浅谈特高温烟道烟囱的防腐

第一篇：浅谈特高温烟道烟囱的防腐

浅谈特高温烟道/烟囱的防腐

前段时间答应过，欧阳会整理总结出来一篇关于特高温烟道烟囱防腐的文章出来。昨晚弄了两个小时，写出来点文字，供大家共勉。由于仅仅是作为坛友茶余饭后的讨论的话题，因此本人并未非常慎重得去查任何资料，引用任何文献，所写的文字全部是本人随性而作，难免会有语句不通顺，甚至错别字存在，请各位见谅。

烟道防腐，烟囱防腐，如果是经过脱硫之后，有旁路的话，烟道烟囱的温度其实并不高，这个在国内已经得到很好的解决了，经历了2000至今的发展，目前基本以乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥方案为主，当然也存在KPI、砖板内衬等方案，但在中低温以及一般的高温时，玻璃鳞片胶泥的方案已经被大家所认同，尽管不一定是最完美的解决方案，但从性价比，使用寿命等各方面综合来看，乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥内衬的方案确实是最佳选择。

国内做FC的工程公司正在越来越多得遇到一些更加棘手的问题：电厂原烟道/烟囱、锅炉原烟道/烟囱。这两者都是特高温，瞬间高温达200度以上，长期温度也有接近180度，并且基材有钢质的，也有混泥土砼基材的，在实际运行过程中，会时常出现温度时高时低，运行环境的温度骤变很厉害。

应该来讲，目前国内做这一行的工程公司很多，材料商也很多，提出来的方案五花八门，但是真正经历了五年以上的实际环境运行的成功案例，几乎没有。下面欧阳就目前国内防腐行业在该领域所提出来的方案一一分析其优缺点，供所需人士参考。

特高温烟道/烟囱的防腐方案，目前主流的有：乙烯基酯树脂（VER）玻璃鳞片胶泥、VER胶泥玻璃钢复合、VER胶泥勾缝砖板内衬（宾高德玻化砖、耐酸砖、耐酸陶瓷等）、耐酸KPI胶泥、KPI胶泥勾缝砖板内衬、OM涂料、钛合金哈氏合金等等合金方案。现在市场上已经开始有了一些新的方案，但是几乎没有案例，就是有的案例也运行不到两年：混元体方案、环硅聚合物金属杂化方案。

特高温烟道/烟囱的防腐方案设计，关键考虑点：防腐、抗渗、防脱落。防腐由材料本身材质的耐酸性，尤其是高温下的耐酸性决定的；抗渗主要有防腐的厚度，有机/无机成份的固化物的致密性决定的；防脱落主要是由施工质量、基材的处理好坏、防腐材料本身的耐温骤变性能高低以及防腐涂层的耐应力变化优劣决定的。

A 高温玻璃鳞片胶泥方案

这里指的是可以长期耐180度的高交联密度型的玻璃鳞片胶泥。

方案优点：耐酸性非常好、抗渗性能极好、施工方便、综合成本低、性价比高。

方案缺点（或称难点）：底漆的耐温性能要求同样达到耐180度级别，并且做到有一定柔韧性，这是目前乙烯基酯树脂行业较解决的问题；胶泥本身韧性不佳，容易发脆；尤其是在温度骤变下，胶泥底漆层与基材的粘结性能不佳，容易脱落，尤其是基材处理不足时更容易出问题；温度骤变时，局部应力引起的应力后续集中，这是较难解决的（该方案的耐应力变化不足）。以上几个缺点的根本原因在于：FC胶泥方案的最终防腐层固化后的线性膨胀系数与基材有差异，尤其是在特高温时，体现得尤为明显，高温下与基材的粘结性能不能很好得保证，乙烯基酯树脂中的极性键是羟基，还不足以完全象环氧键那样起到的粘结效果好，并且基材处理要求较高，而实际施工中，工程方的基材处理往往都是应付了事。

长期耐180度的胶泥方案很容易得到，如使用高交联密度型的酚醛型乙烯基酯树脂，辅以玻璃鳞片和其他助剂，就可制备出来这类型的胶泥。应该注意的是，这类型树脂的粘度一般都较大，制作胶泥时，加入过多的稀料苯乙烯，又会导致最终胶泥固化物发脆，耐温性能下降，因此在制备胶泥时，不可靠过多添加苯乙烯来满足操作工艺性，也不可一味靠减少玻璃鳞片等无机物的含量来达到工艺便利性，应该是两者结合，最终胶泥的树脂含量较之一般的VER胶泥的树脂含量要高一些，只要能满足现场施工，就尽量不要多添加苯乙烯单体。高温底漆，并且具备一定柔韧性，目前在国内能提供这样底漆的厂家，完美解决这个问题的，几乎没有。目前市场绝大多数的做法是：把高交联密度型VER或者类似的树脂，添加丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯等其他极性较高，又能参与交联固化的稀料，制成底漆打底的，打底完一道后，再在底漆中添加少许粉料（多为石英粉之类）再上非常稀的胶泥一道，然后再上特高温胶泥中涂和面涂。也就是说，现行的做法是并没有去找专门的底漆，而是拿耐高温的乙烯基树脂，极性单体稀释后直接作为底漆来用。

当然现在国内已经出现了一种有机硅复合耐高温的乙烯基树脂的底漆了，目前基本上上还是停留在各公司研发实验室中试中，在实际中并未得到大量应用。有机硅树脂的引入，会大大提高底漆的耐温级别。聚氨酯改性耐高温乙烯基树脂底漆，也已经有了新的尝试，但至今还没有看到案例中成熟的应用。

为了降低耐特高温的乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥的现行膨胀系数，做到更佳接近基材，同时又能很好得提高胶泥本身的韧性和耐冲击性能，有效地防止温度骤变过程中的脱落和耐应力变化的不足，目前市场上一些人已经开始尝试并使用一些改性剂对现行的VER胶泥进行改性，主要方向有：

1、添加热塑性高分子塑料的粉末，比如PET、PP、PE、ABS这些，这些东西在胶泥中起到低收缩剂的作用，降低收缩的同时，提高了整个胶泥涂层的韧性，从另一个侧面来改善涂层的耐温骤变耐应力变化不足容易脱落的问题（一些原来做涂料的现在也做VER玻璃鳞片胶泥的厂家正在朝这个方向努力，并且已经市场化，欧阳已经见过这方面的厂家工程师）；

2、添加一些有机硅类特耐高温的物质或助剂，提高整体胶泥涂层的耐温级别（欧阳也已经见过这方面的厂家工程师）；

3、添加现行膨胀系数更小的鳞片或其他物质（如金属鳞片）到胶泥中去，使得最终的涂层的硬度强度提高更多，涂层的现行膨胀系数更加接近无机或金属基材，也能从另一个侧面来改善涂层的耐温骤变耐应力变化不足容易脱落的问题。以上三种方法在国内已经有不少人在实际案例中使用了。

