濕法脫硫煙囪、特別是不設(shè)煙氣加熱系統(tǒng)GGH的煙囪內(nèi)筒防腐設(shè)計(jì)，由于材料選用標(biāo)準(zhǔn)與投資增加的緊密關(guān)系，正日益受到廣大設(shè)計(jì)人員和投資方的密切關(guān)注。結(jié)合對(duì)濕法脫硫煙囪腐蝕性的認(rèn)識(shí)，我將從以下幾個(gè)方面談?wù)効捶?，與大家交流，共同促進(jìn)濕法脫硫煙囪內(nèi)筒的防腐設(shè)計(jì)理想方案。

　　1 有關(guān)煙囪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的說明

　　近年來，隨著國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的逐步提高和大眾環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)，國(guó)內(nèi)新建火力發(fā)電廠工程都要求進(jìn)行煙氣脫硫處理。但在我國(guó)，煙氣脫硫處理還屬于起步階段，已建成投運(yùn)、且完全按煙氣脫硫處理運(yùn)行的火力發(fā)電廠工程項(xiàng)目不多，且大多是新建工程，運(yùn)行時(shí)間較短。因此，煙氣脫硫后煙囪腐蝕的調(diào)查和研究資料都較少，經(jīng)驗(yàn)也有限。在國(guó)家和電力行業(yè)煙囪的現(xiàn)行設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中，均未對(duì)進(jìn)行脫硫處理的煙囪防腐設(shè)計(jì)做出具體規(guī)定，只是從煙氣的腐蝕性等級(jí)對(duì)煙囪的防腐設(shè)計(jì)進(jìn)行了要求。鑒于目前收集到的國(guó)內(nèi)脫硫煙囪腐蝕方面的研究和調(diào)查資料太少，難以對(duì)脫硫后煙氣的腐蝕機(jī)理和腐蝕防范措施的效果做出明確的判斷，因此在未成熟的情況下，未將脫硫處理的煙囪防腐設(shè)計(jì)要求列入規(guī)范中。國(guó)內(nèi)各電力設(shè)計(jì)院主要是依據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和參考資料進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　我院在參編國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50051-2002（煙囪防腐蝕設(shè)計(jì)章節(jié)）和主編電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》DL5022-93（修）的過程中收集了一些國(guó)外煙囪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和資料，其中脫硫煙囪方面的設(shè)計(jì)構(gòu)造做法作為我們進(jìn)行工程實(shí)踐和在脫硫煙囪防腐設(shè)計(jì)方面的主要參考標(biāo)準(zhǔn)，這一方面是對(duì)國(guó)內(nèi)脫硫煙囪資料不足的一個(gè)補(bǔ)充，另一方面也為我們今后在修編國(guó)家煙囪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)提供了一個(gè)參考依據(jù)和工程做法。

　　2 脫硫煙氣的特點(diǎn)和腐蝕性

　　2.1 脫硫煙氣的特點(diǎn)

　　通常進(jìn)行濕法脫硫處理且不設(shè)煙氣加熱系統(tǒng)GGH的煙氣，水份含量高，濕度大，溫度低，煙氣處于全結(jié)露現(xiàn)象。對(duì)一臺(tái)600MW機(jī)組來說，煙氣中水氣結(jié)露后形成的具腐蝕性水液理論計(jì)算量約40~50噸/每小時(shí)，它主要依附于煙囪內(nèi)側(cè)壁流下來至專設(shè)的排液口排到脫硫系統(tǒng)的廢液池中。脫硫處理后的煙氣一般還含有氟化氫和氯化物等強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)，是一種腐蝕強(qiáng)度高、滲透性強(qiáng)、且較難防范的低溫高濕稀酸型腐蝕狀況。

　　根據(jù)與脫硫工藝設(shè)計(jì)人員的了解，濕法脫硫工藝對(duì)煙氣中的SO2脫除效率很高，但對(duì)造成煙氣腐蝕主要成分的SO3脫除效率不高，約20%左右。因此，煙氣脫硫后，對(duì)煙囪的腐蝕隱患并未消除；相反地，脫硫后的煙氣環(huán)境（低溫、高濕等）可能使腐蝕狀況進(jìn)一步加劇了。

　　由于國(guó)內(nèi)脫硫煙囪歷史較短，專項(xiàng)的腐蝕調(diào)查研究資料很少，經(jīng)驗(yàn)也不多，并且國(guó)內(nèi)煙囪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)脫硫處理的煙囪防腐設(shè)計(jì)尚無明確說明。因此，對(duì)于脫硫后煙氣對(duì)煙囪結(jié)構(gòu)的腐蝕性分析我們主要是借鑒國(guó)外的資料和做法。國(guó)際工業(yè)煙囪協(xié)會(huì)（International Committee On Industrial Chimneys 縮寫CICIND）在其發(fā)布的《鋼煙囪標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程 Model Code For Steel Chimneys》（1999年第1版）中對(duì)脫硫后的煙氣腐蝕性能（煙氣腐蝕性能對(duì)其它類型煙囪同樣適用）有這樣的說明：（1）煙氣冷凝物中氯化物或氟化物的存在將很大提高腐蝕程度。（2）處于煙氣脫硫系統(tǒng)下游的濃縮或飽和煙氣條件通常被視為高腐蝕等級(jí)（化學(xué)荷載）。（3）確定含有硫磺氧化物的煙氣腐蝕等級(jí)（化學(xué)荷載）是按SO3的含量值為依據(jù)。（4）煙氣中的氯離子遇水蒸氣形成氯酸，它的化合溫度約為60℃，低于氯酸露點(diǎn)溫度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕，即使是化合中很少量的氯化物也會(huì)造成嚴(yán)重腐蝕。

