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技术文章
OM 防腐涂料在单筒钢筋混凝土脱硫烟囱改造中的应用
2015-8-26 点击次数:[785]
1 概述
华能集中供热有限公司(以下简称华能供热公司)是哈尔滨市道里区与道外老城区唯一集中供热热源,现装机容量为:一期工程2×B12MW 机组配3×75t/h锅炉+6×116MW 热水炉;二期工程2×C3MW 机组配2×35t/h锅炉+3×64MW 热水炉;三期工程4×116MW 热水炉.目前集中供热面积为1 920万m2,至2012年11月集中供热面积为2 320万m2.
一期工程烟囱2002年建成并投入使用.设计参数:烟气无侵蚀,温度120℃,地震烈度6°,基本风压0.55kN/m2;烟囱高度100m,出口直径3.6m,C20钢筋混凝土外筒承重,普通红砖内衬,20m 以下240mm 厚,以上120mm 厚.粒状炉渣隔热层50mm厚.
按照国家环保政策的要求,2009年9月改为石灰石-湿法脱硫工艺,烟囱未作防腐改造,2009年11月投运后发现外筒壁有渗漏的现象,因冬季运行,漏点结成冰.
2 脱硫改造后的运行工况
1)脱硫正常投运时,进入烟囱的烟气温度在50℃~58℃,而烟气酸露点温度88℃~94℃,烟气在烟囱的内壁极易结露,从而形成酸液.
2)锅炉启停过程或脱硫装置因故障而解列时,烟囱排放未经脱硫的烟气,进入烟囱的烟气温度在120℃~160℃.在此条件下,烟囱内壁处于干燥状态,烟气对烟囱内壁材料不直接产生腐蚀.
3)供热电厂,背压机组,仅采暖期运行.
3 混凝土外筒壁的腐蚀情况
烟气经过脱硫后,虽然烟气中的二氧化硫的含量大大减少,但是,洗涤的方法对除去烟气中少量的三氧化硫效果并不好.同时,由于经湿法脱硫,烟气湿度增加、温度降低,烟气极易在烟囱的内壁结露,烟气中残余的三氧化硫溶解后,形成腐蚀性很强的稀硫酸液.
烟气湿度大,含有的腐蚀性介质在烟气压力和湿度的双重作用下,同时,烟囱内衬砖砌体灰缝不饱满、砖的密度差,很容易渗透,砖砌体和混凝土外筒壁结构受到腐蚀.见图1照片.
哈尔滨工业大学的《检测报告》对烟囱的现状进行检查、检测、取样探查、实验室分析及计算分析,得出可靠性鉴定结论及防腐综合评定结论如下:
1)混凝土强度C20以上;
2)平均碳化深度12mm;
3)外筒壁渗漏点处混凝土已受到酸液的侵蚀需处理.
4)内衬砖砌体有轻微的腐蚀.
4 防腐改造方案
2010年7月业主决定对烟囱实施防腐改造.考虑到企业供热面积大、机组小、数量多、仅冬季运行、经济效益差的特点,要选择技术可行、经济合理的改造方案.
由于烟囱渗漏时间较短,腐蚀程度较轻,依据《检测报告》,确定利用现有内衬,经过技术经济多方案比较,选择在内衬上做OM-5防腐涂料防腐方案.
1)OM5技术指标
耐高温:250℃.
耐稀酸(硫酸、硝酸、盐酸):5%~30%浓度,温度40~80℃无变化.
耐水性:常温浸泡90d无变化.
耐剥离性:(急冷急热250℃/水冷反复循环)50次无变化.
抗老化指标:耐湿热试验500h无变化.
粘结力:>1MPa.
抗渗性:>0.6MPa.
最长使用年限:15年.
2)改造方案实施施工前由业主、监理公司、施工方联合进行涂料的进场检验与验收,同时在现场选择合适的相似部位,共同按防腐方案程序制作样板.
防腐层施工:
a)表面积灰层处理
用大型竹质条帚、铁铲、大功率工业吸尘器等进行干法除灰.
对砖缝砂浆挤出过多过大的部分要用扁铲凿平,对已经腐蚀疏松的局部要剔除并用有机防裂砂浆填补(有机砂浆的配比为∶OM-5涂料:带有纤维的粉砂料=1∶2~3).
b)刷偶联剂及界面剂
表面处理结束后要进行阶段性验收,通过后即可进行偶联剂及界面剂的涂刷,偶联剂和界面剂分别涂刷.基层清理后内衬墙面要求基本干燥.偶联剂可显著提高涂料的附着力,现场配制,现配现刷;(偶联剂∶稀料=1∶9)界面剂为双组份,配制时先在主剂内加入固化剂并搅匀,搅拌时间不少于3min.