B VER玻璃鳞片胶泥+FRP玻璃钢的复合方案

这也是目前使用较多的一种方案，在国外，尤其是日本，已经比较认可的特耐高温的方案。

该方案相比纯的胶泥方案的优点在于：胶泥底下做了FRP的隔离层，在有条件下情况，甚至可以做碳纤维的玻璃钢隔离层（1~2mm），可以很好的起到胶泥和基材层的过度作用，整体强度和耐冲击都会大大提高，保证耐温、耐酸、抗渗的前提下，较A方案的耐温骤变和耐应力变化会有所改善，但严格来说也是治标不治本，其缺点也和上文提到的一样，如果要去做改善，其方法和原理也和上文一样。

C VER胶泥勾缝砖板内衬（宾高德泡沫玻化砖、耐酸砖、耐酸陶瓷等）

砖板内衬的方案可以说是国内做得也较多的方案之一，尤其是在盐城地区的高空防腐类工程公司，他们的方案很多都是这一类。

砖板衬里，本应是在超重腐蚀环境下，对耐温、承压、耐磨等都有特殊要求之时，才会用到，相比较玻璃钢内衬防腐、胶泥内衬防腐的成本更高。

砖板衬里的耐温性（尤其是耐温骤变性）、耐腐蚀、耐磨、承压、传热慢这些都是它的优点；韧性不足，抗冲击差，勾缝材料选择不当容易出现渗漏，隔离层粘结材料使用不当容易砖板脱落。

砖板衬里的主要原材料分两块：一是砖和板；二是粘结剂材料。

砖和板目前较常用的有：耐酸陶瓷材料（含各种尺寸规格的板和砖）、铸石板（以绿灰岩、玄武岩、工业矿渣等为原料的）、各种尺寸规格的耐酸砖、天然耐酸石材（主要是花岗岩）、热固性树脂浸渍石墨材料、水玻璃浸渍石墨材料。

当然在高温烟道使用，一般都是耐酸碳砖、耐酸工业陶瓷和宾高德泡沫玻化砖（这个在高温烟囱防腐中使用较多）。粘结材料这其中主要指的是胶泥，主要用于勾缝、挤缝、粘结的，有时也直接做隔离层用。主要有：水玻璃胶泥就是硅酸盐胶泥（KPI就是目前用得较多的，钾水玻璃性能更好）、酚醛胶泥（实际使用并不多）、呋喃胶泥（要和环氧打底配合使用）、环氧胶泥（高温烟道用一般都是有机硅改性的环氧树脂）、不饱和树脂胶泥（用的不少）、特耐高温的高交联密度型酚醛乙烯基酯树脂胶泥（用的最多）等。这里需要指出的是：粘结材料的选择和最终衬里应用环境有很大关系：耐温、耐酸、耐碱等，也和基材等其他因素有关：粘结强度、韧性、收缩余量等。除了考虑常温下的性能外，更多要考虑砖板衬里在高温下或者一定温度下（使用在一定温度或高温下那是肯定，否则干嘛用砖板衬里这么高成本的方案），粘结材料还能否保持的非常好的强度、韧性、耐酸碱腐蚀、抗渗透性能等。无论哪种胶泥，真空分散制备的胶泥一定会比现场随便搅合的胶泥质量好得多。

再谈一下关于隔离层的设置。胶泥在勾缝挤缝之外，往往还会继续做一隔离层。隔离层的选择是很有讲究的，要求传热快的话，多数都是采用金属材质来做隔离层的，成本很高；橡胶材料做隔离层也是很常见的；玻璃钢做隔离层那就更多了，粘结性好，树脂变化选择余地大。砖板衬里表面好似盖房子砌墙一样，实际上深究，还有很多需要注意的细节。尤其是拐角等一些非平面特殊情况的的铺砌，尤为要注意。

D 耐酸KPI胶泥

KPI胶泥主要成分是硅酸钾，辅以其他的无机成份配合而成的。优点是：耐有机溶剂，尤其是中低温的情况下优势明显、耐温性能好（添加钛白粉等一些粉料时，KPI胶泥的耐温可达600度以上，但这样高的温度下KPI胶泥和基材粘结性能也会很差）、单价低；缺点是：较FC胶泥、玻璃钢、砖板内衬的机械强度和粘结性能要差不少、耐酸性能较VER胶泥差、尤其是抗渗性能较FC玻璃鳞片胶泥差很多，当遇到湿的烟气那就更麻烦了（因此KPI胶泥要是使用的话，其施工厚度必须大于10mm）。

KPI胶泥方案，在低端防腐工程中前些年使用较多，现在已经越来越少了。采用KPI胶泥去做烟道防腐的，现在已经很少了，因为KPI胶泥固化后主要成份是无机的，因此该方案一定程度上解决了耐温性、耐温骤变性这方面的问题，但是它却不能很好解决防腐和抗渗这两个问题。

E KPI胶泥勾缝砖板内衬

这个方案，前些年出现在盐城和北京一些高空烟道烟囱防腐方案中，这些年已经很少用到了。和C方案相比，只是把VER胶泥切换成KPI胶泥了，尽管耐温解决了，但是同样是抗渗和防腐解决不了。C方案的其实就是早年KPI胶泥勾缝衍生而来的。

F OM涂料

OM涂料和乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥（FC的一种）的一些区别： 成分差别：OM纯有机的，VER－FC为有机-无机复合的；固化后，VER－FC的热胀冷缩比例系数（线性膨胀系数）相比纯有机成分的OM涂料更接近基材（耐火砖、砖、金属基材），这决定了以下很多方面性能；与砖的粘结能力差别：VER－FC较OM好很多；

与金属基材粘结能力：VER－FC较OM好很多；

尤其是在周期性的高温-低温变化之后，粘结能力的差别体现得更加明显。FC有效防腐厚度较OM厚不少，成本也要高不少。OM在2005前，在国内的烟道和烟囱内防腐用得较多，自2005年以来，尤其是西格里武汉、日本靖江王子这些企业把VER－FC技术引入中国电厂湿法脱硫之后，OM的使用就越来越少了，VER－FC的应用案例越来越多，并不是说VER－FC没有出问题的案例，也有，但是相对来说，目前市场上甲方和工程单位更加容易接受的是VER－FC或者VER－FC深加工的方案（砖板内衬VER－FC胶泥勾缝就是深加工的一类应用方式）。耐温和耐温骤变，VER－FC远优于OM；抗渗性方面，VER－FC远超OM；耐磨耐冲刷方面，VER－FC远超OM。

烟道防腐需要考虑到：1 耐酸、2 抗渗、3 耐温、4 与基材的粘结性、5 耐磨性、6 耐温骤变和耐应力变化。OM几乎以上哪一个都不能很好的解决，因此OM几乎已经退出了烟道烟囱重防腐领域了。