　　2.2 脫硫煙氣的腐蝕性

　　按照“國(guó)際工業(yè)煙囪協(xié)會(huì)（CICIND）”的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，燃煤電廠脫硫煙囪雖然在脫硫過程中已除去了大部分的氧化硫，但在脫硫后，煙氣濕度通常較大，溫度很低，且煙氣中單位體積的稀釋硫酸含量相應(yīng)增加。因而，處于脫硫系統(tǒng)下游的煙囪，其煙氣通常被視為“高”化學(xué)腐蝕等級(jí)，即強(qiáng)腐蝕性煙氣等級(jí)，因而煙囪應(yīng)按強(qiáng)腐蝕性煙氣來考慮煙囪結(jié)構(gòu)的安全性設(shè)計(jì)。

　　2.3 脫硫煙氣的腐蝕性對(duì)煙囪設(shè)計(jì)方案的影響

　　2.3.1 國(guó)內(nèi)煙囪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于腐蝕性煙氣對(duì)煙囪設(shè)計(jì)方案的說明

　　按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50051-2002第10.2.2條和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》DL5022-93第7.4.4條的要求：當(dāng)排放強(qiáng)腐蝕性煙氣時(shí)，宜采用多管式或套筒式煙囪結(jié)構(gòu)型式，即把承重的鋼筋混凝土外筒和排煙內(nèi)筒分開，使外筒受力結(jié)構(gòu)不與強(qiáng)腐蝕性煙氣相接觸。

　　電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》DL5022-93第7.1.2條還要求：600MW機(jī)組宜采用一臺(tái)爐配一座煙囪（一根排煙管）方案。

　　2.3.2 國(guó)外煙囪設(shè)計(jì)資料說明

　　從目前了解的國(guó)外煙囪資料看，火電廠煙囪基本上都是套筒式或多管式煙囪，且以鋼內(nèi)筒多管式煙囪為主，單筒式煙囪很少看到。我們認(rèn)為這可能是套筒式或多管式煙囪具有檢修和維護(hù)空間，一旦需要，可立即對(duì)排煙內(nèi)筒實(shí)施維護(hù)和補(bǔ)強(qiáng)；而單筒式煙囪（包括改進(jìn)型單筒式煙囪）一旦建成投運(yùn)，便很難再對(duì)它進(jìn)行內(nèi)部的檢修和維護(hù)。

　　對(duì)套筒式或多管式煙囪，排煙內(nèi)筒的結(jié)構(gòu)材料選擇一般有兩種：鋼內(nèi)筒型結(jié)構(gòu)和磚砌內(nèi)筒型結(jié)構(gòu)；從材料的抗?jié)B密閉性來看，鋼內(nèi)筒優(yōu)于磚砌內(nèi)筒，但經(jīng)濟(jì)性差些（限于國(guó)內(nèi)條件）。對(duì)于鋼內(nèi)筒結(jié)構(gòu)，在煙氣濕法脫硫（無GGH裝置）的情況下，國(guó)際工業(yè)煙囪協(xié)會(huì)（CICIND）在其發(fā)布的《鋼煙囪標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程 Model Code For Steel Chimneys》（1999年第1版）中建議采用普通碳鋼板在其內(nèi)側(cè)（與煙氣接觸側(cè)）增加一層非常薄的合金板或鈦板的方法進(jìn)行處理。對(duì)于磚砌內(nèi)筒結(jié)構(gòu)（加設(shè)GGH裝置），從美國(guó)薩金倫迪（SARGENT & LUNDY）公司設(shè)計(jì)資料和英國(guó)公司為廣東沙角C廠設(shè)計(jì)的240米高煙囪圖紙看，都對(duì)磚和膠泥提出了很高要求，即特殊的耐酸缸磚用硅酸鉀耐酸膠泥砌筑，一般分兩層錯(cuò)縫布置，并設(shè)封閉層。磚的抗?jié)B性能要求高，主要目的是防止煙氣滲透形成冷凝腐蝕和對(duì)排煙筒外包裹的保溫隔熱材料性能帶來不利影響。

　　2.3.3 煙氣溫（濕）度和運(yùn)行壓力與腐蝕性的說明

　　2.3.3.1 煙氣溫（濕）度與腐蝕性

　　脫硫后的煙氣溫度一般在40℃～50℃之間，且濕度很大并處于飽和狀態(tài)。根據(jù)前述的煙氣特點(diǎn)，它是低于煙氣結(jié)露的溫度，煙氣易于冷凝結(jié)露并在潮濕環(huán)境下產(chǎn)生腐蝕性的水液液體。一般的煙氣濕法脫硫處理中是采用加設(shè)煙氣加熱系統(tǒng)（GGH）來提高脫硫處理后排放的煙氣溫度（約80℃及以上），以減緩煙氣冷凝結(jié)露產(chǎn)生的腐蝕性水液液體。從理論上講，采用煙氣加熱系統(tǒng)（GGH）能有利于減緩煙氣的腐蝕（即提高煙氣溫度，減少結(jié)露），但煙氣濕度、水分這些誘發(fā)腐蝕的因素依然存在，況且GGH的運(yùn)行能否滿足運(yùn)行溫度值的要求，尤其是在發(fā)電機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行、機(jī)組開啟和關(guān)停期間及其它不利工況時(shí)能否滿足運(yùn)行溫度值的要求值得關(guān)注和重視。