1前言
    我国是一个能源结构以燃煤为主的，大气污染属煤烟型污染，粉尘、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）是我国大气的主要污染物。随着国民经济的快速发展,煤炭消耗量不断增加,煤炭消耗量从1990年9.8亿t增加到1995年12.8亿t，二氧化硫排放总量随着煤炭消费量的增长而急剧增加。到1995年二氧化硫排放总量达到2370万t,2005年煤炭产量达到21.9亿t,二氧化硫排放总量达到2549万t位居。其中火电厂排放二氧化硫接近总量的50%[1]。因此我国的能源结构特点导致了较多的重腐蚀情况，形成了酸雨等污染情况，尤其是燃煤电厂中,对于二氧化硫或氮氧化物的防治是势在必行。目前国内外较为有效的手段是采用烟气脱硫（Flue Gas Desulfurization简称“FGD”）技术。而采用湿式石灰石/石膏法是国外应用多和成熟的烟气脱硫工艺,也是国内火电厂脱硫的主导工艺。由于脱硫后的烟气温度一般都在硫酸的露点以下,因此对于不同结构形式的烟囱内壁,均有不同程度的腐蚀发生。采用结构可靠、防腐蚀性能优良、经济合理的排气烟囱,是脱硫装置设计的课题之一。
    2湿法烟气脱硫工艺的腐蚀情况
    湿式石灰石/石膏法脱硫工艺主要流程是,锅炉的烟气从引风机出口侧的烟道接口进入烟气脱硫(FGD)系统。在烟气进入脱硫吸收塔之前经增压风机升压,然后通过烟气―――烟气加热器(GGH),将烟气的热量传输给吸收塔出口的烟气,使吸收塔入口烟气温度降低,有利于吸收塔安全运行,同时吸收塔出口的清洁烟气则由GGH加热升温,烟气温度升高,有利于烟气扩散排放。GGH之前设的增压风机,用以克服脱硫系统的阻力,加热后的清洁烟气靠增压风机的压送排入烟囱。当不设GGH加热器加热系统时,烟气温度一般在47～51℃[2]。烟气经过脱硫后,烟气中的二氧化硫的含量大
    大减少,而洗涤的方法对除去烟气中少量的三氧化硫效果并不好,因此仍然残留近5%～10%的二氧化硫和三氧化硫。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。从而得知脱硫烟囱内的烟气有以下特点：
    (1)烟气中水份含量高,烟气湿度很大；
    (2)烟气温度低,脱硫后的烟气温度在47～51℃之间,经GGH加温器升温后一般在80℃左右；
    (3)烟气中含有酸性氧化物,使烟气的酸露点温度降低；
    (4)烟气中的酸液的浓度低,渗透性较强;
    (5)烟气中的氯离子遇水蒸气形成氯酸,化合温度约为60℃,低于氯酸露点温度就会产生严重的腐蚀,在化合中即使少量的氯化物也会造成严重腐蚀。
    由于脱硫烟囱内烟气的上述特点,在对烟囱设计时有如下影响:①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,结露形成的冷凝物具有很强的腐蚀性,对烟囱内侧结构致密度差的材料产生腐蚀,影响结构耐久性;②低浓度稀硫酸液比高浓度的酸液腐蚀性更强;③酸液的温度在40～80℃时,对结构材料的腐蚀性特别强。以钢材为例,40～80℃时的腐蚀速度比在其它温度时高出约3～8倍。
    由此可知，排放脱硫烟气的烟囱比排放普通未脱硫烟气的烟囱对其防腐蚀设计要求要高得多。而烟囱主要是在以下工况下运行：排放未经脱硫的烟气,进入烟囱的烟气温度在130℃左右,在此条件下,烟囱内壁处于干燥状态,烟气对烟囱内壁材料属气态均匀腐蚀,腐蚀情况相当轻微。排放经湿法脱硫后的烟气,烟气经GGH系统加热,进入烟囱的烟气温度在80℃左右，烟囱内壁有轻微结露,导致排烟内筒内侧积灰。根据排放烟气成分及运行等条件的不同,结露腐蚀状况将有所变化。排放经湿法脱硫后的烟气,进入烟囱的烟气温度在47～51℃,烟囱内壁有严重结露沿筒壁有结露的酸液流淌。
    在设有脱硫系统的电厂,运行时烟气有可能不进入脱硫装置,而通过旁路烟道进入烟囱,此时烟气温度较高,一般在130℃左右,故设计烟囱时,还必须考虑运行在此温度工况下对烟囱的影响。同时在烟囱的防腐蚀设计中应该考虑到以下几个综合因素：残留的灰粉平均粒度（大约10um）、灰粉的硬度（约莫式硬度7.0）、灰粉的冲击能量(2.05×10-12J)、灰粉的浓度（600mg/m3）、烟囱的大曲率变化（实际不大于1%）。在上述低温下,含饱和水蒸汽的净烟气容易冷凝产生腐蚀性的硫酸、亚硫酸液、或其它化合物,对吸收塔后烟道和烟囱有很强的腐蚀性,这就给脱硫装置带来了严重的露点腐蚀问题。
    3湿法脱硫系统烟囱的防腐蚀材料选择工艺的选材
    在FGD系统中对材质的耐蚀、耐磨、耐温要求极为严格；同时,脱硫系统要求与电站主机、主炉同步运行,这样对脱硫系统的可靠性、利用率和使用寿命要求也极高。各国依据本国的燃料质量、环保的要求和经济承受力,在选择脱硫设备的材质方面也不尽相同。如美国主要采用耐酸腐蚀的金属合金薄板材作内衬,材料包括镍基合金板（C-276、C22）、钛板（TiCr2）等;德国采用碳钢内衬橡胶和玻璃钢；日本采用碳钢内涂玻璃鳞片。为了克服湿法烟气脱硫系统中脱硫塔、烟道和烟囱及衬里的腐蚀，我国在寻求一种造价低、耐高温、耐腐蚀的材料。而引起国内用户广泛注意的是耐蚀鳞片胶泥的适用性,根据树脂基体基材的不同,有2种可供选择：①环氧树脂鳞片胶泥;②乙烯基酯树脂鳞片胶泥,相对而言，后者的综合性能包括耐腐蚀性能和耐温性能均优于前者,目前化工、石油化工、电力、冶金等行业各种强腐蚀设备的防腐蚀涂层或衬层应用多的是环氧乙烯基酯树脂玻璃鳞片涂料。高性能防腐蚀鳞片涂料是以乙烯基酯树脂材料为主加入10%-40%片径不等的玻璃鳞片等材料组成的,鳞片胶泥含有的玻璃鳞片,胶泥在施工完毕后，扁平型的玻璃鳞片在树脂连续相中呈平行重叠排列，从而形成致密的防渗层结构,如图1所示。