煙氣溫度低、濕度大,煙囪內的煙氣上抽力就降低,它影響著煙氣的流速和煙氣抬升高度及煙氣擴散效果,這對排放的煙氣滿足環保要求(特別是氮氧化物NOX指標)帶來不利的因素。
2.3.3.2 煙氣運行壓力與腐蝕性
煙氣運行壓力與煙氣的溫(濕)度和煙囪結構型式密切相關。煙氣溫度低,其上抽力就小,流速就低,容易產生煙氣聚集并對排煙筒內壁產生壓力。
錐形煙囪結構型式(如單筒式煙囪)中的煙氣基本上是處于正壓運行狀況,而等直徑圓柱狀煙囪(如雙管和多管式煙囪中的排煙筒)是負壓運行狀況。煙氣正壓運行時,易對排煙筒壁產生滲透壓力,加快腐蝕進程;負壓運行時,煙氣滲透和腐蝕速度將大為減緩。
2.3.4 煙囪結構材料選用與腐蝕性的說明
從對煙氣的抗滲防腐考慮,煙囪內筒應選用閉性好,整體性強,自重輕和無連接接頭的鋼內筒。磚砌內筒由于其分段支承處的接縫及形成砌體后的磚縫抗滲密閉性和整體性較差的原故,都不可避免地存在滲透和腐蝕的問題,存在檢修和維護、甚至內筒更換的問題,而這不但導致發電機組的停運,而且內筒更換的施工也相當繁瑣和復雜。
對于內筒密閉性的要求,我們只要將內筒視作一根流淌結露的腐蝕性水液管道就不難理解了。目前條件下,鋼內筒是一種合適的選擇,鋼內筒的內壁都須進行防腐處理;有煙氣加熱系統GGH時,內壁可設耐酸砂漿防護層,無煙氣加熱系統GGH時,按照國外的作法其內壁考慮耐腐蝕金屬面層或玻璃磚貼面層,也就是我們常說的鈦鋼復合板和泡沫玻璃磚。
關于經濟性,通過幾個工程的比較和實踐,取消煙氣加熱系統GGH后采用鈦鋼復合板或泡沫玻璃磚的煙囪投資均較取消前的煙囪和GGH投資的總和要少幾百萬~幾千萬。單純進行取消GGH前和取消GGH后煙囪的投資比較是不完整的,因為取消GGH后,煙囪結露的腐蝕性水液排放量增加和腐蝕性增強,腐蝕對煙囪的安全運行至關重要。
2.4 濕法脫硫煙囪防腐設計的工程實例和學術交流說明
2.4.1 采用鈦鋼材濕法脫硫煙囪的工程實例
我院于2003年年初在江蘇省常熟市為華潤電力常熟第二發電廠設計的3×600MW超臨界燃煤發電機組脫硫島招標中,由于GGH運行的溫度要求在發電機組低負荷運行、機組開啟和關停狀況下難以保證,最后業主舍棄煙氣加熱系統(GGH)方案,而改用三管煙囪的鋼內筒采用普通Q235B鋼板與1.2 mm厚鈦板復合而成的復合板方案。通過施工招標,整個一座240米高復合鋼內筒三管煙囪的費用與省下的三套GGH設備費用相當;而省下的GGH運行費用、每年的檢修維護費用和爐后場地布置更是可觀,經濟性價比較好。
臺塑集團在福建省漳州后石電廠投資建設6臺600MW級燃煤發電機組,由于建有脫硫裝置,煙囪設計咨詢單位— 日本三菱公司要求在二座鋼內筒多管式煙囪的鋼內筒內表面,都須掛貼1.6毫米的鈦鈑或鎳鈑用于抗稀酸液腐蝕,由此使單座煙囪總投資達8000余萬元。我國參加投標的單位,曾建議改用價格較為便宜,但仍含有鎳、鈦成分的美國A-316L特殊鋼材,未獲三菱公司的同意,只能按掛貼鈦鈑的方案投標。
2.4.2 采用泡沫玻璃磚濕法脫硫煙囪的工程實例
2003年末,我院在山西霍州第二發電廠一期工程2×300MW燃煤發電廠210米鋼內筒套筒式煙囪設計中,應業主的要求在不設煙氣加熱系統(GGH)條件下,鋼內筒內側面加設了一層美國賓高得泡沫玻璃磚防腐層(51毫米厚)。
國際工業煙囪協會(CICIND)的標準中沒有這種防腐設計方案的專門說明,但國外有它的工程實踐。
2.4.3 脫硫煙囪防腐設計的學術交流
2000年年初,電力規劃設計總院組織部分電力設計院的設計人員與專程從意大利趕來的哈蒙公司煙囪設計專家、國際工業煙囪學會理事史密斯先生進行了煙囪設計技術交流。在那次交流中,史密斯先生也認為取消煙氣加熱系統(GGH)后采用鈦材面層的脫硫煙囪煙氣防腐蝕措施在國際上早有先例,并寫入國際煙囪設計標準中。
3 結束語
對我們來說,不設煙氣加熱系統GGH的濕法脫硫煙囪防腐設計是一個新課題,在國內沒有試驗和檢測數據支持、并形成一套成熟的設計方案之前,參照國外的標準和工程實踐進行設計無疑是安全的和可*的。
由于煙囪內筒結構的特殊性,煙囪的運行應考慮長期和穩定,不希望中途由于腐蝕嚴重而進行更換(施工難度大)。因此,從長期運行安全的角度考慮,取消煙氣加熱系統后,煙囪內筒采用鈦鋼復合板這種抗滲防腐和耐久的材料是一種理性的選擇,經濟比較也是合理的。
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