偶联剂用量为0.2kg/m2左右,界面剂用量在0.3~0.4kg/m2,两剂厚度为0.05~0.1mm.
c)滚涂批刮找平腻子
腻子由OM-5涂料1份,加入铸石粉1~2份配成,固化剂在使用前加入,用电动搅拌棒搅均匀即可,搅拌时间不少于5min.腻子厚度0.2~0.8mm,用量1.5~2kg/m2.
局部砖缝不密实处要重点给予填嵌补平.
d)滚涂(或刷涂)OM-5面料4遍
滚涂批刮找平腻子层固化后,要进行第2次阶段性验收.腻子基本固化需12~24h,开始滚涂面层涂料时,先将1小桶固化剂加入1大桶OM-5主剂内搅拌均匀.纵横各涂刷1次为1遍.1遍OM-5涂料的用量约0.25kg/m2,4遍成膜厚度为0.8~1.0mm
两层面料之间要有6~12h的技术间歇时间(视气温高低而定),绝不能连续不停地刷、求快一气哈成,以保证足够的面层厚度,4遍OM-5涂料用量约1.0kg/m2.
防腐处理层总厚度为:
砖面上为0.05+0.2+0.8≈1.05mm
砖缝处为0.1+0.8+1.0≈1.9mm
现场抽检平均厚度为1.2mm,个别极限最薄处的厚度不得少于0.6mm,否则应返工修理.
e)特殊部位的处理
由于脱硫烟气湿度大,冷凝水量多,原来旧烟囱内衬、积灰平台、牛腿、烟道都没有防水抗渗措施,因此防腐改造时烟囱的抗渗措施必须慎重考虑,要对各个漏水的关键部位分别进行针对性处理.
伸缩缝处理(包括烟道与烟囱的接合缝):
由于涂料层抵抗变形的能力较差,在温度伸缩缝处由于其变形量较大,涂层容易拉裂,会造成酸液外渗,因此在烟道伸缩缝或烟道与烟囱结构缝接合处,防渗措施要十分注意.应先将缝内杂物彻底清除干净,先用潮湿基面封闭剂刷一遍,并用聚氨脂泡沫剂塞缝填底,再用弹性较好的聚氨脂油膏和耐酸耐热的改性硅橡胶进行填嵌,油膏和硅橡胶填嵌深度为80+50=130mm,最外层用0.6mm 四氟板保护,板两边要用压条.这是平台和烟道漏水的关键部位,必须慎之又慎(见图2).
牛腿下部的内衬顶端:
这是整个筒壁防止酸性水渗漏的关键部位.先要清理缝子内的杂物(同伸缩缝),然后要求用弹性较好的聚氨脂油膏和改性硅橡胶填嵌(深度不小于130mm),缝子较窄的要进行扩宽,缝子较大的要用有机胶泥加砌耐酸砖(或泡沫玻璃砖),保证油膏和硅橡胶挤入内部,必须认真细致,不能马虎潦草,顶端再用OM砂浆抹成流水坡,用四氟板保护(见图2).
积灰平台的排水和防渗防腐:
由于脱硫后烟囱内基本上是饱和水蒸气和烟气的混合气体,平台积水量较大,必须进行有组织的排水.首先要将平台上的杂物彻底清理干净,露出坚硬的、干净的混凝土表面,先用水泥砂浆抹一层厚约20mm进行找平,上面用弹性好的耐酸树脂水泥抹2遍作防水层,厚约1.2~1.5mm,树脂水泥上铺一层高分子纤维卷材,随后用轻质混凝土作1%~3%的排水坡,设一个排水口,玻璃钢排水管直径为250mm.混凝土排水坡上再做OM-5涂料防腐层.
积灰平台与筒壁交接处结构缝应用防水油膏和硅橡胶填嵌.找坡混凝土在转角处应做成圆弧,平台防腐层在筒壁上的高度不小于500mm(见图2).
d)工期与造价
施工工期:30d.施工环境温度在0~40 ℃之间,0℃以下,40℃以上不宜施工.
总造价:73万元.
5 烟囱防腐后的使用情况
烟囱防腐后,运行工况未发生改变,以湿法脱硫为主,脱硫装置故障时,有旁路运行.
经过2010年、2011年2个采暖期(每个采暖期6个月)运行,未发现有渗漏部位.每年停运检修期检查,使用情况良好,没发现烟囱内衬防腐层有裂缝、脱落现象.2012年9月份对烟囱内衬检查拍照,见图3.
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