UHPC材料在收尘设备防腐中的应用.pdf

-76-2023.No.101水泥厂收尘设备腐蚀问题产生的原因随着国家环保标准的不断提高及环保要求精细化，水泥厂环保设备的升级及脱硫脱硝设备的加入，在满足超低排放的同时也产生了一些新的问题。其中较为突出的就是收尘设备，尤其是窑尾收尘器的腐蚀问题，这主要是由多方面原因造成：（1）节能考量及工艺升级导致窑尾除尘器进气温度较低，再加上设备保温不好或者漏风率偏高，容易导致部分区域出现结露。（2）很多企业前期采用SNCR脱硝，而随着环保标准的提升主要通过增大喷氨量来实现达标，但却导致处理烟气中的氨含量超标，加剧腐蚀。（3）部分水泥窑存在协同处置固废的情况，导致烟气成分复杂。（4）部分水泥厂燃料或原料矿石中硫含量偏高。上述种种原因导致烟气成分中酸碱度失衡而导致各种腐蚀问题的产生。2常规防腐措施及缺陷按照金属腐蚀过程的机理，可以将其划分为化学腐蚀和电化学腐蚀。我们现阶段收尘设备防腐措施主要有：合理选材、介质处理、金属表面覆盖层、电化学保护、添加缓蚀剂等。诸如烟气接触部分选用不锈钢设备、烟气调质、喷涂有机涂料、喷涂富锌防腐漆等措施有一定的防腐效果，但也都有自己的缺点，如不锈钢价格过高，部分烟气调质困难，运行成本增加，涂料及防腐漆需经常更换维护等。3超高性能混凝土介绍我们在部分项目中接触并使用了一种新的防腐措施利用某品牌超高性能混凝土材料来进行防腐。这里简要进行介绍。超 高 性 能 混 凝 土（Ultra-High Performance Concrete，简称UHPC），它通过不同粒径颗粒以最佳比例形成最紧密堆积方式来实现结构合理化。通过选用优质原料并进行配料优化配比来实现最佳性能。通过适当的配筋使其力学性能接近钢结构。该材料具有优良的耐磨、抗爆性能，耐久性较常规混凝土更优，远优于钢材。同时，材料本身也具有较强的耐腐蚀性。介于材料的以上特性，我们在窑尾收尘器中使用该材料来作为一种新的防腐措施。4超高性能混凝土防腐施工方案根据除尘器结构的不同，我们分低箱和高箱两种施工方案。4.1低箱方案一个收尘器单元（净气室）由钢结构梁、柱构成整体框架。低箱方案施工布置见图1。（1）在净气箱侧部及中间隔板（如有）部位铺设UHPC工厂预制板，预制板连接处的竖向接缝及横向接缝位置，在后期浇筑UHPC材料形成湿接缝，同时可保证结构的整体性及气密性。（2）在净气箱顶部位置铺设UHPC工厂预制板，其中在喷吹管部位使用预制好的含圆形套管的UHPC板，其他部位使用常规预制板，同样在预制板和周围的钢梁接缝位置通过后期浇筑UHPC材料形成湿接缝，保证结构的整体性及气密性。（3）在底板部分范围处则采用现浇UHPC板的形式施工，为了保持一定的强度，在板内铺设钢筋网片，并将其通过栓钉焊接于底部钢板上。由上面的钢结构框架、UHPC预制板、UHPC含套管预制板、UHPC现浇底板及各种湿接缝共同组成一个完整的低箱收尘器单元。图2显示了具体的施工过程：（1）板块工厂预制；UHPC材料在收尘设备防腐中的应用徐浩伟（河南中材环保有限公司，河南平顶山467411）摘要：随着国家环保排放标准的提高及水泥厂环保工艺升级，窑尾收尘器腐蚀已经成为困扰广大水泥厂的一个突出问题。本文通过超高性能混凝土材料（UHPC）在窑尾收尘器上的应用实例，详细阐述了一种新的收尘器防腐方案。