烟囱、冷却塔防腐蚀存在的部分主要问题及建议

1.前言

大气污染防治工作的开展离不开国家政策的支持，2018-2019年，我国环保政策密集出台，环保力度进一步加大，环保政策措施由行政手段向法律的、行政的和经济的手段延伸。   

由于国家对环保政策的推进力度不断加大，电力行业燃煤发电机组必须限期加装湿法脱硫装置。目前,各大火电集团均积极响应国家的环保政策,加大烟气脱硫力度,力争在规定期限内,使得各自电厂的排烟浓度达到国家规定的环保标准。

 但是,由于我国火电行业以前均是排放高温烟气,这时烟气对烟道、烟囱的腐蚀较轻,再加上当时中国处于计划国内电力行业(电厂、电力设计院)基本上不设置材料专业,更不必说防腐蚀材现在面临着全行业的大规模脱硫工程,整个电力行业在随之而来的严重腐蚀面前,还缺乏对腐蚀危害的足够认识。在加装湿法脱硫装置的过程中,特别是在涉及到脱硫塔、烟道及烟囱防腐蚀材料及防腐蚀方案时,受种种原因的影响,往往不能正确地选择防腐蚀材料品种和生产厂商,仅仅听从一些上门推销的防腐蚀材料厂商的建议,然后从低价中标的角度选择一些不具备足够的防腐蚀技术力量及生产经验的企业作为供货商,结果导致大量的烟囱防腐蚀项目出现质量问题,给电力行业带来严重的经济损失,并给电厂的安全生产留下严重的潜在危害。

2.烟囱防腐中存在的部分主要问题

2.1.重视程度不足

目前国内火电站的烟囱防腐中，普遍存在重视程度不足的问题，主要是某些人员在工作中并未认识到烟囱防腐在火电站是非常重要的一项工作，在管理工作中，由于烟气换热器中出现了结垢或者积灰等现象，让脱硫装置的运行受到影响，无法达到正常的运行效率，使生产成本无谓增加。另外就是烟囱的主体若是出现腐蚀，对火电站的安全运行会造成一定的影响，这些危害若没有得到管理人员的高度重视，会导致一些安全隐患未能及时发现和排除，使正常运行受到影响。因此很多时候，火电站的烟囱防腐未能达到理想的状态，所以一定要对烟囱防腐给予足够的重视，根据《建筑防腐蚀工程质量检验评定标准》GB50224-95对烟囱防腐工作的及时完善，保证烟囱处于良好的运行中，这样才能保证火电站的正常运行。

2.2.防腐施工单位技术水平

在火电站的烟囱防腐工作中，因部分人员的理论知识有限，对烟囱防腐的认知存在一定问题。因为一个合格的施工单位，应该懂得本行业的材料性能和相关设计要求，在施工过程中如发现设计方案存在问题，应及时通知监理单位、业主和设计院，及时予以修改、纠正。例如，管理人员在日常工作中缺乏责任性，未能重视烟囱腐蚀会对电站造成严重的损失，很多安全隐患并未及时进行识别和处理。而技术人员若是水平不足或者态度上存在问题，防腐处理中也会留下诸多隐患，让烟囱防腐无法达到理想水平。因此防腐工作人员的整体素质对火电站的日常管理会造成直接影响，对烟囱防腐也会造成一定影响，很多时候在防腐方案的确定上并不是从实际需求以及客观分析的角度出发，未能依据安全、环保以及经济的要求对方案进行确定，最终使烟囱的防腐工作存在很多缺陷，使防腐的效果也未能呈现出来。

2.3.防腐体系不合理

某些企业出于成本上的考虑，很多时候为了让成本尽可能降低，在防腐体系的确定上存在一些问题，在技术选择以及材料选择上也比较落后，表面上看烟囱受到了防腐体系的严格保护，实际上防腐体系并未发挥出应有的作用。近年来国内的相关报道中有关烟囱防腐体系失效的内容比较多，如国产的砖胶防腐体系等都存在一定的失效现象，甚至会出现烟囱渗漏的问题。可见若是防腐体系不当，也会让烟囱防腐的最终效果受到严重影响。

2.4.烟囱本身设计有问题

烟囱防腐也与本身设计直接相关，在对烟囱进行设计时，石膏的携带、内部酸液的形成等，其实都与烟囱的设计是否合理有关，在对烟囱进行设计时，不同专业的考虑角度是不同的，选择的参数也可能留下一定的疏漏，因此烟囱设计是非常复杂的工作。而防腐设计是烟囱设计中至关重要的内容，除了本身防腐措施的设计外，烟囱的各方面结构是否合理也是影响防腐效果的重要因素，所以在烟囱设计时需要从整体的角度考虑防腐效果，同时要注重细节参数的选择。

