火力发电厂湿烟囱渗漏原因分析及防腐改造

贾 海 生

(山西意迪光华电力勘测设计有限公司，山西 太原 030001)

火力发电厂湿烟囱渗漏原因分析及防腐改造

贾 海 生

(山西意迪光华电力勘测设计有限公司，山西 太原 030001)

结合忻州广宇煤电有限公司烟囱防腐的改造案例，对石灰石—石膏湿法脱硫烟囱渗漏的原因及改造方案进行了分析比较，并对烟囱钛—钢复合板内筒的设计进行了详细阐述，为火力发电厂旧烟囱防腐改造积累了经验。

火力发电厂，湿烟囱，钛—钢复合板内筒

0 引言

我国火力发电厂推广采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺以来，烟囱的设计形式主要有耐腐型单筒烟囱、砖套筒式烟囱、耐硫酸钢套筒内贴发泡玻璃砖烟囱和钛—钢复合板套筒烟囱等。由于钛—钢复合板套筒烟囱造价是单筒防腐型烟囱2倍以上，为了降低工程造价，节约投资，国内一半以上的电厂仍然选择了单筒防腐型烟囱。然而，自2009年不设烟气加热装置(GGH)的发电厂陆续投产以来，大量的耐腐型单筒烟囱、砖套筒式烟囱、耐硫酸钢套筒内贴国产发泡玻璃砖的烟囱均不同程度出现渗漏腐蚀，有的相当严重，已影响到结构的安全，个别套筒烟囱由于维修不及时甚至出现了钢筒断裂垮塌，影响了电厂的安全运行。

1 湿烟囱筒壁烟气渗漏缺陷原因分析

经过对多座烟囱渗漏问题的现场调研及分析，笔者认为造成烟囱筒壁烟气渗漏缺陷的原因主要有以下几个方面：1)施工单位在施工耐酸砖内衬过程中，抗渗耐酸胶泥勾缝不严密，导致烟气进入耐酸砖及保温层缝隙内。2)烟囱筒身与轻质玻化砖之间有隔热层保护，而隔热层多为发泡材料。在施工过程中，发泡高度控制不严格，接槎部位不严密，工艺孔堵塞不实，防腐层(布)或OM涂料施工接槎处理不到位等，导致烟囱薄弱处渗出。3)烟囱施工中，按照施工滑模要求，每滑模一板需在筒壁上留设多处施工拉索孔，以便固定滑模提升机构。施工单位未及时封堵滑模拉索孔，导致烟气最终渗漏至烟囱外表面。

2 湿烟囱防腐改造方案

忻州广宇煤电有限公司2×135 MW机组共用一座180 m/6 m单筒式烟囱，采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺，不设置烟气加热装置(GGH)。烟囱由钢筋混凝土筒身、耐酸耐火砖砌体内衬、积灰平台以及其他附属结构组成。混凝土筒壁结构层厚度由底部550 mm逐步变薄到顶部250 mm，从15 m烟道入口以上每隔15 m设一圈混凝土牛腿。改造时烟囱外侧筒壁开始出现多处渗漏点，渗漏点有黑褐色液体渗漏至筒壁外侧。根据2013版《烟囱设计规范》中对烟囱防腐的规定：在采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺，不设置烟气加热装置(GGH)的情况下，烟囱“建议采用的方案”为套筒式方案，内筒为钢内筒或玻璃钢内筒，“不应采用的方案”为单筒式、砖内筒等方案。结合国内其他工程烟囱改造经验，忻州广宇煤电有限公司烟囱改造方案为：首先将烟囱原内衬及隔热层拆除，然后在筒壁内侧增设钛—钢复合板内筒(以下简称钢内筒)。钢内筒直径5.80 m，高度182 m，采用自立式支承结构，上下等直径布置。此方案从结构体系上规避了烟气腐蚀对烟囱结构主体的安全危害，对烟气运行和烟气抬升相对较好。

