宁东烟囱防腐调研研究报告.doc

APC杂化聚合结构层防腐技术调研汇报

一、序言
火力发电厂在采取湿法脱硫工艺（石灰石——石膏法脱硫、海水脱硫等）后，烟气对烟囱腐蚀问题显著突出，尤其是在不装GGH设备和有脱硫旁路湿法脱硫机组中，不管采取泡沫玻璃砖、泡沫玻化砖等砖砌体类防腐还是采取合金钢类钛钢板防腐，均出现了腐蚀问题。
在大唐发电集团对本集团内各电厂烟囱腐蚀情况做调查中，采取砌体防腐工艺一些电厂投运十二个月多就出现了酸液从混凝土外壳渗出现象。华能集团大连发电厂、上海石洞口第二电厂等采取发泡玻璃砖在6个月内就出现了烟囱腐蚀问题，最终被迫停机检修。采取钛钢板防腐福建后石电厂烟囱内筒已被腐蚀穿孔；普遍采取钛钢板烟囱防腐华润集团一些电厂，也已发觉钛板出现了轻微点腐蚀。
烟囱被腐蚀问题愈来愈突出，全国各发电集团开始重新审阅传统烟囱防腐技术方案。中国电力工程顾问集团企业对此在8月专门召开研讨会，并下发了《相关印发怒力发电厂脱硫烟囱防腐技术研讨会议纪要通知》，华电集团在铁岭发电厂召开1#、2#烟囱防腐方案研讨会、华能集团对钛板防腐性能委托兰州化学工业非金属材料和设备质量监督检验中心进行了检测。
不管烟囱是何种结构，一旦出现问题，势必造成停机检验或检修。在以上背景之下，我们经过暗访、咨询等形式针对中国电厂脱硫烟囱防腐现实状况进行了了解，并关键对APC杂化聚合体脱硫烟囱防腐技术进行了考查，现将此次调研工作取得结果汇报以下。
二、APC杂化聚合结构层防腐技术介绍
经过APC杂化聚合结构层防腐技术推广单位——大连顾德防腐工程技术人员介绍和在生产现场试验，现将APC杂化聚合结构层防腐技术介绍以下：
（一）技术起源
APC杂化聚合结构层是大连顾德防腐工程吸收美国聚合结构层材料（Polymer Coatings）技术,并和中国材料权威部门（中科院国家金属腐蚀控制工程技术研究中心）合作，研发一个能满足现在中国烟囱防腐新型GD-APC®杂化聚合结构层技术。该材料已经经过了中国玻璃钢质量检测中心、中国塑料质量检测中心性能检测（检测汇报见附件），且该材料已经过中国知识产权局发明专利审查，进入通知书发文阶段，专利号为10110089.9。
下图1、图2、图3、图4为该企业APC杂化聚合结构层防腐工艺示意图：

图1:高速烟区耐磨抗冲刷防腐APC杂化聚合结构层示意图

图2:烟囱主体及顶部APC杂化聚合结构层示意图

图3:烟道和烟囱连接部位APC杂化聚合结构层示意图

图4:牛腿伸缩缝APC杂化聚合结构层示意图
（二）技术特点和现场考证情况
1、强耐腐蚀性和柔韧性
APC杂化聚合材料是由不含羟基、酯基等微弱基团，经过醚键连接有机高分子化合物和无机材料杂化形成700多个交联环状立体空间结构材料。所以该材料含有很强抗腐蚀特点和柔韧性。
现场有一酸罐内长久浸泡着APC杂化聚合材料样品，酸罐内存放着盐酸、硝酸和硫酸混合液。
2、低吸水、高抗渗透性
采取致密杂化交联和表面封孔，和由非亲水性材料合成，所以该材料含有斥水性和抗渗透性，能够抵制酸液渗透破坏。
我们在现场将水洒在材料面上，水自然形成水珠，含有显著不相容特点。
3、强度高、抗冲刷
因为结构层内使用了玻璃纤维和碳纤维等材料，增强了结构强度和柔韧性。同时高分子有机材料使用，使其含有钢化玻璃般耐磨性。
我们对材料进行踩踏，使其往返弯曲，未发觉任何破损之处。用刀具等利器试图从结合面处刨开，均未成功。说明该材料和钢基体有很强粘结强度，本身含有很强柔韧性和硬度。
4、耐高温和抗温变
APC杂化聚合结构层玻璃化温度高达200℃，在该温度下粘结强度仍能达10Mpa，这和醚键连接相关。耐200℃高温和抗猛烈温变能满足不一样温度环境下安全使用。
APC杂化聚合结构层及其它材料热膨胀系数：
结构材料
热膨胀系数（α1/℃-1）
备注
APC杂化聚合结构层
1.1×10-5