高温烟囱，要是FGD不运行的话，直接跑到烟囱里面去，温度就会很高，尤其是入口温度可能会高达200度以上（此时当然也就是干的气体了）。这种情况下，OM更不能解决以上的几个关键点问题了，尤其是金属内筒烟囱。

高温烟道和烟囱，目前市场厂使用最多的方案还是：玻璃鳞片胶泥、玻璃鳞片胶泥FRP复合、玻璃鳞片胶泥勾缝砖板内衬这三个方案。这三个方案的最大的优点都在于重防腐、绝对耐温性能好、抗渗性能好。如果在高低温变化频率不是很大，温度骤变不厉害应力变化不厉害（超高烟囱摇摆会导致严重的应力集中）的场合，可以说乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥是一个较为完美的方案。但是在遇到上述特殊苛刻情况下，即使你再在玻璃鳞片胶泥中去添加什么热塑性改性剂、有机硅添加物、金属鳞片或者其他什么的碳纤维补强层等等，也是治标不治本，只能少许改善，这种情况下，这两个方案也并非完美啊。

最近国内出现了两个比较新的对应以上应力、温度频繁变化的超高温湿烟气的环境的防腐方案（可能大家已经听说了）：混元体防腐、杂化聚合物防腐。先谈前者。这两个方案目前在实际案例中应用时间都太短，因此只能说拿出来讨论而已。

G 混元体方案

混元体：广州佛山一厂家开创的叫法，应该说很贴切。关于什么是混元体结构，到他们的网站上一看就知道。混元体的原理是：

砼基：

第一道：渗透到砼基体中去的，兴鲁自己称为还原剂，叫什么，无关紧要，分析一下他们的主体材料：低分子量环氧+活性稀释剂+T31类的环氧常温固化剂。环氧树脂可能还有水性的类别，因为他们资料上宣称能够湿基材乃至水下施工； 第二道：补强层。环氧（为主）+有机硅耐高温树脂+石蜡+固化剂； 第三道：修复层。环氧+活性稀释剂+石英粉+T31类固化；

第四道：增韧层。环氧树脂+聚硅氧烷助剂+脂肪族环氧固化剂+稀释剂；

第五道：釉面层。经过聚合的植物油（为主）的一类树脂+固化剂+非活性稀释剂（如苯、二甲苯、酯类、醇类）。其中第四道可以使用纤维布增强。对这个方案关键点的疑问在于：

1）渗到基材中去的应该是活性稀释剂，而上面的是非活性的，这也是最终他只能做到1.5mm厚度以下的主要原因；上面耐腐蚀涂层采用过多活性稀释剂，会导致最终的环氧涂层耐热、耐腐蚀等都会下降。

2）保证能渗到基材中去，势必渗进去的东西分子量非常小，粘度非常小，且能够在基材中反应，将基材更加牢固得粘合在一起。不加活性稀释剂，是不可能做到渗透性那么好的，粘度势必会很大，环氧树脂采用E51或类似品的可能性更大，粘结性更好。当然也可以采用含有环氧键的其他有几类化合物，分子量会更小，但是粘结性和固化操作性，并不易控制。3）补强层采用树脂，添加有机硅树脂了，耐热可以提高。4）修复层添加了石英粉之类的无机物，好使胶泥中的玻璃鳞片；

5）增韧层应该是主体防腐层（尽管他们的资料称从渗进去的基材能就起到耐腐蚀作用，但实际上里面加了那么多的稀释剂，主体树脂又是环氧，耐热和耐腐蚀是不可能做到那么优异的）； 混元体方案的可取之处在于：

1）在基材和防腐层间，确实借鉴目前地面防腐工程的原理，做了渗透这一层，这种做法和目前一些做地坪的工程公司，对一些水沙比太大，混泥土基材起砂，不奴实的情况下，用一些所谓的混泥土基材修复剂去处理基材的原理是一样的，这样做确实基材的质量会更佳； 2）再去做修复层和补强层，其实原理和做地面工程的刮腻子类似，目的都是为了在防腐层和基材间建立一个具有更加过渡性的一层，增加与基材的粘合力；

3）渗进去的东西和原来的基材混合在一起，更牢固，同时和涂层间形成一个更厚的，行程更长的过渡层，这能更加嫁接基材和涂层这两个线性膨胀系数相差很大东西，这种过渡作用，更够在温度骤变和应力变化时，降低涂层和基材黏合不良的概率。

4）和目前的胶泥、砖板内衬、玻璃钢、OM、KPI等方案不同之处，混元体的方案，从另一个方向和侧面去试图解决最终防腐层和基材的脱落剥离问题，那就是他更加从基材处理上做文章（他们的还原层、修复层只是一种变相的基材处理，是广义的基材处理概念）。的确在目前的高温烟道的防腐中，施工公司很少这样渗进去进行基材处理的，一般都是喷砂打成粗糙面罢了，相比混元体方案，确实广义上来说，基材处理完全是两样的效果。混元体方案的问题点： 1）环氧树脂的使用品种，照这个方案的施工可行性来说，下面用的是当量小的，上面用的是当量大的，乃至是酚醛型环氧，乃至是高当量的多官能度的环氧。这样做，地面保证渗透，上面保证最终固化物层的硬度，强度以及抗渗性能。使用T31酚醛胺类固化剂，脂肪族固化剂进行固化，又是逐步聚合，交联密度如何能够得到很好的保证，最终固化物得的耐热、强度、耐腐蚀（尤其是高温耐强酸）并不能兼顾。加入有机硅树脂确实可以提高耐热，但是耐腐蚀也是做不到的。因此最终这个方案的实际动态耐腐蚀效果和耐热效果相比较VER的玻璃鳞片胶泥肯定会有所不足。

2）使用环氧，最终的基材粘结性能，整体耐冲击无疑是很好的，并且在和基材中间形成了一个过渡层，确实这个方案的耐冲击和应力应变，是该方案的最大优点。但是上面使用纤维布去增强，里面却有稀释剂，这样做，不是不可以但是要很薄，稀释剂不挥发出来，会严重影响最终的耐热耐腐蚀，挥发出来吧，也就是类似于二甲苯为溶剂的丙烯酸涂料的成膜机理一样，会存在一个湿膜厚度和干膜厚度。溶剂是不可能能全部挥发出来的，不像自由基固化一样，苯乙烯溶剂是可以参与交联反应的，这里的非活性稀释剂施工时没有挥发出来的部分，经过上面的釉面层封盖之后，在日后的高温情况下，势必还会膨胀或者引起诸如对环氧树脂进行溶胀效果的其他不良影响； 3）耐磨性能，釉面层，做得很光滑，不附着在上面，当然好，但是实际最终的耐腐的效果，更多是和防腐层的硬度有关系。为什么人们在有些情况下加硅微粉，相信不是白加的，硅微粉的存在一定有他的道理。但是这里如采用非活性稀释剂的话，加这些任何粉料、鳞片，都会大大影响稀释剂的溢出，只能采用连续装又有一定间隙的纤维布之类的材料了。