1)钢内筒结构构造。钢内筒自下而上采用材料：0 m～8 m(烟道口以下)采用14 mm厚Q235B钢板；8 m～107.75 m采用1.2 mm+14 mm厚Q235B钛—钢复合板；107.75 m～182 m采用1.2 mm+12 mm厚Q235B钛—钢复合板。钢内筒沿全高设置环向加劲肋，间距约6 m。钢内筒与烟道相交处设置水平内烟道，在钢内筒的相应位置设置烟气导流平台。钢内筒在烟道入口以上区段设隔热层，隔热层采用无碱超细玻璃棉，外包加丝铝箔。

2)钢内筒直径的确定。原烟囱内衬及隔热层拆除后，外筒壁最小内径为6.06 m，钢内筒壁厚按16 mm考虑，加劲肋宽度约为100 mm，超细玻璃棉毡100 mm厚，综合考虑工程造价、施工误差、施工难易程度和烟囱出口处的烟气流速，最终确定将钢内筒直径设计为5.80 m(牛腿处玻璃棉毡保温层厚度局部减小)。

3)钢内筒横向止晃装置及检修平台、竖向楼梯的设置。止晃及检修平台考虑在烟囱内部的牛腿标高处增设3层，标高分别为45 m，105 m和175 m。同时在钢内筒外侧60 m(原第一层信号平台)处设置环保监测平台,预留环保监测孔。各层平台均由钢梁和镀锌钢格栅板组成。在烟囱钢内筒外侧，标高105 m以下设750 mm宽钢梯沿钢内筒外侧盘旋而上，105 m以上由于内外筒之间净空太小，无法满足设置直爬梯的空间要求，故检修时需要在烟囱顶部设置临时起吊、检修装置。

4)混凝土外筒与钢内筒之间的通风。在混凝土外筒开进、出风口。进风口可利用改造后的钢烟道与原有烟道口之间的空隙，出风口可设置在烟囱顶部174 m(原顶层信号平台)处，共开设4个出风口。

5)钢内筒中酸液处理。钢内筒中酸液通过内外筒间水平烟道排入烟囱外的钢烟道内，在钢烟道内设排酸管，最终排至原有脱硫冷凝水收集池。

6)钢内筒吊装方案。按照尽可能充分利用原有烟囱结构、减少改造工程量的原则，新设置的钢内筒的吊装方案采用从上而下的倒装顶升法。首先组焊内筒顶端，然后通过垂直顶升技术，将其顶升至筒体板带高度，腾出合适空间，围上后续筒节，组焊接长，不断重复，由上至下逐级安装至筒底的方法，筒体则随着不断接长而逐级升高。采用这种方法，由于各道工序作业均在地面或低高空部位实施完成，安全施工环境良好，安全管理和质量控制容易，而且便于施工机具定置管理，可实现流水作业，工序衔接紧凑合理，筒体组合、焊接作业实施相对容易，施工效率高，质量和工期易于保证。

3 结语

由于烟囱内筒结构的特殊性，湿法脱硫烟囱的防腐防渗成为烟囱设计工程中的重中之重，从长期运行安全的角度考虑，取消烟气加热系统(GGH)后，烟囱内筒采用钛—钢复合板这种防腐性能好、耐高温和耐磨性能优异、使用年限长、维修时间短的材料是一种经济合理的选择。

[1] GB 50051-2013，烟囱设计规范[S].

[2] DL 5022-2012，火力发电厂土建结构设计技术规程[S].

[3] GB/T 8547-2006，钛—钢复合板[S].

[4] GB/T 3621-2007，钛及钛合金板材[S].

On analysis of reasons for leakage at wet chimney of thermal power plants and anti-corrosion reconstruction

JIA Hai-sheng

(Shanxi Yidiguanghua Power Survey and Design Co., Ltd, Taiyuan 030001, China)

Combining with the reconstruction case for the chimney anti-corrosion at Xinzhou Guangyu Coal Industry and Coal Co., Ltd, the paper analyzes and compares the reasons for the leakage of limestone-gypsum wet desulphurization chimney and reconstruction scheme, and illustrates the design for chimney titanium-steel composite panel inside cylinder, so as to accumulate experience for the anti-corrosion reconstruction of old chimney at thermal power plants.

thermal power plant, wet chimney, titanium-steel composite panel inside cylinder

1009-6825(2014)36-0083-02

2014-10-15

贾海生(1979- )，男，工程硕士，工程师

TU761.11

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