3.烟囱防腐蚀中出现的实质性问题

援引一位国内从事防腐蚀材料及工程技术研究的的中央直属研实院的高级技术人的调查结果,早在10年前即参与火电行业防腐蚀材料的仲裁检验,最5年来更是多次应邀参加电力行业的设计方案、防腐蚀产品及防腐蚀工程招标等评审会,对火电行业防腐蚀现状有着深刻的体会,同时在心中也逐步积累起深深的忧虑本文的目的,是基于一个国有研究院防腐蚀技术人员的职业责任感,为降低火电厂的运行成本、提高安全性,向电力行业及相关机构提出个人建议,供电力行业有关人士参考。

3.1.湿法脱硫前

燃煤杋组排放的是未经脱硫的烟气,进入烟囱的烟气温度在125℃左右(出现事故时的短期烟气温度则可达150-180℃)。在此条件下,烟囱内壁处于干燥状态,烟气对烟囱内壁材料不直接产生腐蚀。加装湿法脱硫装置后,排放的烟气是经过处理后湿烟气。如果未经烟气换热器加热升温,进入烟囱的烟气温度在50±5℃,烟囱内壁有严重结露,沿筒壁有结露所产生的酸液流淌。酸液的温度在40-80℃时,对结构材料的腐蚀性特别强。以钢材为例,40-80℃时的腐蚀速度比在高温度时高出约3-8倍。

3.2.湿法脱硫后

3.2.1.当脱硫效率达到理论设计值95%时，烟囱内壁的酸性冷凝液的ph值为1.9-2.2属于强酢性状态。此时湿烟气对于不同材质的腐蚀速率为q235a钢的腐蚀速率高达159.54mm年-2000mm年；10 crmncuti不锈钢的腐蚀速率也高达23.9268mm/年。这一实际测试数据充分说明了此凝结液具有很强的腐蚀能力。对于混凝土烟囱在湿烟气状态下,当烟囱内壁稀硫酸的浓缩在中等状态时(此时硫酸的浓度为15%,最大浓缩浓度可达40%)对混凝土的腐蚀速率为对于c25混凝土的腐蚀速率为8mm/10天；对于c30混凝土的腐蚀速率为2.4mm/10天；对于c50混凝土的腐蚀速率为2.4mm/10天。

3.2.2.虽然在加装湿法烟气脱硫装置后,烟气中大约90%-95%的so被从烟气中脱除,但是由于在脱硫后的烟气中引入了大量的水并且将烟气温度降至50±5℃左右(国内电厂为了节省投资,基本上不加装ggh),因而使得脱硫后的烟气具有了很强的腐蚀性。

3.2.3.另外,根据从事防腐蚀材料及工程技术研究的专业技术人员透露，电厂在加装湿法脱硫装置时,由于未对烟囱內壁进行防腐蚀改造,结果只运行了大约不到5年时间,烟囱內壁即岀现了严重腐蚀,影响到发电机组的安全运行。最后不得不花费近重金重新进行烟囱结构加固处理,然后再进行內防腐施工。由此可见,排放湿法烟气烟囱防腐蚀的重要性以及不采取合适防腐蚀措施所带来的严重后果。

4.烟囱防腐中存在的部分主要问题的建议

基于目前电力行业防腐脱硫的规模，以及目前电力行业防腐蚀材料选材、招标的现状，建议采取如下措施:技术咨询mcyzff@163.com；网址www.mc-yzff.com

4.1.进一步完善烟囱防腐蚀设计相关规范标准

由电监会、中电联或者其他电力主管部门牵头，委托国内知名防腐蚀研究单位对湿法脱硫后烟囱的防腐蚀问题进行综合研究,确认加装湿法烟气脱硫装置后烟囱的腐蚀现状，并编制相关烟囱防腐蚀设计规程(目前已有的烟囱防腐蚀规程不能满足实际需要)，为今后的烟囱防腐蚀设计提供依据。

4.2.打破低价中标的恶性循环

由电监会、中电联或者其他电力主管部门牵头，改变目前电力行业多头进行防腐蚀材料评审的现状，委托国内知名防腐蚀研究单位对目前国内烟囱防腐蚀材料进行综合测试，对于性能合格的企业，由电监会、中电联或者其他电力主管部门统一颁发进入电力行业的行销许可证，无证企业将失去投标资格。

4.3.合理底价的原则

众所周知，一分钱一分货。基于合理性能价格比的原则，由电监会、中电联或者其他电力主管部门牵头，将目前电力行业在防腐蚀招标过程中一贯采用的低价中标的评标办法，改为在确保工程质量的前提下，采纳合理低价的投标方案。

4.4.补救措施

对于目前已出现渗漏、严重腐蚀的脱硫烟囱，建议委托有资格的检测单位进行烟囱结构的安全性检测、评估，并提出结构加固处理方案；然后委托有实际操作经验的防腐蚀研究单位提供设计方案，然后交由相关电厂执行。