钢结构
1.0×10-5~1.2×10-5

砼结构
1.0×10-5~1.5×10-5

砖砌体
0.5×10-5~1.1×10-5

鳞片（胶泥）
2.0×10-5

在现场，我们使用电加热干燥炉加热至200℃数次，该材料没有出现软化现象，每次加热至200℃后立即取出又放入常温水中冷却，检验未发觉碳钢基体和该材料结合面有裂痕迹象，并用刀具从结合层处用力切，未能切开。表面洒水，仍然能够保持斥水特点。经过该试验，说明该材料在极热极冷环境下和钢基体含有相近线性膨胀特点，含有在200℃高温下保持性能不变特点。
5、阻燃性好
该材料中含有硼和硅元素，使其含有很好抗燃性。
在现场，我们使用打火机烧炙该材料，添加阻燃剂材料，在烧烤约7秒后，该材料只能显现有火星，火机移开后，火星立即能够熄灭。对没有添加阻燃剂材料，约4秒后出现火苗并开始燃烧，火机移开，火苗燃烧6秒后逐步熄灭。
6、抗老化性高
该材料能够长久在酸汽及液状态下保持性能不变，使用寿命可达25年以上。
7、整体性
该材料能够在钢结构、混凝土结构、砖砌体等上一次浇注成型，无接缝、无支撑。
8、施工和检修方便、可靠
施工是采取机械化一次喷铸，效率高，可常温固化。可进行局部检修，无搭接缝。
（三）权威机构检测
大连顾德防腐工程委托中国玻璃钢制品质量检测中心站和中国塑料制品质量检测中心站对APC杂化聚合结构材料进行了26项性能测试，部分试验汇报见附件《性能试验汇报复印件》。
（四）应用情况
依据大连顾德企业人员介绍，APC杂化聚合结构层同类产品在美国沙索Ⅱ电厂、美国ELKRAFT电力系统企业等国外17家企业脱硫烟囱和烟道上使用。在中国，现在在国华绥中发电厂、中电投抚顺热电（施家沟电厂）、辽电东方电厂有应用，类似产品在中石油抚顺石化洗涤剂厂、盘锦中际特种管材制造、沈阳鼓风机厂等8家石油化工企业有应用。下表为APC杂化聚合结构层及其同类产品在中国部分应用业绩。
序号
应用企业
安装部位/应用环境
使用时间
备注
1
神华集团国华绥中发电厂
脱硫烟囱

