高性能鳞片涂料在脱硫烟囱防腐蚀中的应用(二)

    腐蚀介质在固化后胶泥中的渗透必须经过无数条曲折的途径,因此在一定厚度的耐腐蚀层中,腐蚀渗透的距离大大延长,客观上相当于有效地增加了防腐蚀层的厚度,所以该材料具有以下特点[3]。
    (1)耐腐蚀性能好。由于鳞片涂层采用的基体树脂是高性能的乙烯基酯树脂,该类型树脂有较环氧树脂更好的耐腐蚀性能。
    (2)较低的渗透率。鳞片涂层的抗水蒸汽渗透率比普通环氧树脂涂料高6~15倍,比普通环氧FRP高4倍。
    (3)鳞片涂层具有较强的粘结强度,不仅指树脂基体与其中的玻璃鳞片之间的粘结强度较高,而且鳞片涂层与基材之间的粘结强度高,该鳞片胶泥与混凝土或碳钢基材之间的粘结强度高,与钢板的粘结强度≥2.0MPa,与混凝土的粘结强度≥2.5MPa。所以该鳞片胶泥涂层不易产生龟裂、分层或剥离,附着力和冲击强度较好,从而保证较好的耐蚀性。
    (4)耐高温性能好。与其他耐温涂料复合,可使耐温上限提高到180℃(长期),高可达230℃。如电力系统中的FGD在某些非正常情况下,FGD中的某些阶段温度可以达到200~250℃。
    (5)耐温差(热冲击)性能较好。涂层中由于含有许多玻璃鳞片,因此消除了涂层与钢铁之间的线膨胀系数的差别,鳞片涂层的线膨胀系数约为11.5×10-6m/(m℃),钢铁的线膨胀系数为12.0×10-6m(/m℃),两者之间比较相近,使鳞片涂层适合于温度交变的重腐蚀环境。
    (6)耐磨性好。鳞片涂层在固化后的硬度较高,比普通醇酸漆高2~3倍,且有韧性,耐磨性较好,如乙烯基酯树脂鳞片胶泥的耐磨性为120mg(CS-17W-500 g情况下)。
    (7)工艺性较好。由于该鳞片胶泥的固体成份较高,可以一次性成较厚的涂层,涂层方法可以是喷涂、滚涂、刷涂等成型工艺,并具有当场配制和室温下固化的特点。
    4高性能防腐蚀鳞片涂料衬里的经济性
    目前在国内外电厂烟气脱硫装置中鳞片复合材料已广泛应用,如在设计浙江乌沙山发电厂4×600MW燃煤机组烟气脱硫工程中,因为某些客观因素,此脱硫系统未设置烟气再热装置(GGH),进吸收塔管道原烟气的温度为110℃,高可达130℃,而经吸收塔后出来的净烟气温度为60℃左右,对吸收塔后烟道和烟囱有很强的腐蚀性,在此工况下除采用适量的合金板外,对于高温区烟道和低温区烟道采用了不同的乙烯基脂树脂高性能防腐蚀鳞片复合材料内衬,从而延长其使用寿命。由于该工程在FGD装置中省却了GGH装置,从而节省装置的设备费用达3600万元,其他安装等费用达600万元,这样FGD建设费用可节省4200万元。以发电厂2×600MW燃煤机组一座内筒直径6m,高240m的烟囱为例,就其不同的防腐设计做个技术经济比较见表1。


    从上表可以看出,衬玻璃鳞片涂料不仅施工难度小,易修补,物理失效少而且造价较低。虽然采用玻璃鳞片衬里要在15年左右进行维修和防护,但也可以根据情况进行局部或者是全部的防腐蚀处理。所以采用此材料作为防腐蚀衬里不但防腐效果好,而且具有相当的经济性竞争优势,为新建脱硫烟囱采用的防腐措施提供了一个新的选择,同时对国内电厂旧烟囱的改造具有很好的参考价值。
    5高性能防腐蚀鳞片涂料的应用
    近年来在国内大型冶炼厂例如:江西铜业公司贵溪冶炼厂,金隆铜业有限公司铜陵冶炼厂在硫酸系统中的净化工段及脱硫烟道采用了大量的防腐蚀鳞片涂料,经多年使用效果很好,未出现异常情况。而在我国电厂烟气脱硫装置中高性能防腐蚀鳞片复合材料的应用也很广泛,如参加设计的浙江乌沙山发电厂4×600MW机组,宁夏宁武发电厂2×600MW机组,江西丰城发电厂2×300MW机组烟气脱硫工程以及所了解的国内许多电厂烟气脱硫工程都有效地应用了该材料,具体部位有:(1)烟囱、脱硫吸收塔组件、出口联接烟道。这些大多数FGD部件操作温度相对低温(低于90℃)。
    (2)脱硫吸收塔进口联接烟道和旁路输送管道。这些部件是在未经洗涤的、酸性的、含有微粒的,并且在相对较高的温度条件的连续作用气体的环境下进行工作的。在许多FGD系统这些部位的操作温度为135~180℃之间。
    由于上述提及的优点,使乙烯基酯树脂鳞片涂料在各方面得到广泛地应用。近几年成功应用于发电厂FGD和冶炼厂硫酸系统内壁的防腐蚀衬里,有效地延长了防腐蚀衬里的使用寿命。根据衬里基层材料的不同,有相应不同的施工工艺要求。在碳钢基层上使用的方法结构如下:①先将钢结构表面除油去污,再进行除锈,除锈等级一般为Sa21/2。除锈面清理干洁后用乙烯基酯树脂打底,底漆层用以防止基底生锈及增强基底与鳞片胶泥层的粘结力。一般涂一遍,底漆平均厚度:0.15mm。②鳞片胶泥层:一般涂两遍,平均厚度为2.0mm(不得小于1.6mm)。③面层:用以使鳞片内衬树脂表面硬化,提高耐腐蚀、耐磨耗性能,使表面光滑。一般涂二遍,平均厚度:0.25mm,遍:0.15~0.20mm厚。为便于观察各涂层厚度,避免混涂,常将鳞片胶泥及面漆等制成不同颜色,鳞片胶泥一般制成兰色及白色(或红色),涂布二层鳞片胶泥时,分别采用不同颜色的品种。
    在烟气经吸收塔出口至排烟烟囱底部以及烟囱上部1/3范围内受磨损及腐蚀严重,因此在这些部位必须采用高强耐腐蚀性能、耐磨性好的高性能防腐蚀鳞片复合材料。
    7结束语
    综上所述,高性能防腐蚀鳞片涂料能够满足电厂中的脱硫装置设备、烟道、排烟烟囱防腐蚀应用需要。不论是经过脱硫后的烟气,还是没有脱硫后的烟气,不论FGD总体装置中是否设置有GGH,该材料在烟囱的防腐蚀应用均具有明显的技术可行性和综合经济性。并对老电厂的烟囱的防腐蚀改造相比其它防腐蚀材料有较大的竞争性,是一种值得推广的防腐蚀复合材料。