发电厂烟囱防腐杂化聚合物涂料的应用

目前，前期烟囱防腐大多采用鳞片胶泥、OM涂料、 RHF涂料、 聚脲防腐的脱硫烟囱，均在短期内出现了严重腐蚀和渗漏，国产泡沫砖（发泡玻璃砖、玻化陶瓷砖）的烟囱也有较多案例出现了不同程度的开裂、脱落、渗透现象，对电厂的安全运行带来影响，造成很大的经济损失。

   采用钛钢复合板和进口玻璃砖的情况则相对好一些。但钛钢复合板和进口玻璃砖造价比涂料防腐和国产玻璃砖昂贵得多，同时由于其施工复杂、工作面难于监控，防腐的成败会可能因一处焊接或粘接缺陷导致防腐失败，施工周期长、造价高，不易维修等限制了大面积使用。

二、杂化聚合物多层复合材料材料介绍

     杂化聚合物多层复合材料系列材料，是采用美国的*材料技术和进口原材料，结合我国火电行业烟气脱硫系统的防腐蚀需要，在国内高校和研究院防腐蚀专家的指导下，经过进一步改性合成而研制开发的脱硫系统防腐系列材料。

    ◆ 整体喷涂型脱硫烟囱碳化硅杂化聚合物多层复合防腐蚀内衬；

    ◆ 脱硫烟道防腐蚀材料；

    ◆ 脱硫系统及管道耐磨防腐蚀内衬；

杂化聚合物整体喷涂工艺

  为了解决燃煤电厂脱硫烟囱所面临的严重腐蚀问题，我公司在国内进行了大量的工程案例调研和脱硫烟囱防腐蚀技术专家走访，zui后在拥有丰富工程经验的防腐蚀专家的指导下，通过调查、分析发达国家脱硫烟囱防腐蚀案例和技术成果，基于美国30多年来采用玻璃钢烟囱所获得的优异使用性能，决定借鉴美国玻璃钢烟囱的防腐蚀原理，将美国玻璃钢烟囱防腐蚀内衬的技术原理和杂化聚合物材料技术引进中国，用于国内脱硫烟囱的防腐蚀工程：

    即：采用能够满足防腐蚀耐温要求和热胀冷缩需要、施工简便的杂化聚合物多层复合材料，通过喷涂机械，直接将杂化聚合物树脂和耐腐蚀玻璃纤维，喷涂到脱硫烟囱内表面，从而形成类似于玻璃钢烟囱防腐蚀内衬的杂化聚合物多层复合材料整体喷涂型脱硫烟囱防腐蚀内衬结构。

于“湿烟囱”，在排放的烟气中都会携带一定量的液体。沉积和冷凝在烟道、烟囱壁上的大直径液滴，正常情况下因自重而向下流淌，由于烟囱内高速向上的烟气流，当速度达到一定的临界值时，大直径液滴会向上，并随烟气一并带出，形成“烟囱雨”。它不同于烟气中的水雾，由于其直径较大，通常散落在烟囱周围800m的范围内，会对电厂的建、构筑物及外露的设备产生腐蚀作用。
　　当烟气流动的牵引力大于液滴的重力和液滴与防腐材料的附着力时，液滴就脱离出来进入气流中，这时的气体流速就是二次进入的临界流速，根据国外相关资料，防腐涂料的临界流速为16.8m/s。
　热电厂脱硫系统设计参数计算，单台机组烟囱入口烟气温度为48℃，烟气流量为70万m3/h。若采用带内筒的防腐方案，势必缩小烟囱的内径，容易形成烟囱雨水。采取拆除砖内衬在混凝土上进行防腐，则节点处实际烟速为15.95m/s（见表1），烟气流速在临界值以下，不宜形成“烟囱雨”现象。
　　（二）材料选取
　　早期的烟囱防腐材料在运用过程中，经过一段时间的冷、热态交替运行出现大面积鼓泡、起皮、脱落现象，无法满足烟囱运行的要求。本次选用的碳化硅杂化聚合物材料，其材料由环氧树脂与活性基团的纳米级有机硅低聚物经化学改性而成，具有耐湿、耐候、耐水、耐盐水、耐油、耐海水、耐温、防潮、电绝缘、耐药品、防腐蚀、耐溶剂性、附着力好、机械性能及电性能优良，并具有耐真空紫外线辐照，液氮温度淬冷，高速气流冲刷等性能。
　　四、实施方案
　　经研究分析，本次改造拆除耐酸砖内衬及隔热层，使在树脂和无机碳化硅材料内加高分子纤维形成的杂化聚合物材料对混凝土内壁进行防腐处理，共划分为底层喷涂、结构层涂抹与面层喷涂，三层结构，厚度为4mm。其重点防腐部位为烟首部分、支撑牛腿与积灰平台部位。
　　（一）烟囱混凝土内壁防腐
　　烟囱混凝土内壁拆除耐酸砖与保温层后对其进行修复找平，再进行喷砂处理，喷砂等级为Sa2.5，喷砂过程中分段对已喷表面进行清洁。
　　基层清理工作完成后，应尽快进行涂装施工。涂刷要在天气良好的情况下进行，在雨、雾、大风天气禁止涂刷施工，涂装有刷涂、滚涂、喷涂等工艺，以保证取得良好涂装效果和很好的粘结力。施工时内筒环境相对湿度≤80%，环境温度宜为15℃～30℃，并高于当时空气露点温度3℃。当环境温度<10℃或相对湿度超过80%时，应采取机械措施达到正常的施工温度和湿度。
　　涂刷底涂后按照工艺涂刷各层防腐层，需保证混凝土基底干燥，且各防腐涂层需控制涂刷时间，保证各涂层干燥，且防腐结构层须通过碾压等工艺保证平整、赶出气泡，面层须平整光滑。
　　（二）烟首部位
　　烟囱顶部烟气出口部位，采用5mm厚度A3冷轧钢板压顶，并在钢板上喷砂防腐处理，再用聚合物进行防腐，钢板高度为2m，其余部位自压顶钢板向下10m采用耐酸氯化橡胶漆防腐，防腐后重新涂刷烟囱外壁航标色环。
　　（三）基体环形悬臂和支撑牛腿
　　将牛腿基层处理完成后，用耐酸性柔性材料硅橡胶进行密封填充，将牛腿处上下400mm处隔离，涂满聚合物材料，然后用粗纤维网进行整体粘接，待固定好后再进行外层覆盖防腐，有效地防止酸液从此处渗透至烟囱内壁上。
　　（四）烟囱与烟道的结合部位
　　烟囱和烟道结合部位的防腐处理必须设置膨胀缝，并在此处加装不锈钢伸缩排酸槽，接排水管道。消除膨胀带来的酸液渗漏。

ZTAPC杂化聚合结构层特点 ：1、材料性能：A、APC杂化聚合结构层使用的是有机——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。　　　 B、APC杂化聚合结构层耐温性：-40～260℃，在高温下能维持材料特性；　　 C、高耐蚀性、高耐磨性、非常好的柔韧性，是继酚醛树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂不同发展阶段后的新阶段；　　　 D、APC杂化聚合结构层采用纳米封孔技术，抗渗性能优异；　　 E、由于材料的结构特性，固化成型后具有阻燃性能；　　　 F、因其固化后的结构中不含易破坏键，断键需要很大的能量，因此其抗强腐蚀老化性能高出一般有机数值一个等级