已经经过高温烟气试验。
2
中电投抚顺热电（施家沟电厂）
脱硫净烟道

已投入使用。
3
辽电东方电厂
脱硫原烟道

已投入使用。
4
中石油抚顺石化洗涤剂厂
反应釜、管道、容器

5
盘锦中际特种管材制造
采油管，介质压力10MPa，温度120℃-180℃

6
沈阳鼓风机厂
密封环，应用于石化行业风机上，介质温度150℃-200℃，有5%强氧化性酸汽和水汽，含SO2、HS。

7
链花山钎具企业
矿山开采钎具，介质温度70℃-220℃，有高浓度氯离子、SO2酸汽和矿物质。

高振动、高应力工况
8
中海油燃料油企业
减压蒸馏装置，介质为高浓度油汽，温度80℃-200℃，含环烷酸、SO2等酸液和酸汽

强腐蚀介质
（五）对部分使用企业咨询
我们前后到抚顺热电厂、绥中发电厂、盘锦中际特种管材制造向技术人员咨询APC防腐材料使用情况，现将咨询情况说明以下：
1、抚顺热电厂
抚顺热电厂（施家沟电厂）2台30万供热机组脱硫出口水平净烟道上使用了APC杂化聚合结构层防腐，据负责脱硫技术人员讲解，使用已快六个月，未发觉任何问题。到生产现场查看，在1#机水平主烟道进入烟囱段伸缩器法兰连接处有滴水现象，该处保温板已破损，地面上积有20cm左右冰台，是因为烟道内部水流出冰冻形成，冰台呈透明、无色状态，没有铁腐蚀产物浑浊锈红颜色，说明烟道内部还未发生腐蚀。
2、绥中发电厂
神华集团国华绥中发电厂#4机组为1000MW容量，脱硫为带旁路无GGH海水脱硫工艺，烟囱为混凝土外筒套悬挂式双内钢筒。
据该企业工程部主任介绍，防腐层施工质量也很关键。该厂#1机组、#2机组、#3机组烟囱均为发泡玻化砖粘附防腐层，由大连顾德施工安装。#1机组、#2机组已运行近2年，#3机组运行了1个多月，均未发生酸液渗流等腐蚀问题。签于大连顾德在烟囱施工中不盲目抢进度，对每人天天施工量进行严格控制，并使用实时视频监控系统进行全过程监控，全部视频资料均可追溯，有效确保了施工质量和进度，取得业主、监理好评,所以，经过国华集团教授评审，电厂试用了大连顾德推荐APC杂化聚合结构层防腐，对4#机烟囱水平主烟道入口至钢内筒第一个膨胀节（约39米长）进行了APC杂化聚合结构层防腐。假如使用效果良好，将在集团企业内推广使用。依据该主任介绍，该段防腐现在已完成通烟气试验，试验后业主单位、监理单位进行了具体检验，确定高温烟气经过后APC防腐层外观完好，无表面缺点。
3、盘锦中际特种管材制造
据该企业人员介绍，辽河油田油井中使用输油管道防腐，全部采取了从中科院购进APC杂化聚合体同类产品，设计寿命为以上，现在已使用了3年多，未发觉任何问题。该企业高工王某还介绍说，APC同类材料在石油系统上使用环境更为恶劣，并说钛钢类材料不含有防腐功效，她们以前在石化上用过，后经证实轻易被腐蚀，依据经验，关键原因为尤其不耐还原性弱酸，而且在120℃以上高温时，对硫酸溶液和高氟离子溶液耐腐蚀性能降低。
三、带脱硫旁路湿法脱硫工艺运行环境分析
现在湿法脱硫工艺通常分为加GGH和不加GGH两种，不加GGH时“湿烟囱”腐蚀问题较显著，但加GGH时也存在烟气腐蚀问题。因烟气中残余三氧化硫、二氧化硫、NOx和HF、HCL等在流经过程中遇冷凝结，在烟囱内壁结露成腐蚀性酸液，同时湿烟气排放时大多数在排烟筒内形成正压，加剧了腐蚀渗透，对烟囱造成腐蚀性危害。烟囱运行工况概述以下。
（一） 湿烟气工况
1、不加GGH时
不加GGH时，40℃～50℃湿烟气在流经过程中，烟气当中水蒸汽遇冷凝结，和烟气携带雾滴（烟气携带雾滴量最大可达75mg/m3），流经烟囱内表面结露成凝滴和凝结酸液。凝结酸液沿筒壁流淌，其酸性较强，通常为pH1.5～pH3.0混合酸液。但因为局部浓缩和正压环境，长久停留在烟道内酸液，充足溶解了酸性气体，使其pH更低，完全能达成强酸状态。因为烟气温度降低，和外界温差较小，烟气自拔力下降，这么烟囱内就形成了正压运行环境，使得含酸水溶液缓慢渗透到防腐材料内，破坏了防腐材料理化性能稳定性。这就是过去在没有安装脱硫设备或脱硫设备有GGH时，采取泡沫玻璃砖防腐还能安全运行，一旦安装了脱硫设备不装GGH设备时，泡沫玻璃砖防腐问题突出原因，当然也和泡沫玻璃砖防腐使用材料，尤其是安装质量有很大关系。
2、加GGH时
加GGH时，烟温通常在80℃左右，烟囱内壁通常有轻微结露，依据排放烟气成份等条件不一样，结露情况有一定改变。经GGH加热升温后烟气中大部分冷凝物蒸发，而小部分侵蚀性冷凝物保留了下来；这部分冷凝物硫酸含量很高，80℃左右温度和高硫酸含量相结合，结果是冷凝液析出量少而侵蚀性强。据资料，经过脱硫装置气体中关键物质SO3露点温度为150℃左右，这表明烟气在和烟囱内壁接触时极易结露，加GGH后即使显著降低了酸液析出量，但仍然不能避免烟囱腐蚀。
（二） 干烟气工况（走旁路工况）
未经脱硫烟气，进入烟囱烟气温度在120℃～160℃左右。在此条件下，烟囱内壁处于干燥状态，烟气中酸性气体对烟囱内壁材料仅产生气态腐蚀，腐蚀相当轻微，但对烟囱防腐层产生显著温度场突变，适成较大热应力和热应变。
（三） 混合工况
两炉（或多炉）共用排烟筒时，有一个炉排放干烟气，使进入烟囱混合烟气温度分布不均匀，处于半湿状态，结露液酸性较强、浓度高，温度又较烟气中水气饱和温度高，腐蚀性更强。
（四） 过渡工况（或突变工况）
脱硫运行中旁路挡板开启、关闭时，排放烟气温度由低到高发生突变或由高到低发生突变。
（五） 事故工况
在锅炉空气预热器事故等短时异常状态下，烟温在250℃左右，连续时间较短（约2-3分钟）。