关键词：水泥生产线；窑尾收尘器；UHPC材料；设备防腐中图分类号：TQ172.688文献标志码：B文章编号：1002-9877（2023）10-0076-03DOI：10.13739/11-1899/tq.2023.10.0252023.No.10-77-徐浩伟：UHPC材料在收尘设备防腐中的应用（2）收尘器框架到位；（3）焊接次龙骨及栓钉；（4）预制板临时固定（焊接钢丝网与栓钉）；（5）地面预制板固定；（6）收尘器整体吊装到指定位置；（7）就位位置预制板固定；（8）净气室盖板加工配筋及固定（不规则处处理）；（9）湿接缝浇筑；（10）湿接缝收边浇筑；（11）脱模后检查；（12）覆膜养护。4.2高箱方案一个收尘器单元防腐重点（披屋）同样是由钢结构梁、柱构成整体框架。高箱方案施工布置见图3。栓钉M12（长度15，间距200）（余同）预埋及挂件（余同）湿浇拼接（余同）栓钉M12（长度15，间距200）（余同）80 100UHPC预制板（余同）钢柱（余同）湿浇拼接（余同）UHPC预制板（余同）钢柱（余同）80505080100100808050505425838上层梁顶标高钢柱预埋及挂件钢梁临时支撑槽钢钢屋板湿浇拼接2.5钢筋网片（间距50）钢筋网片遇板开洞处自动避开UHPC预制板2058805080湿浇拼接下层梁底标高图1低箱方案施工布置示例图2低箱方案主要施工步骤 板块工厂预制 收尘器框架到位 焊接次龙骨 焊接栓钉地面预制板固定 收尘器整体吊装就位 就位位置预制板固定 不规则处处理湿接缝浇筑 脱模后检查覆膜养护-78-2023.No.1025厚UHPC板HN200100槽钢120505现浇湿接缝20厚UHPC板1 208内为钢板HN200100槽钢120505图3高箱方案施工布置示例（一面）高箱方案的施工过程步骤与低箱方案大致相同，但由于该结构披屋单面面积比较大，而工厂预制板尺寸有限制，因此相比较低箱施工方案其在施工过程中增加了几个步骤。在原第一步UHPC板块工厂预制之后多了板块转接件安装和钢框架组装这两步工作，同时在湿接缝灌浆之后部分位置需要进行二次灌浆，这里就不再详细赘述整套施工过程。部分特殊施工步骤见图4。板块转接件安装湿接缝灌浆及二次灌浆钢框架组装图4高箱方案部分特殊施工步骤5实际案例及使用效果目前我们在重庆某水泥厂（高箱方案）及郴州某水泥厂（低箱方案）窑尾收尘器设备采用了UHPC材料防腐方案进行施工，经业主反馈，投入使用至今无论密封性、强度还是防腐程度均取得满意的效果。施工过程及完工效果见图5。图5项目施工过程及完工效果6方案优缺点分析优点：（1）利用材料本身的高强度特点，可代替原设备的钢板和加强筋组合结构，从根源上解决腐蚀的问题。（2）利用材料耐久性及抗腐蚀性强的特点，在使用中可提高产品寿命，降低维护成本。（3）施工方案对类似路线的防腐措施有一定的借鉴作用。（4）随着材料技术的发展，后期通过改良UHPC配方，可以解决用户不同的需要。缺点：（1）为了保证强度的要求，预制板厚度一般较厚（2030 mm），其重量较同强度钢板重，会增加设备下部结构及整体基础载荷要求。（2）由于施工过程中存在模板的加工及支模安装、湿缝灌浆、二次灌浆等较多现场工作，再加上混凝土需要一定的养护周期，导致现场施工周期较长，对于现场施工期较紧的项目适用性较差。7结束语随着新技术新材料的不断发展，新的防腐技术层出不穷。这种防腐工艺只是笔者接触防腐方案中的一种，自觉有一定的借鉴意义，在此抛砖引玉，望大家指正。（编辑乔彬）