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国内FGD装置中鳞片衬里防腐蚀失效原因初探(2)

北极星电力网技术频道    作者:王天堂 陆士平 杨华平   2008/5/27 17:16:13   


  
  2.2.3原材料:
  乙烯基树脂鳞片材料的原材料主要是乙烯基树脂、玻璃鳞片和一些功能性助剂,随着目前国内外的树脂合成技术发展,树脂的各项理化特性上没有差异,而就原材料方面的因素,结合目前一些防腐蚀失效工程项目的情况,影响材料特性的主要进鳞片与功能性助剂上,而目前随着一些工程项目承接过程中的竞争的加剧,一些脱硫公司和施工厂家竞相压价,所以造成最后的合同单价相当低,而一些材料厂家为了争取到材料供应合同,尽量的降低成本,一是通过采用劣质的鳞片来降低成本,不同工艺(吹制法、压制法)生产出来的鳞片,鳞片表面是否进行预处理等情况的差异,会使鳞片的成本判别差异较大,甚至一些厂家采用云母粉代替玻璃鳞片,利用这样的低成本所谓的鳞片制成的衬里材料的性能是可想而知的;二是鳞片表面是否进行预处理等工艺的差异,会使鳞片的成本差异较大;三是助剂,助剂在合成过程中的所用比例虽然相对较少,但是成本较高,但是是否采用助剂,或者是否采用高性能的助剂可能会导致最后鳞片衬里的特性。
  
  2.3FGD装置中的鳞片衬里设计技术方案
  作为一个重防腐蚀性质的工程而言,材料的本身特性是一个基础保障,但是如何运用高性能的衬里材料包括设计方案更是一个高要求的技术性工作,在玻璃鳞片衬里工程中,也发现了即使采用进口的材料,但最后工程防腐蚀失效或者是役期缩短的情况也时有发生,在排除施工因素外,工程设计方案的不足也是一个主要原因。在FGD装置中,最容易出现技术问题的吸收塔,笔者比较了许多公司的设计方案,发现各有差异,但一些公司提供的技术方案更多地是从成本方面考虑的,差异主要集中于对于鳞片耐磨结构层的差异,国内一些公司在耐磨处理上,会采用简单的玻璃钢复合鳞片结构(图3-1),就是在1-2mm的鳞片结构上再加衬1-2mm的玻璃钢结构,相当于FUCHEM-3或者是FUCHEM-6结构(材料造价相差100元/平米左右),而我们建议是以下结构(图3-2),而我们发现日本富士公司等技术资料也是采用后者的耐磨结构。
  
  
  
  而从技术分析,乙烯基鳞片材料的一个技术特点是与碳钢的热膨胀系数的相近;而玻璃钢的最大特点是整体性比较好,但是耐磨性等是其相对弱项;所以在鳞片表面加衬玻璃钢,根本不能起到很好的耐磨效果,就耐磨性而言,这样的结构还不如采用纯粹的鳞片加厚衬里结构(如采用3mm),而图3-2中的耐磨结构则是很好的结合各种材料的特性,具体技术说明如下:
  
  1》利用鳞片材料的耐热冲击特性,在接触钢结构基础的底层采用一定厚度的鳞片层,从而很好的避免由于可能出现的温度冲击而导致的脱层;
  
  2》内衬结构中增加耐磨胶浆层以提高衬层抗介质冲刷重度磨损能力和提高衬层抗热应力,耐磨胶浆层是采用乙烯基树脂与耐磨粉按一定比例混合调制而成。
  
  3》耐磨胶浆层中间复合1-2层玻璃钢层以提高磨胶浆层抗热应力开裂能力,这是利用了玻璃钢的整体性的特点。
  
  4》根据不同的耐温要求采用高温材料或者是底温材料,在吸收塔内,主要应用于塔底、支撑梁、烟气入口等部位。另外,在一些支撑梁处或者是设计阴阳角处(如图3-1的结构),一些厂家没有采取玻璃钢加强的形式,最后均可能导致防腐蚀的失效和使用年限的缩短。
  
  2.4工程施工
  在任何防腐蚀施工中,材料的性能只是其中的一环,施工质量的好坏很大程度上会最后决定防腐蚀工程的质量,在正确设计,合理选材的基础上,施工的好坏是最后决定防腐蚀工程质量的关键。我们的一些施工队伍许多以刷漆,做地坪等土建防腐蚀为主业,对于如FGD装置这样重要设备的防腐蚀施工要求,往往在技术、施工机械、检测手段上准备不足。我们发现在FGD装置的防腐蚀衬里失效的案例中,施工方面主要存在下列几种情况:
  
