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国内烟囱设计过程中需要考虑的因素

来源:钛板,钛棒,钛管,钛丝,钛设备,钛合金,钛材 发布时间:2015-7-1 14:16:19
目前国内大部分火力发电厂工程,由于工程优化和降低成本的原因,都希望在满足环保要求的情况下湿法脱硫系统不设烟气加热系统GGH,这就为钛钢复合板材料在烟囱钢内筒中的应用提供了机会。采用钢复合板材料后的烟囱造价应与原有的烟囱造价及烟气加热系统GGH的造价之和进行比较,单纯地比较钛钢复合板材料烟囱造价和其它材料的烟囱造价是不能完全反映实践情况的。因为,不设烟气加热系统GGH后,烟囱的腐蚀性更加恶劣,钢质材料不能满足要求。
 
国内采用的烟气脱硫处理通常是选用石灰石湿法脱硫处理方案;依据各个工程环境条件的不同,有的设置了烟气加热系统GGH,有的不设。[宝鸡力航钛业]www.hvw00.com通常进行湿法脱硫处理后的烟气,水气含量都很高,湿度大,温度低,易于出现烟气结露现象。烟气中的水气结露后形成的水滴水雾。同时烟气中还含有氟化氢和氯化物等强腐蚀性物质,溶解于水雾之中形成腐蚀强度高、渗透性强、且较难防范的低温高湿稀酸型烟气,对烟囱腐蚀严重。湿法脱硫工艺对烟气中的SO2脱除效率很高,但对造成烟气腐蚀主要成分的SO3脱除效率不高,约20%左右,因此,又增加了硫酸气蚀介质,故烟气脱硫后,对烟囱的腐蚀隐患并未消除;相反,脱硫后的烟气状况(低温、高湿等)可能使腐蚀状况进一步加剧,而对不设烟气加热系统GGH的脱硫系统,烟囱内的腐蚀环境则更加恶劣。 
 
由于国内脱硫烟囱历史较短,专项的腐蚀调查研究资料很少,经验也不多,并且国内烟囱设计标准中对脱硫处理的烟囱防腐设计尚无明确说明。因此,对于脱硫后烟气对烟囱结构的腐蚀性分析我们主要是借鉴国外的资料。
(1)烟气冷凝物中氯化物或氟化物的存在将很大提高腐蚀程度,在20℃和1个标准大气压下,氟化氢(300mg/m3)、氯元素(1300mg/m3)和氯化氢(1300mg/m3)的重量浓度超过0.025%、0.1%和0.1%时,腐蚀等级(化学荷载)为高级。
(2)处于烟气脱硫系统下游的浓缩或饱和烟气条件通常被视为高腐蚀等级(化学荷载)。
(3)含有硫磺氧化物的烟气腐蚀等级(化学荷载)按SO3的含量值确定;凝结过程中SO3离子与水蒸气结合成为硫酸,对烟囱进行腐蚀。
(4)亚硫酸的露点温度取决于烟气中SO3浓度,一般约为65℃,稍高于水的露点。燃煤中如含有污染,则在同样的温度下还会有像盐酸、硝酸等其它酸液。 
(5)尽管在烟气脱硫效应(FGD)过程中已除去了大部分的氧化硫,但在净化装置下游,随着氧化硫含量的减少,烟气的湿度会增大,且温度会降低,当温度低于80℃时,烟气浓缩成酸液。
(6)烟气中的氯离子遇到水蒸汽便形成氯酸,它的化合温度约为60℃,当低于氯酸露点温度时,就会产生严重的腐蚀,即使是氯化物很少也会造成严重腐蚀。
燃煤电厂排出的烟气虽然在脱硫过程中能除去大部分的氧化硫,但经脱硫后,烟气湿度增大,温度降低,使烟气中单位体积的稀释硫酸含量相应增加,其烟气通常被视为“高”化学腐蚀等级,即强腐蚀性烟气等级,因而烟囱应按强腐蚀性烟气等级来考虑烟囱结构的安全性设计。 从目前几个火电厂烟囱工程的技术经济比较看:采用钛钢复合板材料后的烟囱综合造价都比原有的烟囱造价及烟气加热系统GGH的造价之和要小,机组数量越多、单机容量越大,则采用钛钢复合板材料后节省的烟囱造价就越大。
 
按照国家标准《烟囱设计规范》GB50051-2002第10.2.2条和电力行业标准《火力发电厂土建结构设计技术规定》DL5022-93第7.4.4条的要求:当排放强腐蚀性烟气时,宜采用套筒式或多管式烟囱结构型式,且以钢内筒多管式烟囱为主。在满足环保要求的条件下,对不设烟气加热系统装置(GGH)的烟囱排烟筒宜选用抗渗密闭性好,整体性强,自重轻的钛钢复合板材料。钛钢复合板(1.2毫米厚钛板)是一种较合适的组合材料,也是国际烟囱设计标准推荐的防腐材料。它真正做到了结构强度(钢)、防腐(钛)双重效果。[宝鸡力航钛业]www.hvw00.com钢内筒烟囱从材料的抗渗密闭性来看,优于砖砌内筒材料。即把承重的钢筋混凝土外筒和排烟内筒分开,使外筒受力结构不与强腐蚀性烟气相接触。湿法脱硫烟囱属强腐蚀性烟气等级,其结构型式宜采用套筒或多管型式。对于钢内筒结构,在烟气湿法脱硫(无GGH装置)的情况下,国际工业烟囱协会(CICIND)在其发布的《钢烟囱标准规程 Model Code For Steel Chimneys》(1999年第1版)中建议采用普通碳钢板在其内侧(与烟气接触侧)增加一层非常薄的合金板或钛板的方法进行处理。
 
我厂材料、生产、制作和安装标准的配套支持
国内有配套完整的系列钛钢复合板材料生产、制作和安装标准,为其在脱硫烟囱中的使用打下了坚实的基础。
这些标准主要是: 
钛制焊接容器 JB/T 4745-2002
钛-钢复合板 GB 8547-87
钛及钛合金复合钢板焊接技术条件GB/T 13149-91
钛及钛合金板材 GB/T 3621-1994
钛及钛合金牌号和化学成分 GB/T 3620.1
钛及钛合金加工产品超声波探伤方法 GB/T 5193
钛及钛合金加工产品的包装、运输和储GB/T 8180 
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