四、我企业烟囱设计情况
水洞沟电厂脱硫烟囱防腐设计情况表
序号
项 目
填写内容
2
烟囱结构形式
2.1
烟囱设计关键参数
基础风压
50年一遇基础风压370Pa
抗震设防烈℃
7℃
建筑场地土类别
II类
2.2
烟囱高度
210m
2.3
烟囱内筒直径
9.6m
2.4
烟囱数量
1
内筒材料
2.5
烟囱结构形式
□单筒式 ■套筒式 □多管式
Q235B
2.6
每根烟囱对应几台锅炉
2台
3
烟气运行工况和烟囱防腐材料选择
3.1
烟气关键参数指标

项目
单位
设计煤种
煤质含硫量
%
1.2
FGD入口烟气量(标态湿烟气)
Nm3/s
713.15
FGD入口烟气量(标态干烟气)
Nm3/s
658.06
烟囱入口烟气量(标态湿烟气)
Nm3/s
747.36
FGD入口SO2浓度(干烟气)
mg/Nm3
3027
FGD入口SO3浓度(干烟气)
mg/Nm3
50
FGD出口SO2浓度(干烟气)
mg/Nm3
151
电除尘器入口烟气温度
℃
130
FGD工艺设计温度
℃
120
FGD最大温度(正常运行)
℃
160
FGD最大温度(温度波动)
℃
180
FGD入口设计温度
℃
120
FGD出口烟气温度
℃
50.4
烟囱入口温度
℃
50
烟囱出口温度
℃
40

烟囱内最高温度（直接走旁路时）
160℃

此温度连续时间
0.5h
3.2
GGH
没有设置
3.3
脱硫塔出口烟气酸露点温度
80℃
3.4
烟囱内烟气流速
20.66m/s
3.5
烟囱每日集液量
360T
3.6
脱硫塔到烟囱入口烟道长度
20m
3.7
其它影响腐蚀原因和数值
低温烟气中含有酸性液体
3.8
影响磨蚀原因和数值
低温烟气
3.9
烟囱内压力参数
0-50Pa
3.10
其它

