工费用），采用钛板防腐的一次性投资较大。据调研，采用钛钢复合板的套筒式烟囱的运行情况良好，但个别出现局部焊接处漏焊引起酸液渗漏，所以在施工时应严格检查焊接点，避免出现漏焊造成腐蚀。从长期来看，烟囱内筒采用钛钢复合板是一种理性的选择，经济上也是比较合理的。
⑵宾高德硼酸玻璃纤维砖：
宾高德硼硅玻璃纤维砖简称宾高德玻璃砖，由美国汉高公司开发。以优质的泡沫硼硅玻璃结合人造橡胶制成的防腐材料，它在化学环境与温度大幅变化的情况下，都具有防腐能力。宾高德玻璃砖具有耐酸腐蚀、高绝热性、耐高温、低热膨胀系数、安装简便等特性。虽然国际工业烟囱协会（CICIND）的标准中没有这种防腐设计方案的专门说明，但国内外均有它的工程实践。钢、混凝土、砖和玻璃钢等不同的基底皆可粘贴，可应用范围较广。
价格方面，宾高德砖和黏合剂需进口，价格较高，约200$/m2（不含施工费用）。宾高德系统在实际应用中，一方面取决于它特有的技术特性，更重要的是要求在安装过程中的零缺陷保证。国内的施工总体方案是在0米进行钢筒除锈及涂刷宾高德专用防腐油漆，钢筒整体吊装完毕后再进行宾高德砖的粘贴工作，高空配套设施及其相应的措施费用在整个工程报价中占有很大的比重。宾高德玻璃砖对施工、气候条件有着很严格的要求。
据调研，国内采用宾高德烟囱防腐内衬系统的烟囱运行情况较好，未见砖开裂、冲刷变薄、脱落情况，无酸液渗漏。
⑶国产泡沫玻璃砖：
国产泡沫玻璃砖其性能与宾高德硼酸玻璃纤维砖接近，均具有体积密度低、强度高、耐水、抗渗、耐热、耐酸等综合特性。但两者在物理性能、化学性能及膨胀性能上存在一些差异，主要是由于其化学成份和材料化学结构的不同而造成的。宾高德是硼硅玻璃，国产砖是碱石灰玻璃，两种材料在物理性能和化学性能上有较大差别。
国产泡沫玻璃砖质量参差不齐，价差较大，在300~800元/m2间变动（仅材料费）。据调研，采用国产的以石英砂熔制玻璃为原料、含硼量大于12%的泡沫玻璃砖，粘接剂选用进口材料或国产硅树脂胶的运行情况良好。
发泡玻璃砖由粘接材料直接粘贴于钢排烟筒内表面，并由粘合材料对发泡玻璃砖的缝隙勾缝，阻断了烟气对内筒结构的腐蚀。砖的质量、粘结剂的耐酸蚀、耐高温和粘结饱满度、施工质量等三个因素基本决定了砖的使用情况。
⑷泡沫玻化陶瓷砖：
泡沫玻化砖具有优异的耐酸性、耐热性和耐水性，它的抗烟气冲刷能力强，对烟温变化适应能力也很强（200℃~500℃）。由于它的造价比发泡玻璃砖要高，一般将其应用在烟气冲刷严重的地方，如烟囱顶部、下部拐角等部位，现场粘贴时应保证粘接剂饱满，接缝处用胶填实，以减少砖的脱落。泡沫玻化陶瓷砖的体积密度要比玻璃砖高出2～3倍，内筒防腐整体应用玻化砖后，增大了内筒的总重量，外筒壁厚或者基础的量有所增加。
据调研，采用泡沫玻化砖与进口或国产硅树脂胶作为粘接剂的防腐内衬系统运行效果基本良好。
⑸玻璃钢内筒
玻璃钢排烟筒的优点是自防腐，不用做其他的防腐处理；自重轻，对整个烟囱结构抗震設计有利。玻璃钢材料与传统上的金属材料相比，拥有很大的优势，玻璃钢的抗拉强度高于优质合金钢，强度可以很容易地达到使用要求；但是玻璃钢内筒的整体刚度不足，可以根据其特性，在刚度不足的部位或者方向上设计出加强筋、中空结构、变形结构等，来提高其整体刚度。
