煙囪防腐設(shè)計(jì)及施工
煙囪防腐設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行后出現(xiàn)局部滲漏問題的原因分析,局部滲漏處理的方法。
單筒混凝土煙囪防腐設(shè)計(jì)目前推薦的方法主要只有3種,整體澆注料、粘貼玻璃鋼內(nèi)襯、粘貼泡沫玻璃磚塊材。
設(shè)計(jì)煙囪內(nèi)襯防腐層時(shí),關(guān)鍵是要對(duì)分段的牛腿環(huán)梁處及煙道入口處、積灰平臺(tái)與煙囪壁變形縫處做好密封構(gòu)造設(shè)計(jì)。上述位置是結(jié)構(gòu)熱脹冷縮的關(guān)鍵變形部位。即使煙囪內(nèi)襯大面積范圍內(nèi)出現(xiàn)個(gè)別的滲漏點(diǎn),也是便于修補(bǔ)的。但上述3個(gè)部位發(fā)生滲漏,修復(fù)工作難度很大。另外一點(diǎn)就是要對(duì)變形縫的防滲漏問題高度重視。其構(gòu)造措施應(yīng)能保證在變形過程中防滲層柔彈性變形而不會(huì)被拉裂。在這方面長春黃龍實(shí)業(yè)有限公司做了大量的構(gòu)造方案研究,制定了標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)圖。煙囪防腐設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行后出現(xiàn)局部滲漏問題的原因分析,局部滲漏處理的方法。
單筒混凝土煙囪防腐設(shè)計(jì)目前推薦的方法主要只有3種,整體澆注料、粘貼玻璃鋼內(nèi)襯、粘貼泡沫玻璃磚塊材。
設(shè)計(jì)煙囪內(nèi)襯防腐層時(shí),關(guān)鍵是要對(duì)分段的牛腿環(huán)梁處及煙道入口處、積灰平臺(tái)與煙囪壁變形縫處做好密封構(gòu)造設(shè)計(jì)。上述位置是結(jié)構(gòu)熱脹冷縮的關(guān)鍵變形部位。即使煙囪內(nèi)襯大面積范圍內(nèi)出現(xiàn)個(gè)別的滲漏點(diǎn),也是便于修補(bǔ)的。但上述3個(gè)部位發(fā)生滲漏,修復(fù)工作難度很大。另外一點(diǎn)就是要對(duì)變形縫的防滲漏問題高度重視。其構(gòu)造措施應(yīng)能保證在變形過程中防滲層柔彈性變形而不會(huì)被拉裂。在這方面長春黃龍實(shí)業(yè)有限公司做了大量的構(gòu)造方案研究,制定了標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)圖。
關(guān)于冷凝水的酸腐蝕問題
滲漏的冷凝水到底有沒有腐蝕性?經(jīng)在2個(gè)運(yùn)行煙囪的滲漏點(diǎn)和煙道的排水口收集的水樣測定其PH值分別為7.5和8.9左右。
說明冷凝水呈現(xiàn)堿性。不會(huì)發(fā)生酸性腐蝕。分析原因,是電廠濕法脫硫添加的石灰石漿液量較大所致。這說明二個(gè)問題;
1)、以往認(rèn)為采用石灰石漿液濕法脫硫的煙氣中的水一定是弱酸性的理念有待商榷。這與運(yùn)行條件有關(guān)
2)、實(shí)踐運(yùn)行中當(dāng)將石灰石漿液的添加量降低以后,再次測定滲漏出來的冷凝水的PH值由8.9降為7.2。如果進(jìn)一步降低石灰石漿液投入量,則脫硫不充分,煙氣中的水汽呈酸性。建議電廠在濕法脫硫運(yùn)行初期及時(shí)收集煙氣冷凝水進(jìn)行PH值監(jiān)測,調(diào)整石灰石漿液投放量。
1、首先介紹三層復(fù)合整體澆注料內(nèi)襯