3.11
设计防腐蚀材料选择
□钛合金 □镍基合金 □防腐涂料 □玻璃鳞片 ■发泡玻璃砖 □耐酸砖
□其它（ ）
3.12
防腐蚀方案设计寿命
在定时维护条件设计使用50年
3.13
防腐蚀设计特点
1、钢内筒和钢内烟道内侧面均采取贴置一层泡沫防腐隔热玻璃砖方案。
2、玻璃砖厚50毫米,由和之配套粘胶膜粘贴在钢内筒和钢内烟道内侧壁上,各层玻璃砖接缝错位部署,砖缝及施工粘贴时基层处理和涂刷要求按玻璃砖产品使用说明书实施。
3、内衬玻璃砖考虑抗温度高低改变引发炸裂和抗烟气气流冲刷性能,具体技术要求是：密度≤0.35g/cm3,线性膨胀系数≤6.5×10-6/℃,导热系数≤0.084W/Mk(38℃);0.15W/Mk(204℃)，抗压强度≥1380KPa,抗折强度≥621KPa，吸湿0.2(限于表面潮湿),最高使用温度≥104℃。
4、胶粘剂技术要求：弹性（14天时）350%，粘接强度≥0.93MPa；剪切强度≥0.54MPa，拉伸强度≥1.0MPa，运行中硬化（抗老化）35～40年
5、玻璃砖底漆技术要求：≥粘稠度50（钢基表面），最高使用温度104℃。
3.14
防腐蚀材料供给商
中国品牌供给商
3.15
防腐材料单件(元/平米)
800(预算值)
3.16
防腐蚀方案施工单位
待定
3.17
防腐蚀材料关键技术指标
1、玻璃砖：密度≤0.35g/cm3,线性膨胀系数≤6.5×10-6/℃,导热系数≤0.084W/Mk(38℃);0.15W/Mk(204℃)，抗压强度≥1380KPa,抗折强度≥621KPa，吸湿0.2(限于表面潮湿),最高使用温度≥104℃。
2、胶粘剂：弹性（14天时）350%，粘接强度≥0.93MPa；剪切强度≥0.54MPa，拉伸强度≥1.0MPa，运行中硬化（抗老化）35～40年
3、玻璃砖底漆：≥粘稠度50（钢基表面），最高使用温度104℃。
4
防腐蚀方案一次性工程造价：预算额938万元，包含保温和油漆费用。

