摘要：通过分析某电厂取消GGH的技术经济优势，和进入烟囱的烟气特点，指出烟囱防腐的必要性；根据烟囱具体情况提出三种不同的烟囱防腐方案，并进行技术经济对比，推举出最佳改造方案。
0.引言
某电厂2×300MW机组脱硫装置自投运以来，每年多次因脱硫系统故障停运而导致烟气旁路开启，其中由GGH引起的故障占一半以上。根据电厂所在地环保部门的要求，电厂拟对脱硫装置旁路进行拆除。脱硫烟气旁路取消后，脱硫系统的投运率与机组投运率需要保持一致，GGH故障将直接导致机组降负荷甚至非计划停运，严重影响机组安全经济运行。因此，电厂计划拆除GGH装置。GGH装置拆除后，烟囱内运行工况将发生根本改变，烟气转变为湿烟气，现有的烟囱防腐蚀设置已无法满足改造后烟囱防腐蚀要求。为确保烟囱安全生产运行，必须进行烟囱防腐蚀改造。
1.取消GGH与烟囱防腐的经济性对比
拆除GGH后，两台机组每年可节省费用约491万元，考虑到烟囱防腐改造的费用一般在3000多万，预计可6年多收回成本。
2.湿法脱硫后的烟气特点
未加装湿法脱硫装置，本工程进入烟囱的烟气温度在140℃左右（出现事故时的短期烟气温度则最高可达180℃）。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。加装湿法脱硫装置后，烟气经过喷淋降温为50℃左右的饱和湿烟气，含少量二氧化硫、HCL、HF以及三氧化硫，偏酸性。
3.改造烟囱基本情况
烟囱结构为套筒形式，钢筋混凝土外筒，内部砖内筒结构，烟囱总高度190m，顶部出口外筒外径为10.4m，内筒内径7m。耐酸砖内筒在每隔25m左右设一道钢筋混凝土圈梁，墙体自重通过圈梁传递到钢结构支架，进而传递到钢筋混凝土外筒壁上。自里向外的结构组成依次为200mm厚耐酸砌块、30mm厚封闭层、60mm厚隔热层、250mm~650mm钢筋混凝土筒壁。
4.防腐方案的选择
4.1 烟囱防腐材料介绍
现阶段，脱硫湿烟囱防腐蚀方案主要分为金属防腐方案、玻璃钢方案、涂料防腐方案、轻质防腐砖方案等四大类，涂层方案主要指杂化聚合物类防腐方案；金属内衬分为钛材类和镍材类。
4.2 方案选择
保留砖套筒不拆除，直接实施涂层方案、轻质防腐砖方案均无法改变现有烟囱处于正压运行的状况，不利于烟囱的长期安全运行；普通钢内筒+轻质防腐砖方案，对材料及施工管控要求较高，国内的整体水平达不到工程要求，工程应用效果较差；玻璃钢防腐方案在国内应用业绩较少，应用效果还有待进一步观察，且对于改造项目制作安装会受到限制；镍材类防腐方案效果优良，但价格昂贵，在国内还鲜有工程应用实例。因此本次改造方案拟定时未对上述方案进行详细论述，不做推荐。
4.2.1 自立式钛钢复合板内筒
拆除原砖砌体排烟筒、内接烟道、积灰平台，新立钛钢复合板排烟筒方案，综合考虑现有烟囱顶部外筒内半径4950mm及原环评对烟囱排烟内筒直径的要求本次改造排烟筒内半径取3700mm，烟囱顶标高191m，高出原烟囱顶标高1m,在55m，105m,115m和180m处设置止晃平台，0～9.35m采用16mm厚普通钢，9.35～105m采用16+1.2mm厚钛钢复合板，105m～155m采用14+1.2mm厚钛钢复合板，155m～180m采用12+1.2mm厚钛钢复合板，180m～191m采用10+1.2mm厚钛钢复合板。拆除原砖砌体排烟筒、内接烟道、积灰平台；拆除原检修支撑平台；新立钛钢复合板排烟筒，排烟筒内半径3700mm；排烟筒采用自立式支撑方式；设计排烟筒基础，基础采用钢筋混凝土环板基础；设计止晃平台。
该方案施工工期为160天，具体工期安排为：施工设备安装7天，拆除工作 35天，排烟筒基础施工养护 25天，各层平台安装13天，钛钢复合板内筒顶升安装50天，内接烟道施工 25天，质量验收2天，拆除安装设施3天。
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经估算，采用方案一时静态总投资约为3551万元。