1.1 三層復(fù)合整體澆注料是我院與長春黃龍實(shí)業(yè)集團(tuán)共同研究開發(fā)的一種耐水耐酸輕質(zhì)的澆注料。近十余年來在電力、石化、冶金等行業(yè)均有應(yīng)用。
在設(shè)計(jì)方面,針對(duì)舊煙囪的防腐改造,一般采用拆除原有煙囪內(nèi)襯,修補(bǔ)破損腐蝕的煙囪內(nèi)表面,,用耐酸砂漿抹平整,干燥后開始施工三層整體澆注料。新建的單筒煙囪則可以直接在煙囪壁內(nèi)側(cè)施工三層整體澆注料
三層復(fù)合的整體澆注料內(nèi)襯,是一個(gè)很好的替代砌體內(nèi)襯的方案 ,
它的特點(diǎn)是整個(gè)內(nèi)襯剛?cè)嵯酀?jì)。能夠很好地適應(yīng)煙囪在風(fēng)荷載作用下的變形,澆注料有較好的柔性、同時(shí)還有有機(jī)硅膠作為耐酸的隔離層,很好地協(xié)調(diào)了混凝土外筒與內(nèi)襯層的變形。目前已有電力、石化等不同行業(yè)的濕法脫硫煙囪采用了整體澆注料內(nèi)襯、效果不錯(cuò)。在運(yùn)行過程中也發(fā)生一些值得探討的問題。
1.2 關(guān)于冷凝水的滲漏問題
濕法脫硫煙囪運(yùn)行中會(huì)在煙囪的煙道口下部積灰平臺(tái)與筒壁連接處是最容易發(fā)生滲漏的部位,尤其是北方寒冷地區(qū)的煙囪比較嚴(yán)重。這是因?yàn)闊焽杞Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)留了變形縫,盡管做內(nèi)襯時(shí)采用各種柔性材料進(jìn)行封堵,但在煙囪內(nèi)外溫度的影響下,變形縫處仍然被收縮拉開。這成了通病。
已運(yùn)行過一年以上的煙囪,原有的砌體內(nèi)襯表面不能直接粘貼玻璃鋼板材或直接手糊法施工玻璃鋼內(nèi)襯。也不能粘磚。因?yàn)榕f煙囪砌體內(nèi)襯表面的積灰不可能清除干凈。采用水沖洗砌體內(nèi)襯吸水后不易干燥。采用干風(fēng)吹洗,砌體內(nèi)襯浮灰始終除去不了,磚砌體上貼磚,無論什么膠都貼不牢。如果再出現(xiàn)幾次溫度交變,膠泥、涂料或硅膠涂層都會(huì)起泡開裂,直到脫落。
同時(shí),在內(nèi)襯的支撐牛腿處,耐酸磚砌筑的伸縮節(jié)的防腐處理一般塞硅膠很難搞好,硅膠干縮后肯定繼續(xù)滲漏。一但內(nèi)襯有溫度伸縮,防腐層就會(huì)開裂。
2、三層復(fù)合體系的整體澆注料內(nèi)襯的施工工藝
(1)有機(jī)硅膠第一道防水密封層
基本成熟的的有機(jī)硅膠具有耐酸耐熱防水功能,在電力行業(yè)已應(yīng)用4~5年,做密封層內(nèi)層與粘結(jié)劑是基本成熟的技術(shù),形成最后一道防水密封層。為根除泄漏通道,先以彈柔性耐酸耐熱有機(jī)硅膠涂敷于結(jié)構(gòu)混凝土或鋼內(nèi)筒表面,厚度為3mm左右,作為防腐密封層的內(nèi)層(第一層,起到生根與封閉作用)及粘貼玻璃鋼板的粘結(jié)劑。
(2)乙烯基脂環(huán)氧樹脂玻璃鋼片材和無堿玻纖網(wǎng)格布第二道防水密封層
在第一道工序完成后,檢查驗(yàn)收確認(rèn)合格后,再以2~3mm厚的預(yù)制成一定弧形的耐溫耐腐蝕玻璃鋼板擠壓并粘貼在彈性膠上,大塊玻璃鋼板的接縫處以“濕糊法玻璃鋼施工工藝”粘貼,厚度和材質(zhì)與玻璃鋼板材相同,形成整體玻璃鋼密封筒,作為防腐密封層的剛性防水耐腐蝕層(第二層)。該層配方應(yīng)保證玻璃鋼板材有一定的柔韌度,避免剛度太大發(fā)生脆裂。
(3)密實(shí)型耐酸耐熱澆注料做為緊貼煙氣的第三道耐酸耐熱耐水層。