钢基材的混元体

基材处理时刷的底涂可以与铁锈去反应，形成一层隔膜层，这样以来喷砂除锈的工作可以省很多了。其他的增韧层和釉面层和上文一样。分析：

1）尽管树脂相比其他方案的韧性和耐冲击好很多，但是无机材料和金属材料之间的线性膨胀系数，也就是由于热胀冷缩导致的材料的收缩比率还是相差很多啊，况且方案里面含有稀释剂，因此仅仅靠有机物含量那么高的涂料去解决这个问题，很难。

2）韧性做得很好，里面甚至再加些热塑性的粉末材料，确实能够在温度、应力变化时，回忆性效果更好，但是是否能根本上解决问题，理论上也并不能完全说得通。

3）采用热固性树脂为环氧的话，就目前常用的环氧、不饱和、乙烯基、酚醛、呋喃、双马、三聚氰胺、聚氨酯、有机硅树脂、聚砜、热塑性聚合物（大部分的通用塑料、工程塑料含氟塑料）这些材料，按照成膜机理这样做，保证常温的耐腐蚀是可行的，但在高温下仅仅采用环氧树脂还是很难保证重防腐和耐温性兼顾的。

混元体思路的提出，非常好，至少可以给重防腐业界的人士提出一个新的值得更加考虑的方向：那就是关于重防腐能力、耐热能力之外，可以从广义的基材处理方向去考虑，在重防腐、耐热、耐温度骤变、耐冲击、耐应力这几点中寻找一个最佳的平衡，那就是重防腐技术工程师，工程方面的施工人员需要更加合作，互通有无，这样才能和谐。H 环硅聚合物杂化方案

也叫APC杂化聚合物涂层，它是有机—无机杂化聚合材料，是一种高交联密度的三维空间立体结构防腐蚀材料。

优点：耐温高、耐蚀性好、耐磨性好、柔韧性好、阻燃、做得厚的话抗渗性能也很好、耐温骤变好、耐应力变化好、耐老化较有机方案好（但较钛合金差）； 缺点：抗渗性能和工艺成本不能兼顾、与基材粘结性能有待提高、施工工艺与成本太昂贵。

目前APC杂化聚合物涂层在电厂烟道、烟囱中应用案例：美国有；国内没有。该方案的关键点：

1）有机物成分中，和通常的防腐涂层区别在于，一般的有机物成分，可以常温施工成型，大部分都含有羟基或者酯键，如环氧树脂，乙烯基酯树脂，酚醛树脂等。（当然不排除一些溶剂型的非转化型成膜型涂料，是不含有羟基和酯健的）。而杂化聚合物结构层中的主体有机成分几乎不含羟基和酯健，主要以醚键来连接众多的可参与交联或者聚合的官能团。这种环硅类的聚合物，目前在国内还只是停留在实验室在做（中科院在做），小批量生产，美国的APC公司的Chemline 784中使用的主体有机成分就是同种类型的材料； 2）该方案并未像混元体那种思路，而是更多借鉴与金属基材的广义基材处理的思路去解决的，把涂层的线性膨胀系数做得更小，乃至接近金属基材；

3）为达到2）中的效果，除有机成分外，这个方案中再添加了不锈钢鳞片、石英粉、碳化硅陶瓷粉、改性碳纤维（界面粘结性能较一般碳纤维好）、钛白粉等无机成分；

4）固化剂采用脂环胺和芳香族胺相结合，保证最终涂层结构的耐热和交联密度；

5）控制无机成分、固化剂、稀释剂等含量，可以做出来接近混泥土基材、砼基材、金属基材的不同涂层材料。关键优点：

1）从线性膨胀系数角度出发，把防腐层结构的热胀冷缩做成更加接近基材的热胀冷缩，这是思路是复合材料防腐（有机+无机）的根本，但是该方案在此基础上，做得更疯狂，胶泥中只是加了玻璃鳞片、粉料这些东西，而这个方案不仅把钛白粉、陶瓷粉、碳纤维引进来了，甚至还把金属鳞片引进来，尽管成本非常高，但是可以预见的是肯定有助于解决线性膨胀系数问题。目前常见的仅仅是加点金刚砂、石英砂等来降低整个结构层的线性膨胀系数，加金属鳞片的确实不多；

2）硼纤维、碳纤维的引入，增加成本是必然，但也是从降低整个涂层的线性膨胀系数出发的。可行性疑问：

1）溶剂型的，里面含有环己酮、醇类、甚至石油醚和萘类的溶剂，在成膜时挥发出来，遇到纤维布是可以的，遇到金属类鳞片应该也不难，但是遇到钛白粉，尤其是含量更大的陶瓷粉时，溶剂的挥发会受到影响，为什么不加玻璃鳞片，就是因为加了玻璃鳞片，溶剂的挥发更成问题；

2)金属鳞片的沉降，积聚，怎么去避免？

3）做得不厚的话，抗渗性怎么保证？要是每次至少做到5-10mm厚，那么成本得有多惊人？4）溶剂需要挥发出来，又要做厚，这样施工工法和间隔就是一个问题了；

5）为什么混元体不好做厚，就是因为溶剂的挥发问题（当然成本也是原因），那么这个方案又怎么保证做厚的同时，溶剂油绝大部分挥发出来呢；

6）环硅类聚合物，如chemline784，价格非常昂贵，又要做到5－10mm厚，因此这个方案的成本一定会高得惊人，要是真拿这么高的代价去做，又何尝不直接拿钛合金或者哈氏合金来做一次性投资呢？

I 钛合金内筒、喷涂钛合金、哈氏合金 这些方案的优点都是：同时解决了耐温、耐温骤变、耐应力变化、耐腐蚀（部分）；

缺点都是：成本昂贵。在欧美确实存在不少直接采用合金来制作特高温烟道和烟囱的，但是目前在国内，应该说还是屈指可数。钛合金在高温时的耐湿的酸雾性能不如哈氏合金，这点也是目前有些人已经不采用钛合金的原因。

欧阳本人，对金属材料了解甚少，不好造次，对于合金材料那就了解更少，因此不便在此多发表言论，希望做合金防腐的朋友看到这里能多多表达观点。

综上所述，怎么去同时解决重防腐、耐热、耐温度骤变、耐冲击、耐应力这些棘手的问题，之前的OM，KPI，涂料也好，还是现在市场上95%使用的乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥方案也好，还是混元体也好，都是能解决其中的某几个点，都不能很完美得全部解决。任何方案，都不可一下子完全否定掉，当然也不能完全就相信它是万能的，因此，欧阳建议甲方业主、工程技术方、材料供应商三方应该更多沟通，坐下来针对甲方实际运行的工况，去综合判断选材，并且对以上不同方案相互借鉴，尤其是借鉴广义基材处理以及把线性膨胀系数做得更接近基材的类似思路，将这些思路应用到现在的VER乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥方案中来，兴许能达到意想不到的效果，具体可以从以下方向尝试：

