三种湿法脱硫净烟道的应用及特点邓芙蓉

三种湿法脱硫净烟道的应用及特点邓芙蓉

邓芙蓉

（浙江天地环保科技有限公司浙江省311121）

摘要：随着湿法脱硫技术的不断发展，脱硫饱和湿烟气烟道的材质也出现了更多的选择。本文主要对目前湿法脱硫工程中应用的玻璃鳞片树脂内衬烟道、玻璃钢烟道、搪瓷板烟道的的应用情况、结构型式、制作安装等方面特点进行了说明。

关键词：烟道；玻璃钢；搪瓷板

一、前言

从1998年国务院批复了酸雨控制区和二氧化硫污染控制区的划分方案并提出了“两控区”酸雨和SO2污染物控制目标后，我国各火力发电厂开始建设烟气脱硫设备。至今20多年的发展，湿法脱硫技术一直占据主导地位。脱硫净烟道作为脱硫后湿饱和烟气的排送通道，要承受低温饱和湿烟气中SO2、SO3、HCL、FH对烟道的腐蚀、脱硫剂和脱硫石膏对烟道壁的磨损、硫酸盐及亚硫酸盐对防腐层的结晶腐蚀[1]。随着我国燃煤电厂烟气湿法脱硫的不断发展，人们对脱硫净烟道的防腐材质也不断进行研究，除了被广泛应用的玻璃鳞片树脂内衬烟道外，玻璃钢烟道因其优良的防腐性能、较轻的结构重量、大跨度支点设计而备受青睐，并越来越多地在脱硫工程中被应用，徐州发电有限公司、山东滨州供热中心三期、鄂州电厂二期脱硫净烟道均采用玻璃钢烟道。镀搪瓷材质具有高硬度、耐腐蚀、耐磨损、表面光滑易于清洁的特点，2016年宁夏枣泉电厂一期脱硫净烟道采用搪瓷板烟道，使搪瓷板在脱硫净烟道应用领域里崭露头脚。本文着重对玻璃鳞片树脂内衬烟道、玻璃钢烟道、搪瓷板烟道搪瓷板烟道的应用现状、结构型式、制作安装等方面的特点进行介绍。

二、玻璃鳞片树脂内衬烟道

火力发电厂湿法脱硫净烟道最多采用的是玻璃鳞片树脂内衬烟道。玻璃鳞片树脂是将乙烯基酯树脂玻璃鳞片喷涂于普通碳钢烟道内壁,待其固化后便形成了有效的防腐层。玻璃鳞片树脂内衬烟道钢板厚度一般为5~6mm，加固肋间距一般为1m左右，玻璃鳞片树脂内衬厚度一般1.5mm~2mm。早期的脱硫工程，为了便于烟道内部防腐施工，矩形截面的脱硫净烟道内部不设置内撑杆。根据《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程配套设计计算方法》，在无内撑杆且满足烟道强度、刚度、频率控制要求下，烟道横向加固肋的规格较大，对于吸收塔入口宽/高比较大的局部烟道甚至选用HN400、HW400型钢作为横向加固肋，烟道的耗钢量较大。为了减少钢材用量，在后来工程设计中，脱硫湿烟道内部仍然设置内撑杆，并对《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》中典型内撑杆连接节点型式进行了优化，使节点处便于防腐施工。防腐内衬烟道内撑杆型式见图一、图二、图三。

图一.典型十字内撑

玻璃鳞片树脂内衬烟道的最高使用温度，主要受玻璃鳞片内衬层的限制，普通玻璃鳞片树脂的长期耐温为120℃，高温玻璃鳞片树脂长期耐温为160℃。钢烟道钢板、加固肋、内撑杆均现场焊接，焊接工作量很大，且玻璃鳞片树脂属于易燃、有毒物质，防腐施工时需采取充分的防火、通风等安全措施。由于防腐层均为人工喷涂，防腐施工周期内时大气温度、湿度的均有一定要求，防腐内衬层的质量不好控制，运行中容易出现防腐层脱落、破损导致烟道钢板腐蚀、烟气泄漏的现象，由此引起烟道维修费用的增加。

三、玻璃钢烟道

2005年，华能高碑店电厂建造了亚洲第一个烟塔合一工程，其吸收塔至冷却塔的净烟道采用玻璃钢。此后随着烟塔合一工程的实施，玻璃钢烟道的应用得到了推广。据统计国内已有十几个电厂的烟塔合一采用玻璃钢烟道。2017年鄂州电厂二期超低排放改造工程中脱硫净烟道也采用了玻璃钢烟道。

玻璃钢烟道主要由乙烯基树脂浸润玻璃纤维缠绕而成的圆形烟道，烟道壁由内防腐层、结构层、外保护层组成。内防腐层由树脂加玻璃纤维表面毡、聚酯毡以及喷射纱成型，该层具有防腐、防渗漏功能，厚度一般为2.5mm。结构层由无捻缠绕粗纱浸润结构层树脂环向线型缠绕辅以单向纤维成型，结构层保证烟道的强度满足各种工况下的要求，结构层厚度根据烟道设计荷载、支撑点跨度由专业计算软件计算确定，一般在20mm~25mm。外保护层为富树脂层，采用阻燃树脂对烟道进行阻燃处理同时加入紫外线吸收剂进行耐候处理，防止因阳光日照、紫外线等引起的烟道老化，外保护层厚度一般为0.5mm。玻璃钢烟道外壁一般间隔3~4m间距设置一道环形加固肋，加固肋截面多为半圆形或者梯形，详见图三、图四。