鋪完玻璃鋼板后,施工密實(shí)型輕質(zhì)耐酸澆注料(第三層)。在升降平臺(tái)上支內(nèi)模,對(duì)現(xiàn)場拌和的澆注料進(jìn)行澆注、搗固,在密封層外側(cè)構(gòu)成無機(jī)的耐熱耐酸的整體性完好的澆注料,厚度150~200mm。它能可靠地防護(hù)玻璃鋼板和有機(jī)硅膠層。它比粘貼泡沫玻璃磚保護(hù)有機(jī)硅膠層(賓高德方案)更可靠、耐用。
在澆注施工時(shí),必須采用在升降平臺(tái)上固定內(nèi)模的施工工藝措施,嚴(yán)格杜絕在徑向設(shè)置固定模板用的對(duì)穿螺栓和支撐桿件的做法。待澆注料固化,達(dá)到一定強(qiáng)度后拆模,將會(huì)形成密實(shí)的宏觀整體的完整澆注料殼體,它可以整體保護(hù)玻璃鋼板和有機(jī)硅膠防水密封層。
澆注料殼體還可以按一定的尺寸間隔(1.5~2m)切劃成網(wǎng)格狀變形縫(縫寬3-5mm,縫深度10mm左右),以此均化澆注料內(nèi)襯的表面收縮性微裂縫
3、合理的施工工期
機(jī)組在系統(tǒng)調(diào)度安排的45天大修停機(jī)時(shí)間內(nèi),舊煙囪脫硫防腐改造工程招標(biāo)規(guī)定30-38天內(nèi)完成是有問題的。施工安裝復(fù)合鈦板鋼排煙筒有問題,貼泡沫玻璃磚也有問題。只有噴刷涂料或抹耐酸膠泥可以在30天左右完成,價(jià)錢也很低,但是防滲漏的期望是很難實(shí)現(xiàn)的。所以舊煙囪脫硫防腐改造工程應(yīng)根據(jù)改造方案,給予合理的施工工期。采取建過渡鋼煙囪,高度在60-80米左右,對(duì)舊煙囪防腐改造提供3-4個(gè)月施工時(shí)間,保證實(shí)現(xiàn)防滲漏的期望。防腐工程是三分材料七分施工,要按防水工程做,慢工出細(xì)活。
也請(qǐng)各級(jí)環(huán)保部門充分理解舊煙囪防腐改造的技術(shù)要求和難度,給予支持。
排放濕法脫硫煙氣的單筒煙囪,不論是新建還是舊煙囪內(nèi)襯改造,手糊法玻璃鋼內(nèi)襯或貼輕質(zhì)耐酸磚,都只有一層防水層,三層復(fù)合整體澆筑料內(nèi)襯的三層都是防水層,而且都是耐酸材料。所以從防水、耐酸、耐熱的總體要求來說三層復(fù)合整體澆筑料內(nèi)襯的性能最優(yōu)。
由于時(shí)間的限制,關(guān)于經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)這里不做詳細(xì)介紹。結(jié)論性的意見是: 三層復(fù)合整體澆筑料內(nèi)襯具有價(jià)格略低于手糊法玻璃鋼內(nèi)襯或貼輕質(zhì)耐酸磚(賓高德方案),同時(shí)具有工期短、耐久性好的優(yōu)點(diǎn)。
4、 套筒煙囪內(nèi)筒的防腐問題
4.1 泡沫陶瓷?;u砌筑排煙筒
泡沫陶瓷磚砌筑排煙筒的套筒煙囪,一旦取消GGH后,滲漏和腐蝕非常嚴(yán)重,砌筑的內(nèi)筒容易出現(xiàn)坍塌。目前隨著機(jī)組脫硫改造時(shí)進(jìn)行煙囪防腐改造,當(dāng)砌筑的內(nèi)筒損壞較輕時(shí),在內(nèi)側(cè)做整體澆注料加玻璃鋼板復(fù)合防腐。如果內(nèi)襯砌筑的內(nèi)筒損壞較嚴(yán)重時(shí),需要拆除原砌筑的內(nèi)筒,重新施工防腐。當(dāng)在內(nèi)側(cè)做整體澆注料加玻璃鋼板或加有機(jī)硅膠復(fù)合防腐時(shí),整體澆注料內(nèi)襯可設(shè)計(jì)成自立式內(nèi)筒,基礎(chǔ)落在原煙囪基礎(chǔ)底板上或?qū)⒃瓱焽璀h(huán)形底板改造成整體板式基礎(chǔ)。此時(shí)應(yīng)請(qǐng)有相應(yīng)資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位對(duì)原有煙囪基礎(chǔ)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)計(jì)算。
