国内FGD装置中鳞片衬里防腐蚀失效原因初探.doc

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1、国内FGD装置中鳞片衬里防腐蚀失效原因初探王天堂陆士平杨华平(上海富晨化工有限公司上海200233）摘要：湿法烟气脱硫装置因其处理烟气量大、脱硫率高、运行周期长、运营成本适中，已成为国内外火电厂烟气脱硫的主导装置。但该装置腐蚀环境苛刻，防腐蚀是FGD装置中的一个重要环节，而作为一种普通采用的鳞片衬里材料，在国内的一些应用案例，出现了一些防防腐蚀失效以至失败的情况，本文就一些FGD装置的失效情况进行分析和总结，找出一些原因以及对策，从而为后续烟气脱硫装置的防腐蚀技术提供了可靠的技术借鉴。关键词：鳞片衬里FGD脱硫装置防腐蚀失效分析讨论 1、引言火电厂湿法

2、烟气脱硫环保技术（FGD）因其脱硫率高、煤质适用面宽、工艺技术成熟、稳定运转周期长、负荷变动影响小、烟气处理能力大等特点，被广泛地应用于各大、中型火电厂，成为国内外火电厂烟气脱硫的主导工艺技术。但该工艺同时具有介质腐蚀性强、处理烟气温度高、SO2吸收液固体含量大、磨损性强、设备防腐蚀区域大、施工技术质量要求高、防腐蚀失效维修难等特点。因此，该装置的腐蚀控制一直是影响装置长周期安全运行的重点问题之一。而国内外长期工程的实践表明，乙烯基树脂鳞片材料是一种可靠的内衬防腐蚀材料，尤其适用在FGD装置中。随着国内大量脱硫环保公司的涌现，脱硫技术逐步成熟，脱硫效率

3、在不断提高，大量的电厂脱硫成功案例也见诸于媒体。与此同时市场竞争（包括防腐蚀施工分包市场）愈来愈激烈，单位造价也越来越低，工程的技术保障程度尤其是防腐蚀衬里技术要求在不断降低，从而导致了一些非正常的情况出现：如在运行了1年左右，就发生了高温烟道鳞片衬里的脱层等；甚至一些FGD脱硫装置在投入运行6个月不到的时间内，就相继出现内衬防腐蚀失效（脱层、穿孔等）的情况。作者所在公司曾先后受邀参与了近10个在1-3年前投入运行的FGD脱硫装置、烟道等防腐蚀失效的现场诊断和检测、修复方案的制定、修复施工的现场监督和指导等工作。本文对遇到的工程应用中出现的防腐蚀失效情

4、况进行了分析，并提出了解决对策，以期望在后续FGD的工程设计、选材、施工和使用中避免再出现类似的质量隐患，对业主、脱硫设计、防腐蚀衬里施工、材料供货等诸方面起到借鉴作用。2、湿法烟气脱硫装置的防腐蚀失效情况分析这几年的FGD实际运行中发现的防腐蚀失效案例，具体有以下几下表现：不耐腐蚀、与钢结构基础脱层、穿孔等情况。这些失效情况的出现，其原因是多方面的，它涉及到工程设计、材料选择及施工、装置运行及维护等因素，下面就失效的可能性加以分析。2．1基础结构设计目前国内FGD脱硫装置的基础结构绝大部分是钢结构，只有部分电厂的少部分烟道结构是采用混凝土的。而在钢结

5、构基础设计中，由于没有充分考虑内衬材料的特性，因强度和结构设计等方面的欠缺而导致最后的防腐蚀失效，已在国内的几个脱硫工程出现了。在钢结构装置中，若采用鳞片衬里结构，衬层在下述条件下易产生震颤疲劳破坏：一是烟道等结构设计强度、刚性不足，特别是烟道布置受环境所限，其弯道、过流截面变化较大时，高速流动的烟气在烟道中过流时会因弯道及过流截面变化的影响，产生较大的压力变化，形成不稳定流动，导致烟道结构震颤，使本来就高温失强的衬里形成疲劳腐蚀开裂，严重时形成大面积剥落。二是在烟道结构强度设计时，出于结构补强需要，采用细杆内支承补强，当高速流动的烟气在烟道中过流时，

6、因烟气冲击压力作用引发支承细杆抖动变形，导致支承杆与烟道壁焊接区衬层开裂。国内外的有关FGD装置的设计要求及经验表明，钢结构设计应有足够的强度，而在国内的一些FGD装置中，由于设计经验或者成本上的因素考虑，钢结构的厚度均较薄，在笔者经历的几个工程中，有时发现钢结构的厚度不到5mm，局部区域甚至只有3mm，而实际运行时的震颤幅度甚至达到5度（一般要求不能大于3度），这样的结构强度是肯定是不够的，在有人员行走踏踩即可明显感觉到烟道结构震颤。由于场地等限制性因素，在烟道的设计上又采用了多弯道、变截面结构，从而导致最后鳞片衬里的脱层等质量隐患。为了避免以上的质

7、量隐患，可以考虑以下对策：1、要求提高钢结构的强度设计要求，包括可以采用支撑杆的措施等；2、在设计中考虑一些其它因素，使气流速度尽量平缓，比如弯道等不能太多或者更加平缓的弯道设计；3、为了更好的防止局部的质量事故（脱层等情况）的蔓延与扩散，在一些部位采用膨胀节连接方式，如在进口烟道与吸收塔之间增加一膨胀节（至少亦应增加一连接法兰），作用有二。一是利用膨胀节的柔性连结松弛烟道震颤应力，使其对衬层的破坏性减少；二是利用膨胀节的法兰连接，使烟道衬层与吸收塔衬层分断，避免衬层延伸剥离破坏的形成。4、在需要支撑杆时，应该将内支撑结构改为外支撑结构，且结构强度及刚

8、性应符合相关设计标准规定，在拐弯区及导流板应适当增加厚度或增加支承补强筋排列密度，导流板联接支