五、砖砌类烟囱防腐存在问题分析
华能大连电厂采取海水脱硫工艺，烟囱为传统单筒钢筋混凝土结构，烟囱防腐采取了发泡玻璃砖粘附工艺，但投入运行后仅2个月即发生了烟囱腐蚀问题，已进行了1次停机抢修。现在该厂正进行第二次改造性抢修，估计抢修面积达3000米2，抢修工期约50天。
现在全国类似华能大连电厂烟囱砖砌类防腐问题电厂已出现了很多家，经过多方了解，归咎其原因有以下方面：
1．泡沫玻璃砖、泡沫玻化砖不适适用于湿烟囱防腐，这是产生问题根本原因。正压运行湿烟囱使泡沫玻璃砖、泡沫玻化砖含有较高吸水率，这么渗透到粘结层酸液加剧了粘接剂老化速度，并深入破坏了粘结层基体，使其粘结强度降低，造成砖体脱落。而且因为砖体吸水，造成自重加大，也增加了脱落可能性。
2．泡沫玻璃砖、泡沫玻化砖等砖体及其粘结剂质量良莠不齐。从吸水率指标看，玻璃砖吸水率不高，但我们将口碑很好国产振申砖放入水中，不到1小时，自重显著增加，而且砖强度不够，用手一划或掰，均出现划痕和断裂。进口宾高德德砖也存在类似问题。在实际应用中，泡沫玻璃砖已出现开裂、脱落等情况。据分析，开裂是因为极冷极热时，热胀冷缩所致。
3．施工质量要求高，质量把关难度大。很多电厂发觉烟囱防腐出现质量问题后，全部或多或少将原因归咎到施工单位，这是因为砖砌体施工工艺决定。上万平米涂胶面积和数不清砖缝，均需要均匀、严密、一丝不苟去施工，任何一条砖缝未填胶或胶密实度不足，全部会埋下整片烟囱防腐被破坏隐患，这就叫“千里之堤，毁于蚁穴”。
六、钛板防腐存在问题分析
福建后石电厂钛板防腐烟囱出现了腐蚀穿孔问题，华润集团最早采取钛板防腐电厂也出现了点蚀问题。以上出现问题部位关键在焊缝处和划痕处。现将金属钛化合反应介绍以下：
◇ HF和氟化物
　　氟化氢气体在加热时和钛发生反应生成TiF4， 反应式为（1）；不含水氟化氢液体可在钛表面上生成一层致密四氟化钛膜，可预防HF浸入钛内部。氢氟酸是钛最强溶剂。即使是浓度为1%氢氟酸，也能和钛发生猛烈反应，见式（2）；无水氟化物及其水溶液在低温下不和钛发生反应，仅在高温下熔融氟化物和钛发生显著反应。
Ti＋4HF＝TiF4＋2H2＋135.0千卡 （1）
2Ti＋6HF＝2TiF3＋3H2 （2）
　　◇ HCl和氯化物
　　氯化氢气体能腐蚀金属钛，干燥氯化氢在>300℃时和钛反应生成TiCl4，见 式(3)；浓度<5%盐酸 在室温下不和钛反应，20%盐酸在常温下和钛发生反应生成紫色TiCl3，见式(4)；当温度升高时，即使稀盐酸也会腐蚀钛。多种无水氯化物，如镁、锰、铁、镍、铜、锌、汞、锡、钙、钠、钡和NH4离子及其水溶液，全部不和钛发生反应，钛在这些氯化物中含有很好稳定性。
Ti＋4HCl＝TiCl4＋2H2＋94.75千卡 (3)
2Ti＋6HCl＝TiCl3＋3H2 (4)
　　◇ 硫酸和硫化氢
　　钛和5%硫酸和钛有显著反应，在常温下，约40%硫酸对钛腐蚀速度最快，当浓度大于40%，达成60%时腐蚀速度反而变慢，80%又达成最快。加热稀酸或50%浓硫酸可和钛反应生成硫酸钛，见式（5）、（6），加热浓硫酸可被钛还原，生成SO2，见式（7）。常温下钛和硫化氢反应，在其表面生成一层保护膜，可阻止硫化氢和钛深入反应。但在高温下，硫化氢和钛反应析出氢，见式（8），粉末钛在600℃开始和硫化氢反应生成钛硫化物，在900℃时反应产物关键为TiS，1200℃时为Ti2S3。
Ti＋H2SO4＝TiSO4＋H2 (5)
2Ti＋3H2SO4＝Ti2(SO4)3＋3H2 (6)
2Ti＋6H2SO4＝Ti2(SO4)3＋3SO2＋6H2O＋202千卡 (7)
Ti＋H2S＝TiS＋H2＋70千卡 (8)
◇ 硝酸和王水
致密表面光滑钛对硝酸含有很好稳定性，这是因为硝酸能快速在钛表面生成一层牢靠氧化膜，不过表面粗糙，尤其是海绵钛或粉末钛，可和次、热稀硝酸发生反应，见式（9）、（10），高于70℃浓硝酸也可和钛发生反应，见式（11）；常温下，钛不和王水反应。温度高时，钛可和王水反应生成TiCl2。
3Ti＋4HNO3＋4H2O＝3H4TiO4＋4NO (9)
3Ti＋4HNO3＋H2O＝3H2TiO3＋4NO (10)
　　Ti＋8HNO3＝Ti(NO3)4＋4NO2＋4H2O (11)
　　总而言之，钛性质和温度及其存在形态、纯度有着极其亲密关系。致密金属钛在自然界中是相当稳定，不过，粉末钛在空气中可引发自燃。钛中杂质存在，显著影响钛物理、化学性能、机械性能和耐腐蚀性能。尤其是部分间隙杂质，它们能够使钛晶格发生畸变，而影响钛多种性能。常温下钛化学活性很小，能和氢氟酸等少数多个物质发生反应，但温度增加时钛活性快速增加，尤其是在高温下钛可和很多物质发生猛烈反应。钛冶炼过程通常全部在800℃以上高温下进行，所以必需在真空中或在惰性气氛保护下操作。