它的劣势主要在于难以满足高温及防火要求。国内产品除采用聚四氟乙烯原料的之外，其它的均很难在超过100℃的条件下长期工作，不能满足火电厂烟囱不脱硫工况的高温要求。目前市场上能够满足要求的树脂均为进口美国的特种树脂，该树脂价格昂贵,供应紧张。故玻璃钢内筒一般只设置在不上GGH且不设脱硫旁路的电厂中。
以上所列前四种为近几年来常用的烟囱内防腐做法，为内衬抗腐蚀板或者粘接块材料型的防腐方案，其中玻璃钢烟囱应用实例较少。另外，湿烟囱防腐做法中还有涂料型防腐，即在钢内筒的的内表面涂刷一定厚度的防腐蚀涂料，如玻璃鳞片涂料（胶泥）、OM涂料、聚脲、RHF专用防腐涂料、耐酸胶泥等，从而形成对于钢内筒的保护性涂层。应用时，防腐涂料不应直接喷（刷）涂在以砌体为基层的烟囱内壁上（特别是旧烟囱改造），也不适用于脱硫烟气温度变化较大或长期高温运行的烟囱内壁。据调研发现，采用玻璃鳞片、聚脲、OM涂料导致烟囱（烟道）防腐受到破坏的状况较多，而采用RHF烟囱专用防腐涂料的烟囱运行情况较好。
3、湿烟囱内防腐的设计要点
根据工程实例来看，导致我国湿烟囱防腐出现问题的主要原因，一是施工质量没有满足相关设计、施工和验收规范，特别是对于粘贴防腐层，由于量大且高空作业，监管不到位，这是导致湿烟囱防腐出现问题的主要原因。二是部分防腐材料本身的质量不能满足脱硫后烟气环境的要求，材料本身缺乏鉴定等必要环节。
对于设计来说，不设GGH的湿法脱硫烟囱防腐设计是一个新课题，烟囱防腐方面的相关规范编制时间均在04年前，而我国脱硫烟囱的大量实施是在04年后，故缺乏有针对性的指导文件。由于烟囱内筒结构的特殊性及烟囱内筒防腐的施工难度较大，且烟囱需要稳定的长期运行，不希望中途由于腐蚀严重而进行更换，所以，进行湿烟囱内筒的防腐设计时，应借鉴国内外的成功应用实例，充分调研比较后再定；其中，对于不能同时停运的机组，在烟囱设计中可考虑采用双管套筒烟囱，便于烟囱防腐的检查和维护。
设计过程中，防腐方案应结合脱硫工艺（是否设置GGH）、运行工况（是否设置旁路烟道）等实际情况选定，在设计图纸中要明确对防腐材料性能指标的要求，给建设单位招标提供一个可靠的依据。如果图纸中仅简单注明材料类型，那从设计阶段就降低了要求。需要着重注意的还有细节的设计，譬如烟气入口处、烟囱顶部紊流区范围内泡沫玻璃砖冲刷减薄情况比较突出，应明确设计要求或做出设计详图。部分工程在设计时只考虑了烟囱排水情况，没有考虑烟道排水问题，往往烟囱采用了较好的防腐材料，而忽视了烟道的防腐，烟道内部没有坡度和排水管，造成烟气凝结水集结在水平烟道内无法排出，造成酸液腐蚀并外漏。
4、结论
目前，国内湿烟囱运行时间均不长，湿烟囱的各种防腐问题也随着各脱硫电厂的投入运行而暴露出来，由此可见，湿烟囱防腐方案的行业规程规范及设计、生产、施工、监管等各相关环节亟待进一步的总结、提高和完善，这是有关电厂安全运行直至影响国家环保的大事。