冶金行業(yè)的《鋼煙囪標(biāo)準(zhǔn)圖集》中其內(nèi)襯均采用了100MM厚的澆注料內(nèi)襯,詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參見對(duì)應(yīng)的鋼煙囪標(biāo)準(zhǔn)圖集,這里不再詳細(xì)介紹。
關(guān)于《賓高德》泡沫玻璃磚和泡沫陶瓷?;u,多年來一直在套筒煙囪的鋼內(nèi)筒中做防腐內(nèi)襯使用。由于美國設(shè)計(jì)規(guī)范不再推薦使用鋼內(nèi)筒內(nèi)襯泡沫玻璃磚的設(shè)計(jì)方法而改為玻璃鋼內(nèi)筒設(shè)計(jì)方案,泡沫玻璃磚不再應(yīng)用。但我國的一些單位還在應(yīng)用。玻璃和陶瓷類防腐材料我們已經(jīng)實(shí)踐過粘貼泡沫玻璃磚和泡沫陶瓷?;u方案,它不可能作成大塊或整體的防腐體系,磚塊數(shù)量大,可操作性差,施工質(zhì)量難于控制,防腐層的整體密封性很難保證,出現(xiàn)滲漏情況很多。
4.2 套筒煙囪中復(fù)合鈦板鋼內(nèi)筒煙囪防腐內(nèi)襯總體使用情況良好,部分工程有輕微腐蝕痕跡,局部有鈦板表面氧化膜破損現(xiàn)象。復(fù)合鈦板搭接接頭焊縫缺陷,局部冷凝水反滲現(xiàn)象,在每個(gè)排煙筒程度不同均有,復(fù)合鈦板焊縫貼條背面是空的,當(dāng)有焊縫缺陷,且冷凝水滲入量大時(shí),腐蝕影響區(qū)域可能擴(kuò)散比較快。此問題對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行可能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。基于上述原因同時(shí)復(fù)合鈦板鋼內(nèi)筒煙囪的工程造價(jià)比其他方案都高,業(yè)主近年來也放棄了復(fù)合鈦板鋼內(nèi)筒?!颁摻罨炷镣馔?FRP內(nèi)筒”的脫硫煙囪形式,已成為美國燃煤電廠脫硫煙囪的主要結(jié)構(gòu)形式。整體纏繞玻璃鋼(FRP)與鋼材相比,有重量輕、超強(qiáng)耐腐蝕等特點(diǎn),作為鋼材防腐的替代品。FRP排煙筒在歐美近年來被快速發(fā)展采用。我國的一些設(shè)計(jì)院也完成了相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作。最近幾年對(duì)于300MW及以上的機(jī)組,套筒煙囪和雙管煙囪相繼開始制作和安裝整體纏繞的玻璃鋼排煙筒。效果很好。解決了防腐和滲漏的問題。但也發(fā)生個(gè)別內(nèi)筒安裝過程中失火,損失很大。
5、小結(jié)
時(shí)間的關(guān)系,不能一一展開論述。在單機(jī)300MW及以上機(jī)組的大型電廠中整體纏繞玻璃鋼(FRP)已開始逐步擴(kuò)大應(yīng)用。在單筒煙囪及老電廠的舊煙囪防腐改造中三層復(fù)合整體澆筑料內(nèi)襯也在不斷的擴(kuò)大應(yīng)用。在砌筑內(nèi)筒的套筒煙囪防腐改造中,三層復(fù)合整體澆筑料內(nèi)襯也已經(jīng)有設(shè)計(jì)院開始研究并提出了設(shè)計(jì)方案。是否能得到業(yè)主的認(rèn)可還是一個(gè)關(guān)鍵問題。