第一、广义的基材处理，混泥土基材需要在底漆上做文章，在渗透剂上做文章，在广义基材处理上做文章；

第二、把现有胶泥涂层固化后的线性膨胀系数做得更小，更加接近基材，可以在保证工艺可行性的前提下，在现有胶泥中适当添加：碳纤维、陶瓷粉、石英粉、金属鳞片等；

第三、把现有胶泥做得收缩更小，韧性耐冲击更好，可以在保证固化工艺可行性前提下，在现有胶泥中适当添加：热塑性塑料粉末等低收缩剂；

第四、把现有胶泥做得耐温更高，在保证耐腐蚀性能的前提下，使用高交联密度型特耐高温型乙烯基酯树脂，同时还可以考虑添加有机硅耐高温树脂或助剂，尤其是对于底漆树脂。

第二篇：高温烟道防腐新举措

高温烟道防腐新举措

（志盛刘工010-51213108）重防腐涂料是指能在相对苛刻腐蚀环境中长期应用，并保持很好的涂膜状态，比常规防腐涂料强的抗腐蚀性的涂料称之为重防腐。北京志盛威华化工有限公司，经过十几年的研究发展，多名的资深防腐科研人员，在北京和武汉有世界一流的防腐涂料实验室，开发的重防腐涂料技术水平和防腐技术延续深度已走国内前列，拥有多项核心专利。而且还针对性的成立材料研究院—北京志盛博卡节能技术研究院，专业研究节能技术科研研发，可以说是防腐科研技术雄厚

烟囱大部分是用金属或是耐火材料砌成，作用是拔火拔烟，排走火焰烟气，带走一部份热量，产生一部分腐蚀，并能改善燃烧条件。志盛威华烟气隔热保温、防腐涂料专家讲到，烟囱烟气气流和含尘酸滴会对烟囱内衬强烈冲刷磨蚀，pH值一般在1.7—2.5之间，最低可达到1.34。一般高温烟气中的二氧化硫、三氧化硫、氟化氢、氯化氢等酸性腐蚀性气体基本不会凝结成酸液对烟囱进行腐蚀。但是燃烧过程中从点火瞬间开始水分就开始受热蒸发使废气的水汽分压和H20不断升高，带着水汽的废气在穿过下层冷料时，由于与烧结混合料之间进行热交换，将热量的大部分传给冷料，而自身的温度不断降低，饱和蒸汽压PH20也随之下降，当水汽分压PH20大于饱和蒸汽压P’H20时，烟气中的水汽就开始在冷料表面上发生冷凝。水汽开始冷凝的温度叫做“露点”。过湿现象在烧结过程开始的头2～3分钟就发生了，过湿层的最大含水量为原始水分的120～135%，而不是象有人说的那样在全部烧结过程水汽冷凝在过湿带不断发生以至使下层烧结料的过湿水分会超过原始水分的好多倍。

烧结过程中水汽的冷凝并发生过湿现象，对于烧结料层的透气性是非常不利的。因为冷凝下来的水分充塞在混合料颗粒之间的孔隙中，产生严重烟气腐蚀，使气流通过的阻力大大增加，同时过湿现象会使料层下部已造好的不坚固的小球遭到破坏，甚至会出现泥浆，阻碍气体的通过，严重影响烧结过程。志盛威华烟气隔热保温、防腐涂料专家强调：低温烟气，排烟温度下降到酸露点以下，一般在180℃以下时，水平烟道和烟囱随时有凝酸生成，其内衬防腐的金属材料和耐酸砖等内衬会不断受到腐蚀。大量凝液形成混合稀酸液，对内衬腐蚀更加明显。烟气凝酸量为2—4吨/小时。烟气凝结酸液主要分布在水平烟道、烟囱积灰平台和烟囱内衬区域。烟囱本体的腐蚀主要烟囱防腐内衬损坏酸液渗透到烟囱本体或者是通过牛腿渗透到烟囱本体。水平烟道和积灰平台如没有良好的防腐和疏水装置，对水平烟道及烟囱积灰平台会造成很大的腐蚀。

要彻底解决烟囱隔热保温不好和烟气防腐难题，根据烟气的温度，改造方案有两种:

一、ZS-1隔热保温涂料+600℃烟气防腐涂料，二、ZS-1隔热保温+1200℃复合陶瓷耐高温防腐涂料两种方案。先涂刷北京志盛威华公司的ZS-1耐高温隔热保温涂料，改涂料选用的是800目以上的陶瓷空心微珠，打造涂料极低的导热系数，导热系数都只有0.03 W/m·K，采用志盛威华特制高温溶液，耐温可以达到1800℃，隔热保温率在90%以上，涂刷4-6毫米厚，再涂刷ZS-1041志盛威华烟气防腐涂料，志盛烟气防腐涂料以无机聚合物为主的互穿网络聚合物作为成膜物质，成膜性好，耐温可以达到600℃，附着力高。涂料颜料主要成分采用无机抗腐蚀材料，纳米硅微粉、碳化硅、氮化硼、细晶氧化铝、石墨、超细氧化锌、氧化钛等，制成金属陶瓷功能填料提高涂层的耐磨，防蚀性能。并且使用无机纤维，增强涂层的抗冲击性。配以适当的颜料、溶剂、助剂和加入耐磨增强剂。两种涂料结合来用，烟囱涂刷复合涂层，可以彻底解决600℃以下的烟囱耐高温隔热保温、防腐的难题。

如果烟气温度超过600℃，或是在火口处的隔热保温、防腐，也是先涂刷ZS-1耐高温隔热保温涂料，再涂刷ZS-822复合陶瓷耐高温防腐涂料，涂料主要成分是钇系稀土高纯微粉、复合α—陶瓷微粉、碳化硅等在封闭高温下分解再合成精细加工而成。ZS-822志盛防腐涂料耐温高，在高温下形成致密的陶瓷釉面，长期耐温可以达到1200℃，硬度可以达到7H，涂层光滑自洁，抗冲击，可以长期耐酸耐碱腐蚀，附着力强，防水防油，也可以耐住有机溶剂的腐蚀浸泡，它能耐住强溶剂和混合溶剂的长期浸泡，能耐住高浓度浓硫酸、浓盐酸的氧化腐蚀，能耐住强酸的氧化腐蚀，能耐住高温氯气的腐蚀，能耐住氢气腐蚀，能耐住高温海水腐蚀，能耐住金属钾离子腐蚀，也能耐住在1000℃高温下气体腐蚀，而且这种防腐涂料耐磨自洁性好，这种防腐涂料可以堪称目前世界上最强的防腐涂料。

烟囱耐高温涂料施工周期：10天（210-240M烟气烟囱烟道）。

2、钢烟囱烟道内侧防腐处理方案：

1、处理方法和程序：除锈后涂刷烟气防腐涂料3-5遍，总干膜厚度0.5—1.0mm。烟气烟囱烟道涂刷防腐涂料时要注意管道的通风干燥，如果需要隔热保温的化，在涂刷耐高温隔热保温涂料和玻璃网格布或是陶瓷绳。隔热保温涂料的施工周期是8天。

