碳鋼襯非金屬防腐材料在FGD工程中的應用
摘■要:本文介紹了(le)濕法(fa)煙氣脫硫(簡稱FGD)工(gong)程中,各系統(tong)的腐蝕環境及(ji)相應(ying)防腐材料的選擇原(yuan)則。同時,著重探(tan)討了(le)目前國內(nei)主流防腐材料—碳鋼襯橡膠和(he)玻璃鱗片的防腐特點和(he)施工(gong)安(an)裝要求。
1 引言
大型火電(dian)廠(chang)濕法煙(yan)氣(qi)(qi)脫硫(liu)裝置(以下(xia)簡稱FGD),從某種意義上講(jiang),相當于一(yi)個設(she)在(zai)電(dian)廠(chang)的(de)(de)(de)、不(bu)斷連續(xu)穩定運行的(de)(de)(de)小型化工(gong)廠(chang)。煙(yan)氣(qi)(qi)從砼(tong)煙(yan)道(dao)引(yin)入(ru)FGD系統(tong)后,分(fen)別流經入(ru)口(kou)(kou)檔(dang)板(ban)門、升壓風機、GGH(熱(re)端(duan))、吸收塔(ta)入(ru)口(kou)(kou)煙(yan)道(dao)、吸收塔(ta)本體、吸收塔(ta)出(chu)口(kou)(kou)煙(yan)道(dao)、GGH(冷端(duan))、出(chu)口(kou)(kou)檔(dang)板(ban)門、水平砼(tong)煙(yan)道(dao),然后經煙(yan)囪排入(ru)大氣(qi)(qi)。其間,煙(yan)氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)物(wu)理(li)、化學(xue)特(te)性(xing)會隨著不(bu)同的(de)(de)(de)流經區域,發生很大的(de)(de)(de)變化。而與之相接觸的(de)(de)(de)設(she)備(bei)、部(bu)件的(de)(de)(de)材料特(te)性(xing)也要作相應的(de)(de)(de)變化,否(fou)則這些設(she)備(bei)和部(bu)件在(zai)酸性(xing)環境中會被很快侵蝕掉(diao)。
在濕法煙氣(qi)脫(tuo)硫(liu)技術推(tui)廣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)早(zao)期(qi),人(ren)(ren)們(men)曾(ceng)預期(qi),煙氣(qi)脫(tuo)硫(liu)裝(zhuang)置內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)環境(jing)會比(bi)較溫和,所以(yi),曾(ceng)用(yong)裸(luo)露的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)鋼(gang)(gang)或(huo)(huo)低合金鋼(gang)(gang)作為建造(zao)材(cai)(cai)料(liao),但(dan)建成投(tou)運不(bu)久,就出現了嚴重的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)問題,這說明脫(tuo)硫(liu)運行中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)環境(jing)比(bi)人(ren)(ren)們(men)想(xiang)象的(de)(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)嚴重得多。過去25年來,人(ren)(ren)們(men)根據脫(tuo)硫(liu)工(gong)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實際情(qing)況(kuang)及效(xiao)能(neng)成本(ben)等(deng)因素,在FGD工(gong)程(cheng)中采(cai)(cai)取了各種防腐(fu)措施,如涂層碳(tan)鋼(gang)(gang)、非金屬材(cai)(cai)料(liao)、整體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和復(fu)合不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)等(deng)材(cai)(cai)料(liao),積累了一定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)FGD選(xuan)材(cai)(cai)經驗。從目前世界(jie)范圍(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)FGD選(xuan)材(cai)(cai)情(qing)況(kuang)來看,美國多采(cai)(cai)用(yong)整體或(huo)(huo)復(fu)合不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)料(liao),歐洲采(cai)(cai)用(yong)復(fu)合不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)或(huo)(huo)碳(tan)鋼(gang)(gang)襯(chen)膠材(cai)(cai)料(liao),而東亞如中國、日本(ben)、韓國等(deng)則采(cai)(cai)用(yong)碳(tan)鋼(gang)(gang)襯(chen)膠或(huo)(huo)碳(tan)鋼(gang)(gang)涂鱗片樹脂材(cai)(cai)料(liao)。