  1、表面喷砂质量不达标:FGD防腐蚀衬里的主要工艺均是在钢结构基础上进行衬里施工,所以表面喷砂除锈质量的好坏很大程度上决定了最后衬里结构的附着力,我们对国内众多的失效工程和局部出现脱落等情况的工程进行了详细的分析与总结,发现喷砂质量的隐患是最重的,大多数工程的质量均达不到Sa2.5级要求,在部分工程中出现局部脱层等情况,一些施工公司未采用高质量的砂(如铜矿砂等),或者采用河砂等代替,造成已喷表面达不到各种要求,包括粗糙度等,所以为了在实际工程应用中提高和确保防腐蚀效果,因此材料生产厂家的底涂的粘接性更为重要;或者喷砂时未按有关国家标准要求进行,如在高湿度环境中(如下雨天喷砂等)或者低温条件下,从而导致喷砂质量达不到要求;
  
  2、涂装施工间隔过长:由于各方面的原因造成施工间隔过长或长时间停工,在复工后,没有对已涂复的表面进行良好的处理就进行后续的工艺,造成涂层的剥离或分层,因为涂装间隔过长会影响附着力;
  
  3、不按材料的施工工艺要求,在环境温度低、湿度大而又没有采取保障措施的情况下赶工,鳞片材料的固化质量受到严重影响,给日后的使用带来了隐患。
  
  4、材料用量不足:恶性竞争必然带来2个后果,一是减低材质标准;二是用量下降或厚度的减薄。导致的后果是防腐蚀失效或服务年限的缩短。
  
  5、检测手段落后:许多施工单位连厚度检测仪、电火花检孔仪等基本的自检仪器都没有,势必自己放弃了质量的过程控制,而这是同“防腐蚀施工必须进行过程控制”的要求相违背的。
  
  3、综述
  
  在湿法烟气脱硫环保技术(FGD)被广泛应用于各大、中型火力发电厂,并成为国内火电厂烟气脱硫主导工艺技术的同时,我们同样也了解了湿法烟气脱硫装置具有腐蚀环境苛刻、防腐蚀工程量大、装置腐蚀维修困难等特点。从近几年一些运行的烟气脱硫装置发生防腐蚀鳞片衬里失效情况看,其原因是相当复杂的,但无论如何,但对这个行业的健康发展带来不利影响,有涉及到基础构件设计、防腐蚀构造设计,鳞片衬里的选材和合成、现场施工等诸方面的不足。针对防腐蚀鳞片衬里的失效形式,本文分析了原因,总结了经验,提出了解决对策。如果能对后继国内火力发电厂烟气脱硫装置的防腐蚀鳞片衬里的成功应用起到抛砖引玉作用,就达到本文的目的了。
  
  总之为了更好的规范这个行业的有序健康的发展,从FGD装置的设计开始,包括对材料供应商的选择、施工公司的选择和施工过程的质量控制均是相当重要的,只有作好对每一环节的有效的全面的质量控制,才能确保鳞片衬里在FGD装置中的长效防腐,从而确保FGD工程和装置的经济性、长效性和系统性。
  
  参考文献:
  1、王天堂,陆士平,VEGF鳞片泥在烟气脱硫装置中的应用,中国环保产业,2002,2:70-72。
  2、胡建民,中国火电厂二氧化硫排放与控制的现状及展望,见:中国环境科学学会编,第七届全国大气环境学术会议论文集,北京:1999,中国环境科学出版社,1999。
  3、Mitsrutakeshita,hermineSoud,FGDperformance&experienceoncoal-firedplants.London:IEACoalResearch58,1993,7。
  4、《火电厂脱硫后烟气条件、烟囱选型和防腐措施简述》,中国电力工程顾问集团华东电力设计院,2005年。
      5、Smigelski,Je.,andl.A.Maroti."designandOperationofawetprocessbasedFGDsystemwithourreheat."TenthsymposiumonFGD,Atlanta,Georgia,Noovember18-21,1986。
  6、上海富晨化工有限公司内部资料。 

来源:上海富晨化工有限公司
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