随着社会的发展，烟囱的隔热保温防腐问题已至关重要，已不是简单的耐低温、防腐，现在烟囱安全设计到人身安全，工业生产安全等一系列问题。志盛威华公司经过多年的研究开发的烟囱隔热保温、防腐涂料，技术水平已处在世界前列，使用效果特到的各户的一致好评。

第三篇：烟囱烟道喷雾除尘系统简介

烟囱烟道喷雾除尘系统简介

联系人：潭小姐 总 机：0514-86821473 电 话：0514-86821475 传 真：0514-86821477 邮 箱：info@boji.cn 地 址：江苏省江都市双仙北路388号

烟囱烟道喷雾除尘系统是专门开发的烟囱烟道非标冶金除尘设备，用于将烟囱烟道进口温度范围和进口流量范围的含尘蒸汽/烟气冷却到期望的一个出口温度范围内，分阶段捕捉烟气中的粉尘，达到除尘目的，有效地改善环境。

除尘泵站

喷雾除尘系统的降尘分成两步来实现，一是粗除尘，一是精除尘。首先采用大颗粒的螺旋喷枪向烟道中的蒸汽/烟气流喷水，除去蒸汽/烟气流中的大颗粒。经过粗除尘后，蒸汽/烟气流中主要存在较小颗粒的粉尘。此时，使用更小喷雾颗粒的喷枪，喷出微细颗粒，使粉尘长大，然后使用较大颗粒的喷枪，压住这些已经被水包住的粉尘，达到精除尘的目的。2 应用领域

烟囱烟道喷雾除尘系统用于冶金行业、医疗物及垃圾焚烧等领域。先后在宝钢集团上海浦东钢铁有限公司渣处理工程、上海固体废物处置中心二期工程焚烧车间、宁波钢铁有限公司炼钢厂等进行了应用。

除尘泵站三维立体示意图 3 性能特点

△结构简单，可利用现有设施和条件进行改造

△投资少、改造量少、施工难度低；且运行成本低，显著节能 △实行PLC自动控制，根据烟气量，烟气温度，动态控制水气 △对每组流量、压力的进行分组控制，实现生产优化，减少能耗 4 除尘能力

△粉尘捕捉能力强。采用对喷技术使得雾化颗粒细小且覆盖面大，水雾颗粒通过弹性碰撞使粉尘颗粒湿润、附聚而沉降下来,达到最大限度的降尘效果。

△为了更好地抑制粉尘上升扩散，系统考虑布置多组喷雾装置，喷嘴错位分布，确保粉尘抑制范围在90%左右,系统降尘效果在80%-90%。

△系统采用大口径的除尘喷枪，保证了喷嘴的使用性能，使得整个系统持续稳定的运行。

第四篇：旧烟囱防腐改造考虑的主要因素

一、旧烟囱防腐改造考虑的主要因素 玻璃鳞片防腐 烟囱OM涂料防腐 耐酸胶泥防腐方法

老机组采用湿法脱硫改造后，若不加GGH，湿烟气排放到烟囱，会在排烟囱筒内壁结露形成强腐蚀，原烟囱排烟筒设计时若没有考虑湿烟囱防腐设计构造，一定要在加脱硫工艺的同时，对原烟囱进行防腐改造。旧烟囱改造烟囱脱硫高空防腐、钢制烟囱脱硫高空防腐、烟囱脱硫防腐、烟囱高空防腐施工的基本要求，是当湿烟囱内壁出现的冷凝酸液时，排烟筒内衬在设计使用年限内不应受腐蚀而丧失结构安全，更不能由于内衬腐蚀受损后，冷凝酸液渗出到钢筋砼外筒壁，危及烟囱结构承载能力。钢筋砼外筒壁受腐蚀时，直接影响的是结构安全问题，排烟筒内衬受腐蚀是长期耐久性问题。烟囱OM涂料防腐 玻璃鳞片防腐 耐酸胶泥防腐

研究旧烟囱防腐改造时主要考虑以下因素。

1、旧烟囱改造后服务年限 烟囱OM涂料防腐 玻璃鳞片防腐 耐酸胶泥防腐

火力发电设备一般经济运行年限大约25年，设计使用年限一般35年。建筑结构设计使用年限50年。烟囱是发电机组运行的最后一个环节，由于目前环保标准的提高，烟囱逐渐被视为火力发电系统中的一个设备来对待。旧机组脱硫改造带来烟囱防腐改造问题。首先应明确改造后的机组还可能运行多少年，以此来决定烟囱防腐的标准和防腐设计寿命。预计还要运行30年的烟囱与可能运行10年的烟囱，排烟筒内衬防腐改造显然应区别对待，更不能简单按新建发电机组湿烟囱防腐设计标准来处理。

2、原来烟囱结构形式 烟囱OM涂料防腐 玻璃鳞片防腐 耐酸胶泥防腐

几年前我国非脱硫机组(包括脱硫后加GGH)配套烟囱一般还是单筒烟囱或套筒烟囱。原来的烟囱在设计时考虑了哪些防腐措施，哪些地方不能满足湿烟囱的要求？

单筒烟囱内壁有砖砌的或双滑后水泥砂浆沫面的。套筒烟囱的内筒有砖砌体的和钢的。在防腐改造前一定要查清础原烟囱内衬的结构形式。一般没有考虑湿烟囱的防腐要求，对于不同的内衬表面，选择适合的防腐材料。对于套筒烟囱，钢排烟筒内壁只要增加耐酸胶泥或涂料作为隔水层即可。

对于过去采用釉面耐酸砖砌的排烟筒，由于国内采购的耐酸砖吸水率在12-20%，远远不能解决湿烟囱防腐问题，则必须另增加隔水层和防腐层，或者拆除原内衬后，参考金竹山和湘潭电厂的经验重新由泡沫陶瓷砖砖筑。对于单筒烟囱不论内衬是砖砌或是双滑形成的砼表面都有必要采用2-3cm耐酸砂浆涂抹形成隔水隔气的防腐层。

3、排烟筒内壁清理 烟囱OM涂料防腐 玻璃鳞片防腐 耐酸胶泥防腐

一般为砖砌体，砂浆抹面和钢内筒。旧烟囱改造首先要清理内筒表面的积灰和缺陷，砖砌内衬由于表面不平，还有一些砖存在破损，必须采用喷砂或高压喷水清除干净，然后填补缺陷。若采用涂料防腐不可用水冲洗方法来清理，因为水冲洗后，内衬表面一定要凉干才能进行喷涂，这样施工时间会很长。