在FGD設計(ji)(ji)中,根據(ju)系統不(bu)同(tong)部位的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)環境(jing),選擇合適的(de)(de)(de)(de)(de)建造材(cai)料是FGD工程(cheng)能否連(lian)續、穩定運行的(de)(de)(de)(de)(de)關鍵(jian)。多年的(de)(de)(de)(de)(de)工程(cheng)實踐(jian)證明,濕法煙(yan)氣脫硫過程(cheng)中產生的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)環境(jing)是十分(fen)嚴(yan)重的(de)(de)(de)(de)(de),如材(cai)料選擇不(bu)當(dang),會被很快侵(qin)蝕(shi)掉。而高抗蝕(shi)性材(cai)料,雖一次性投(tou)(tou)資會非(fei)常高,但可降(jiang)低(di)脫硫裝置(zhi)(zhi)投(tou)(tou)運后的(de)(de)(de)(de)(de)維護費(fei)用和因(yin)脫硫裝置(zhi)(zhi)停運引起的(de)(de)(de)(de)(de)其他間接(jie)費(fei)用。所以,防腐問題會直接(jie)影響工程(cheng)造價、設備使用壽(shou)命、停運檢(jian)修(xiu)費(fei)用和檢(jian)修(xiu)難易程(cheng)度,設計(ji)(ji)時務必通過效能成本核(he)算(suan)并結合電廠主體(ti)工程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)設計(ji)(ji)選材(cai)要求、FGD系統的(de)(de)(de)(de)(de)工藝流程(cheng)、參數設定及整體(ti)設計(ji)(ji)壽(shou)命等因(yin)素(su)綜合進行考慮。
據(ju)對煙(yan)(yan)氣脫硫工(gong)(gong)程中材料(liao)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)案例的(de)(de)調查,排除特殊的(de)(de)影響因(yin)(yin)素,失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)原因(yin)(yin)大致(zhi)可分為以下(xia)幾(ji)類:(1)約64%的(de)(de)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)原因(yin)(yin)是(shi)由(you)(you)于材料(liao)選(xuan)擇不(bu)當和設計(ji)、建造(zao)、運(yun)行(xing)及質(zhi)量管理不(bu)當等造(zao)成(cheng)(cheng)的(de)(de);(2)14.3%的(de)(de)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)原因(yin)(yin)是(shi)業主(zhu)為了(le)節省(sheng)運(yun)行(xing)成(cheng)(cheng)本,在運(yun)行(xing)時(shi)任意改變煙(yan)(yan)氣脫硫工(gong)(gong)藝流程,致(zhi)使(shi)(shi)建造(zao)材料(liao)超(chao)出運(yun)行(xing)工(gong)(gong)況的(de)(de)使(shi)(shi)用限度(du)造(zao)成(cheng)(cheng)的(de)(de)。最(zui)常見的(de)(de)問題是(shi)運(yun)行(xing)人員限制廢(fei)水(shui)的(de)(de)排放(fang),導致(zhi)吸收塔內(nei)氯(lv)離(li)子含量過(guo)高,超(chao)過(guo)系(xi)統設計(ji)時(shi)的(de)(de)氯(lv)離(li)子設定值(zhi),使(shi)(shi)據(ju)此選(xuan)擇的(de)(de)材料(liao)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao);(3)約有(you)22%的(de)(de)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)原因(yin)(yin)是(shi)由(you)(you)于煙(yan)(yan)氣脫硫的(de)(de)工(gong)(gong)藝流程設計(ji)不(bu)當,致(zhi)使(shi)(shi)所選(xuan)用的(de)(de)材料(liao)不(bu)適應(ying)產生的(de)(de)工(gong)(gong)況。上述失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)原因(yin)(yin)不(bu)包括由(you)(you)于煤質(zhi)超(chao)出設計(ji)值(zhi)引起的(de)(de)材料(liao)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)以及設計(ji)人員缺少(shao)材料(liao)選(xuan)擇的(de)(de)經(jing)驗引起的(de)(de)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)。
由此可見(jian),FGD系統建造(zao)(zao)(zao)材(cai)料(liao)的選擇(ze)與(yu)工藝(yi)流程(cheng)、運(yun)行(xing)參(can)數、工程(cheng)造(zao)(zao)(zao)價、使用壽命及運(yun)行(xing)維護等(deng)密切相關(guan)。只(zhi)要通(tong)過良好的工藝(yi)設(she)計(ji)、適當(dang)的選材(cai)、合理的電廠運(yun)行(xing),至少(shao)2/3的材(cai)料(liao)失效(xiao)問題是可以(yi)避免的。所以(yi),FGD工程(cheng)的長期連續穩定運(yun)行(xing),不僅與(yu)工藝(yi)系統的合理設(she)計(ji)有關(guan),而且與(yu)建造(zao)(zao)(zao)材(cai)料(liao)的合理選擇(ze)也(ye)有十分重要的關(guan)系。

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