4.2.2 自立式钢内筒＋优质泡沫玻璃砖内衬
拆除原砖砌体排烟筒、内接烟道、积灰平台，新立普通钢内筒，在钢内壁粘贴优质泡沫玻璃砖内衬，排烟筒内半径3645mm，顶标高191m，高出原烟囱顶标高1m,在55m，105m,115m和180m处设置止晃平台，0～9.35m采用16mm厚普通钢，9.35～105m采用16+1.2mm厚 钛钢复合板，105m～155m采用14+1.2mm厚钛钢复合板，155m～180m采用12+1.2mm厚钛钢复合板，180m～191m采用10+1.2mm厚钛钢复合板。
拆除原砖砌体排烟筒、内接烟道、积灰平台；拆除原检修支撑平台；新立普通钢内筒，在钢内壁粘贴优质泡沫玻璃砖内衬，排烟筒内半径3645mm，顶标高191m，高出原烟囱顶标高1m。排烟筒采用自立式支撑方式；设计排烟筒基础，基础采用钢筋混凝土环板基础；设计止晃平台。
该方案施工工期为180天，具体工期安排为：施工设备安装7天，拆除工作 35天，排烟筒基础施工养护 25天，夹层平台安装13天，普通钢内筒顶升安装40天，内接烟道施工 20天，优质泡沫玻璃砖内衬施工35天，质量验收2天，拆除安装设施 3天。
经估算，采用方案二时静态总投资约为3492万元。
4.2.3 自立式钢内筒＋APC杂化聚合层内衬
拆除原砖砌体排烟筒、内接烟道、积灰平台，新立普通钢内筒，在钢内壁喷涂APC杂化聚合层，排烟筒内半径3700mm，顶标高191m，高出原烟囱顶标高1m,在55m，105m,115m和180m处设置止晃平台，0～9.35m采用16mm厚普通钢，9.35～105m采用16+1.2mm厚 钛钢复合板，105m～155m采用14+1.2mm厚钛钢复合板，155m～180m采用12+1.2mm厚钛钢复合板，180m～191m采用10+1.2mm厚钛钢复合板。
拆除原砖砌体排烟筒、内接烟道、积灰平台；拆除原检修支撑平台；新立普通钢内筒，在钢内壁喷涂APC杂化聚合层，排烟筒内半径3700mm，顶标高191m，高出原烟囱顶标高1m。排烟筒采用自立式支撑方式；设计排烟筒基础，基础采用钢筋混凝土环板基础；设计止晃平台。
该方案施工工期为180天，具体工期安排为：施工设备安装7天，拆除工作 35天，排烟筒基础施工养护 25天，夹层平台安装13天，普通钢内筒顶升安装40天，内接烟道施工 20天，APC杂化层施工35天，质量验收2天，拆除安装设施 3天。
经估算，采用方案三时静态总投资约为3274万元。
4.2.4 方案选取
三种方案技术性对比
方案一相对于方案二、方案三其排烟内筒材料质量稳定，施工工艺成熟；业绩多，技术成熟可靠；施工工期较短；工程造价适中。
通过调研，各防腐技术的使用情况如下：
1、采用钛板或钛钢复合板的套筒式烟囱运行情况良好，出现渗漏的较少；
2、在不设置GGH的烟囱中，采用进口烟囱防腐内衬系统的烟囱运行情况较好，采用国产泡沫玻璃砖、泡沫玻化砖的出现渗漏、脱落、破损现象较多；
3、涂料类防腐烟囱出现损坏情况的较多，有些泄漏严重。
综合考虑三个拟定方案的技术经济性，推荐采用方案一（自立式钛钢复合板内筒）。
5.结论
由于GGH的取消，经湿法脱硫后的烟气具有高腐蚀性，电厂需进行烟囱防腐改造，但改造方案的确定需电厂根据自身的情况，综合考虑烟囱的现状，机组服役年限等因素后确定。
1燃煤电厂烟气脱硫系统湿烟囱的腐蚀及防护[J]. 欧阳明辉,刘焕安,叶际宣. 电力科技与环保. 2014(05)
2火力发电厂“湿烟囱”防腐改造实例[J]. 王守柱. 低碳世界. 2017(03)
3 火力发电厂多管烟囱的开发和应用[J]. 刘彤,王瑷,姚惠源. 现代电力. 1995(02)
论文作者:周洋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/4
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