4、防腐改造费用 烟囱OM涂料防腐 玻璃鳞片防腐 耐酸胶泥防腐

旧的210-240M高度钢筋砼单筒烟囱在80年代每座工程造价一般1200-1400万元。90年代1600～1800万元，2000年以后2200～2500万元。如果防腐改造费用超过原工程造价25～30%，则改造的可能性就不合适了。这时，应该从脱硫改造的系统设中寻求合理的方案。例如，华能山东辛店电厂考虑原来的旧烟囱不改造，为排放旁路高温烟气使用，另建一个玻璃钢内筒的烟囱为排放脱硫后湿烟气专用。丽港电厂一期在42m高的脱硫塔顶上，建造一个总高度120米的防腐钢烟囱专门排放湿烟气，原烟囱也不用防腐改造，只为旁路烟气服务。两个发电厂经核算认为这种方案经济效果还比较好。

5、现场施工条件 烟囱OM涂料防腐 玻璃鳞片防腐 耐酸胶泥防腐

由于是生产改造，施工现场比较狭小。改造工程施工中，烟囱内部工程材料和机具的堆放、运输都会受到限制。如果在旧烟囱内加钢排筒时，应考虑钢内筒现场加工场地，烟囱内安装，焊接，吊装平台等实施条件。

6、适用的运行工况 烟囱OM涂料防腐 玻璃鳞片防腐 耐酸胶泥防腐

目前，很多运行的脱硫机组，烟气设有旁路，烟囱排烟的工况比较复杂，排烟筒防腐设计困难较大。业主一般提出防腐涂层应适用于脱硫工况（湿烟气，45-50℃）和非脱硫工况（干烟气，145℃）交替运行的条件。应保证在烟囱长期运行的145℃工作温度环境下膨胀可逆并能够保持良好的弹性；且短时间应能够承受180℃高温（每次半小时，每年3次）。很多有机材料为主的涂料是很难满足这些要求的。如果在近期能实现脱硫机组不设旁路，烟囱的烟气不出现混合排放，排烟筒防腐设计会简单一些。

7、工期安排

200～300MW机组一般是二台炉共一个烟囱，通过电力调度的计划安排二台炉同时停运大修时，才能进行烟囱内衬防腐改造，一般只能在45天以内完成全部改造工程。所以应该考虑冬季严寒和夏季多雨对防腐工程施工的影响，必要时在施工过程中供暖或加挡雨蓬。

8、防腐材料的性能和工程业绩

在烟囱防腐工程投标中往往会出现很多新型防腐材料，有的还是国外独资或合资的厂家。他们的防腐材料标准各持一家，性能及指标的试验方法和测试结果也不相同，提供的性能指标可比性很差。有些厂商提供的业绩主要反映国外工程，很难了解和核实。

一般来说粘贴泡沫玻璃或泡沫陶瓷砖工程价在800--1000元/m2，在新建的湿烟囱中比较合适。改性耐酸胶泥(500元/m2左右)适宜在砖内筒表面涂抹或喷涂。涂料(400元/m2左右)需要在内衬表面平整干燥的条件下喷涂才能保证附着强度，否则喷涂后会起泡、起鼓，甚至大面积脱落，出现“脱裤子”现象。同时对涂料还应注意它的耐温性能。

关于防腐材料的耐久性，目前都是以快速试验结果推算出来，但推算方法还不健全，理论也不成熟，现在市场推出的材料都没有经过工程实践的证明。如果招标书对防腐材料耐久性提的很高，比如说25年以上，根据都不太充分，生产厂家应标也很牵强，基本没有可信度。所以建设旧烟囱改造工程中的防腐材料耐久性一般按15年考虑比较现实，过15年后，经检查测试，若有必要可以再涂抹或喷刷一次，这样做从技术经济和可操作性上都比较合适。

其实，湿烟囱防腐的工程业绩，由于湿烟囱防腐这几年才开始，各个防腐公司都没有经实践考验的典型业绩。目前只能主要通过防腐材料的检测和评审来核实它的特点，所以我们建议不论国内外厂商推出的防腐材料，应该具有国内同行专家进行评审的意见。在国内有资质的、熟悉火力发电系统的测试研究单位，按统一的试验方法测实出的性能指标来进行评价。

烟囱防腐改造的几种适用方案烟囱OM涂料防腐 玻璃鳞片防腐 耐酸胶泥防腐

目前国内进入烟囱脱硫高空防腐、钢制烟囱脱硫高空防腐、烟囱脱硫防腐、烟囱高空防腐施工改造工程的防腐材料大约有20多种，但基本可以分为粘贴块材，玻璃钢衬砌、耐酸胶泥和涂料四大类。它们的主要成份是有机树脂和无机材料的组合，有机材料为主的耐温较差，无机材料为主的耐腐和耐温性能好，但粘接能力差、而且易出现裂纹。它们的组份配比会严重影响防腐材料的性能和耐久性。在旧烟囱防腐改造中应综合考虑。

第五篇：250米砼烟囱节能、环保、防腐技术分析

250米砼烟囱节能、环保、防腐技术分析

对新型烟囱技术特征和流场结构的分析认为:由于切向进气,烟气形成旋涡,流动阻力低于普通烟囱,压力损失减少,所以更节能;流场中心形成负压,水、雾等比尘粒小,但比空气大(重)的轻质组分集中在中轴地带随烟气排出,不会腐蚀内壁;因为旋涡流动的存在,提升了烟气排放高度,有更好的环保效果。

引言

近年来,随着国家环保标准的逐步提高和大众环境意识的增强,国内新建火力发电厂都要求进行烟气脱硫处理。在我国,湿式石灰石/石膏湿法脱硫(FGD)技术得到了广泛应用,A经湿法脱硫处理后的烟气水分含量高,湿度大,温度低,烟气处于全结露状态。对一台7500MW机组来说,烟气中水气结露后形成的具腐蚀性水液理论计算量约每小时数12吨(亦有说几t/h),它主要依附于烟囱内侧壁并造成严重腐蚀,极大地增加烟囱造价和运行维护费用并影响电厂的正常运行。B为防止烟气中水蒸汽结露和提高烟气的提升高度,湿法脱硫系统中设置了后加热器(GGH),将烟温提高到95℃以上。但烟囱内筒的腐蚀问题仍不能有效解决。台塑集团在福建厦门石电厂投资建设8台750MW级燃煤发电机组,由于建有脱硫装置,烟囱设计咨询单位日本松下公司要求,在3座多管式烟囱的钢内筒内表面均须挂贴1.8mm的钛钣或镍钣用于抗稀酸液腐蚀,由此使单座烟囱投资高达9100余万元。C新型烟囱是一项拥有自主知识产权的专利产品,自发明专利并推广使用以来,已在北京、济南等地建设多座,从运行结果看,新型烟囱有以下特点:(1)降低引风机动力消耗25%,可节省能耗;(2)保持烟囱内筒干燥,不腐蚀,对烟囱内筒材料无特殊要求,从而使烟囱造价大为降低,并且使用持久,维护方便;(3)环保效果好,烟羽刚度大,当天气出现逆温时,不会将烟羽压至地面,不会造成污染。新型烟囱为什么具有节能、环保和不腐蚀内衬的优点?本文将根据新型烟囱的运行实践和流体力学,针对新型烟囱的典型构造,作出技术探讨,给出分析结果。一 新型节能烟囱的基本方式