　　◇金属钛化学性质
　　金属钛在高温环境中还原能力极强，能和氧、碳、氮和其它很多元素化合，还能从部分金属氧化物（比如氧化铝）中夺取氧。常温下钛和氧气化合生成一层极薄致密氧化膜，这层氧化膜常温下不和绝大多数强酸、强碱反应，包含酸中之王——王水。它只和氢氟酸、热浓盐酸、浓硫酸反应，所以钛表现了抗腐蚀性。
从以上钛金属理化性能能够看出，钛金属抗腐蚀性是有条件，和接触介质化学成份、温度和本身氧化生成抗腐蚀钝化膜致密性和钛板纯度全部相关系。
在美国电力研究院_EPRI_湿烟囱设计导则中，推荐使用钛板，钛板防腐在美国电厂使用好，不一定在中国就能万无一失。美国发电厂烟囱所处烟气环境和中国电厂不完全一样，美国电厂钛板防腐安装质量和中国肯定也有区分。
据化学工业非金属材料和设备质量监督检验中心责任人介绍，华能集团将国产富泰品牌钛板样品送至该机构进行防腐性能检测，结果表明钛板仍存在显著腐蚀问题，并不适适用于高含硫煤种、石灰石-石膏湿法脱硫烟囱湿烟气工况，而我企业脱硫设计煤种含硫率在1.2％，在配煤不均情况下，原煤含硫率可达2.5％，烟气腐蚀工况会更恶劣，不宜应用钛板防腐。
七、多个方案技术经济对比
火电厂脱硫烟囱防腐设计方案技术经济对比表
序号
烟囱防腐材料
钛钢板
泡沫玻璃砖
APC杂化聚合结构层
1
防腐蚀方案设计寿命
设计使用50年
在定时维护条件下设计要求使用50年
设计使用50年
2
防腐蚀设计
特点
1、通常有两种方案：现场挂贴和爆炸复合。
2、现场挂贴时，钛板和碳钢没有焊接联接，但首先要在钛板端部做一个碳钢压条。压条加工有压接和铆接等方法。钛板和碳钢之间有空隙。
据查，台塑福建省漳州后石电厂采取日本钛板，到美国压接后，才运到现场安装。
3、爆炸复合时，钛板先在制造厂和碳钢完成爆炸复合。再到现场进行复合板焊接安装。焊接时钛板必需和碳钢分别焊接，严禁一次熔融焊接，不然焊缝处轻易腐蚀。
1、钢内筒和钢内烟道内侧面均采取贴置一层泡沫防腐隔热玻璃砖方案。
2、玻璃砖厚50毫米,由和之配套粘胶膜粘贴在钢内筒和钢内烟道内侧壁上,各层玻璃砖接缝错位部署,砖缝及施工粘贴时基层处理和涂刷要求按玻璃砖产品使用说明书实施。
3、内衬玻璃砖考虑抗温度高低改变引发炸裂和抗烟气气流冲刷性能,具体技术要求是：密度≤0.35g/cm3,线性膨胀系数≤6.5×10-6/℃,导热系数≤0.084W/Mk(38℃);
0.15W/Mk(204℃)，抗压强度≥1380KPa,抗折强度≥621KPa，吸湿0.2(限于表面潮湿),最高使用温度≥104℃。
1、钢内筒和钢内烟道内侧面整体喷铸APC杂化聚合结构层。
2、APC杂化聚合结构层厚3毫米,分为底层、杂化聚合层、面层（或耐磨层+面层），采取机械化整体喷铸工艺。
3、密度=1.23g/cm3、线性膨胀系数≤1.1×10-5/℃,剥离强度（和钢）≥10.6MPa,压缩强度≥41.6MPa,层间剪切强度≥8.57MPa吸湿0.0023,最高使用温度200℃、热变形温度≥200℃、邵氏硬度≥76、水蒸汽渗透系数≥3.4×10-15g.cm/(cm2.s.Pa)
。
3
防腐材料单价(元/平米)
3000(按1.5mm厚复合钛板计)
800
1600
4
防腐方案一次性工程造价（万元）
2280
938
1216
5
首次维修时间
120个月后
22个月后
120个月后
6
首次维修费用
（万元）
45.6
304
无偿维修
7
维修工期
20天
45天
10天
8
维修频率
5年
0.92年
5年
9
维修对机组影响
机组必需双停,在按非计划停机时天天少发电量2640万KWh。
按0.35元/度计,天天损失924万元,发电量累计损失1.848亿元。
机组必需双停,在非计划停机时天天少发电量2640万KWh。
按0.35元/度计,天天损失924万元,发电量累计损失4.158亿元。
机组必需双停,在非计划停机时天天少发电量2640万KWh。
按0.35元/度计,天天损失924万元,发电量累计损失0.924亿元。
10
施工条件
机组双停,烟囱冲洗后烘干通风。
机组双停,烟囱烘干通风,温度32摄氏度左右。
机组双停,烟囱通风。
11
检修难易度
钛钢板局部更换或修补，工艺难度较大。
发泡玻璃砖清理、更换、砌筑量大，工作量大。
检验防腐面，如有性状改变处、磨损减薄处需进行局部修补，检验需工期4天，局部修补施工需4天。
12
总评价
费用昂贵,可靠性高,工期长,仅用于钢内筒，且需同时设计、制造。
费用低廉,可靠性差,工期长,工艺适应性广。
费用适中,可靠性高,工期适中,工艺适应性广。