玻璃钢烟道连续运行最高耐温为90℃。玻璃钢烟道的重量较轻，约为同样设计荷载、截面积相同的碳钢烟道的1/2左右。由于其质量较轻，可以实现大跨度的支撑，目前国内直径Φ8.5m的玻璃钢烟道，跨度可达40m[1]，直径Φ5.6m的玻璃钢烟道，跨度可达55m[2]，大大节省了支撑钢结构用量。玻璃钢烟道具有良好的保温性能[3]，一般无需保温。玻璃钢烟道安装时先分段吊装，吊装就位后，对分段烟道进行现场粘接。粘结处需设置临时支撑，直至粘接处完全固化，达到受力要求。为了防止端部变形，保证分段处的粘接质量，在分段烟道两端的内部均设置米字支撑。

玻璃钢烟道的圆形直筒段通过机械缠绕加工，但方圆节、大小头等异形件需现场人工手糊，制作难度大、制作周期长、尺寸偏差较大，异形件与圆筒直段烟道粘接时，很容易出现粘接处烟道错位超出规范要求的情况，从而影响烟道的整体强度。直径较大的玻璃钢烟道，需在项目附近进行机械缠绕制作，分段运输，对运输通道空间有一定要求，对于改造工程来说，通道受限，运输上存在一定困难。

四、镀搪瓷板烟道

镀搪瓷在火电厂烟气脱硝后的空气预热器、烟气回转式GGH、低温省煤器中都得到广泛应用。2016年宁夏枣泉电厂一期2×660MW工程脱硫净烟道采用搪瓷板烟道。搪瓷板耐硫酸露点腐蚀能力与玻璃鳞片树脂相当、其机械性能、抗振能力、防冲刷抗磨损能力经测定和实验均能满足燃煤电厂脱硫湿烟气特性和烟道设计的要求[4]。

搪瓷板烟道的结构要经过专业计算软件进行设计，搪瓷厚度一般为170~300μm，碳钢基板厚度一般为3~4mm，搪瓷板烟道采用钢骨架支承搪瓷板内筒结构。钢骨架为环形加强圈和纵向加强筋结构（详见图五），环形加强圈一般为工字钢，间距1200mm左右，环形加强圈间用槽钢连接。搪瓷板按照1200mm的宽度，沿圆周面平均分成几片，每一片搪瓷板四周均有60mm翻边与相邻的搪瓷板通过螺栓进行固定连接，搪瓷板之间用弹性四氟乙烯带及耐酸耐温弹性密封胶粘结，保证长期有效密封。搪瓷板背部设置角钢加强筋并与搪瓷板翻边焊接，搪瓷板背部加强筋与钢框架的环形加强圈焊接固定，详见图六。每一圈环形加强圈通过管座支撑在结构梁上，管座与结构梁的固定根据伸缩变形控制要求，设置成固定或滑动支撑。搪瓷板烟道的安装顺序：钢骨架分段直立组装→钢骨架分段吊装就位→分段钢骨架连接→搪瓷板分片安装→珐琅板胶缝修补→珐琅板分段验收→烟道保温。

与玻璃鳞片内衬碳钢烟道和玻璃钢烟道相比，搪瓷板烟道长期运行的耐温能力有着较大优势。搪瓷板在工厂加工，镀搪瓷层质量及搪瓷板加工精度高，现场搪瓷板拼接质量容易控制，烟道不易腐蚀，检修维护费用低，目前搪瓷板烟道的应用较少，还需要总结实际运行经验，但其在防腐性能、放磨损冲刷能力、耐温能力、加工质量等方面的优势，使其在脱硫净烟道的应用中有较好的前景。

五、结束语

玻璃鳞片树脂内衬烟道、玻璃钢烟道、搪瓷板烟道是目前火力发电厂采用的脱硫净烟道的型式，针对火电厂脱硫湿烟气条件下的防腐性能均较为突出，玻璃鳞片树脂内衬烟道应用广泛，但施工质量不好控制，烟道容易被腐蚀，维修工作量大。玻璃钢烟道质量轻、支点跨度大，大大节省支撑钢结构用量，但异型件制作复杂、周期长，制作误差较大，其粘接质量不好，影响烟道强度。搪瓷板烟道搪瓷板工厂加工成型、现场拼接质量容易控制，但目前应用不多，需要进一步了解投入运行后的情况。随着湿法脱硫技术精细化发展和对运行维护要求的提高，脱硫净烟道必须具有优良的防腐性能、耐磨损能力、不易积垢，同应具有较长的使用寿命，减少烟道的维护和检修应是其发展的趋势。

参考文献

[1]张岗.石灰石-石膏湿法烟气脱硫对烟囱腐蚀的影响.广东化工[J]，2014

[2]罗树青、董胜宪、丁安心、王继辉.燃煤电厂玻璃钢烟道设计与研究.电力勘测设计[J]，2015

[3]罗树青.燃煤电厂复杂玻璃钢烟道设计关键技术.电力勘测设计[J]，2016

[4]张全斌.燃煤机组搪瓷板烟道的应用研究.锅炉技术[J]，2017

[5]田超凯.玻璃钢烟道在电厂烟塔合一脱硫系统中的设计与应用.纤维复合材料[J]，2008

[6]姜大刚.玻璃钢烟道在排烟冷却塔中的应用.华电技术[J]，2009

[7]黄华波、倪爱清、王继辉.玻璃钢烟道检测研究..武汉理工大学学报[J]，2009

[8]汪艳红.我国火电厂烟气脱硫工艺现状及发展综述.硫磷设计与粉体工程[J],2008

[9]吕晨峰.燃煤电厂脱硫烟道研究及应用.环境工程[J],2017