新型烟囱的基本构造如图1所示。脱硫后的烟气切向进入烟囱,可以单侧进气,也可以双侧进气(图1为单侧进气),烟囱内筒壁设置类似于来复线形式的导流线。二 新型烟囱的气流流动特点分析 2.1 流动特征

烟气切向进入烟囱后,会形成类似于扩散型旋风分离器的流场结构特点,其气流流动状态是周向、径向与轴向剧烈变化的三维旋流场。总的来说,存在两种不同性质的旋涡:(1)外旋气流———自由旋。烟气切向进入烟囱后,产生旋转形成外旋气流并向下旋转,含尘烟气在旋转过程中产生离心力,将较重的尘粒甩向烟囱内筒壁,尘粒一旦与烟囱内筒壁接触,便会失去惯性力,在重力作用下沿壁面下沉,完成其除尘功能。从目前的运行实践来看,这点已得到验证。

(2)内旋气流———强迫旋。旋转下降的外旋气流在向下旋转的过程中,根据旋涡的特性(旋涡不会自动消失

性质)和“旋转矩”不变原理,当旋涡到达中下部位置时,将会由下反转而上,继续螺旋流动,即内旋气流,最后内旋气流经烟囱口排出。2.2 流场速度和压力分布 2.2.1 速度分布

(1)切向速度。外旋气流切向速度随烟囱半径减小而增大,内旋气流的切向速度随着半径的减小而减小,在内外旋涡的交界面上,切向速度达到最大。外旋速度场按准自由涡区规律变化: urn=常数其中u为切向速度;r为半径;n为速度分布指数,介于0.4~0.8之间。内旋速度按强制涡区规律变化[五]:u /r=常数其中u为切向速度;r为半径。

(2)轴向速度。轴向速度分布沿轴向的变化很大,且在径向具有复杂的分布,尚无有效的计算方法,一般由试验测定。外测下行流与内侧上行流的分界面应是零轴向速度分界面。

(3)径向速度。径向速度远小于切向和轴向速度,大部分是向心的,只在中心涡核处有小部分向外的径向流。实际流动中,径向速度分布十分复杂,要通过测量才能确定。2.2.2 流场压力分布

根据理论和实测结果分析,流场压力分布有以下特点:(1)轴向压力。在外旋区,沿轴上下压差很小,在内旋区,轴向压力变化较大;(2)切向压力。沿切向压力变化很小,仅因气流不均匀稍有变化;(3)径向压力。由于离心力作用,压力沿径向变化非常显著,尤其是中心部分,其压力梯度较大。但动压变化不大,主要受静压支配。内外旋流的整个流场,从旋涡边缘至轴心,压力是递减的,旋涡中心压力比边界处低,比旋涡周边外围更低[E]。指向轴心的压力梯度和强烈的吸卷作用,使得烟气中未被分离的水滴、水蒸汽和少量尘埃等液、固相稍重组分,均被吸卷在中轴低压区,随上升热烟气排入大气,完成其除湿功能。三 压力损失和减阻措施

从目前研究来看,新型烟囱的压力损失有入口损失、摩擦损失(包括与壁面摩擦损失和内外旋涡气流速度梯度变化造成的内摩擦损失)、本体内动能损失、局部阻力损失、出口损失等。从实际运行来看,新型烟囱总的能量损失比传统的要少25%左右,减阻效果好。从旋涡流动的特点分析,气流进入烟囱后流动路径变长,摩擦损失比原来的大。但摩擦损失占总压力损失的比例较低,影响不大。而入口损失、局部阻力损失和动能损失因旋涡流动的特点均减少,所以总的能量损失比原来少。为进一步减小阻力和能量损失,节约能源及运行成本,可以采取相应的减阻措施。如入口损失中,一部分流体在切向进气后旋转一周会斜向吹到刚从入口进来的气体上,导致入口进气偏向筒壁而产生压缩现象,使壁面处流速增大,壁面摩擦力增大,导致压力损失增大。为了抑制压缩现象,可加导向板[F]。导向板的形状、大小,尤其是高度对效率和阻力有较大的影响。另外,对于壁面摩擦损失,选择适当的来复导流线也很重要,来复线的截面形状、尺寸、螺距等对壁面摩擦损失都有很大影响。四 结语

(1)由于改变了烟气进入方式和不设后加热器,入口损失、局部阻力损失和动能损失因为旋涡流动的特点均有所减少,所以总的压力损失减小,总的能量损失也大为减小,显著降低了引风机的电机负荷,预计可节能41%。同时由于不设后加热器,每年可节省运行用电约410万kW•h。

(2)在旋涡流动作用下,大尘粒由于直径大,密度高,受到的离心力大,被甩向烟囱内筒壁后失去惯性力,在重力作用下沿壁面下沉,完成其除尘功能。

(3)由于旋涡中心的负压吸引,中心区的流体不能向外扩散,形成类似于旋风分离器的旋风抽吸流场。未被除尽的轻质尘粒、烟气中的水滴、雾等被吸卷至中轴区域,将随烟气排出,不会腐蚀筒壁,具有除湿功能。(4)湿法脱硫后的烟气温度较低,为防止烟气中水蒸汽结露和提高烟气的抬升高度, FGD中设置GGH,将烟温提高到91℃。实测和设备运行实践发现, 91℃尚不足以防止结露,大多数情况露点会更高,特别在冬季环境温度低时,结露屡有发生,此时GGH的初衷并不能保证。采用旋涡控制的排烟技术,可从根本上防止结露在筒壁发生,故GGH可以取消,从而节省大笔投资。此外,旋涡流动将在更高的高度耗散,排出烟囱以后,还会

继续发生作用,烟气的上升高度也有提高。采用切向进气,利用烟气自身形成的旋涡完成除湿、除尘、隔离有害气体、保护烟囱内筒壁面等功能,是新型高效防腐烟囱具有很高的经济和社会效益的技术基础。这种旋涡控制的排烟技术,也是流体力学应用研究,特别是旋涡控制技术在工程界应用十分成功的典型[E]。新型烟囱节省了GGH和钛钣内衬的大额投资,按目前的市场价格,一套GG为3100万元,钛钣和复合钣也很昂贵,一座251m高的烟囱,复合钣内套造价为810万元,而且在运行一定时期后需要更换。此外,烟囱本体的造价也因为选用普通材料和结构简化而显著降低。据估算,一座750MW机组,高251m的烟囱造价可以节省大约1125万元。目前我国待改造和拟建的大型烟囱数量很大,煤炭是我国主要的能源资源,湿法除硫技术今后还将是主流技术,新型烟囱技术有着巨大的市场前景和经济效益。