八、调研总结及提议
经过此次针对APC杂化聚合体防腐性能调研，我们取得以下认识：
1、 带旁路湿法脱硫机组烟囱已经不再是排烟装置了，电厂应把它定在一座“化工反应釜”来对待。
2、 带旁路湿法脱硫机组烟囱防腐技术方案选择标准：
A、 防腐界面应为完整一体，不存在酸液侵蚀施工漏洞；
B、 防腐层和基体应保持线型膨胀一致性；
C、 防腐材料含有吸水率低、强度高、耐磨性好特点；
D、 防腐材料和基体粘结强度高；
E、 防腐材料抗老化性能要好；
F、 防腐材料应适应极热和极冷猛烈改变；
G、 防腐材料应对任何可能存在烟气腐蚀成份含有抗腐蚀性；
H、 施工工艺成熟简单，可能存在人为质量问题可能性小。
3、 砖砌体类防腐工艺施工质量难以把握，防腐材料不适合湿法脱硫烟囱使用，难以确保20年以上使用寿命。
4、 钛板材料对烟气腐蚀介质抗腐蚀性有一定条件限制，并对施工质量要求高，不是“本质安全”防腐方案。
依据对APC杂化聚合体防腐层调研，和对两种主流防腐技术方案了解，根据湿法脱硫烟囱防腐技术方案选择要求，提议我厂一期工程烟囱采取APC杂化聚合体防腐层施工技术方案。

调研人：修立杰 汤自强
二〇一〇年三月四日

【附件】
1、部分电厂脱硫烟囱图片
2、西北电力设计院提供火力发电厂脱硫烟囱防腐技术研讨会材料：《火力发电厂新建工程湿法脱硫烟囱防腐防渗方案设计提议》
3、中国科学院国家金属腐蚀控制工程技术研究中心提供研究结果：《APC杂化聚合结构材料引进和创新应用研究》
4、大唐集团一部分电厂《火电厂脱硫烟囱防腐情况调查表》
5、《华能上海石洞口第二电厂#2烟囱钢内筒水平烟道入口处局部腐蚀及修复情况》
6、华能国际电力股份企业相关《脱硫烟囱建设及防腐蚀技术要求》审议稿
7、国家塑料制品质量监督检验中心相关GD-APC01杂化聚合结构层检测汇报
8、国家玻璃钢制品质量监督检验中心相关GD-APC01杂化聚合结构层检验汇报（两份）