烟囱om-5防腐涂料施工浅谈

山西省交城国锦电厂一期2x300MW发电机组项目，新建一座210m的烟囱，对烟囱结构形式的选择，我们商酌了很久，认为按现行国家行业规程规范设计，无疑应采用套筒式烟囱，目前国内新建电厂通常推荐的都是套筒式烟囱，内筒材料为钢内筒和玻璃钢二种，钢内筒有复合钛钢板和内衬粘贴玻化陶瓷砖(或泡沫玻璃砖)、涂刷防腐涂料以及浇注料耐酸混凝土等多种形式。这些脱硫湿烟囱的防腐防水措施费都比较贵，且套筒使得混凝土筒身外径和基础加大，施工过程和工序复杂，质量控制内容增多，整座套筒烟囱比常规单筒式钢筋混凝土烟囱工程造价多30%以上。

通过参与国内一些发电工程烟囱设计和改造，走访电厂运行单位，我们发现本省有些单筒烟囱^[1], 虽然在湿法脱硫运行后，出现了长时间的渗漏，特别是积灰平台下侧壁酸液流淌痕迹斑斑，外观确实很难看，但其仍然在用。筒身结构的安全性究竟如何，是业主更为关切的问题。通过了解得知这些烟囱大多进行过安全性评价和鉴定，结论表明筒身虽经渗漏液体腐蚀，但结构仍然能够持续工作。对此，我们认为有必要对脱硫后凝结酸液进行化验分析，进一步判断其对混凝土的侵蚀作用和影响程度，查明引起烟囱渗漏的原因，针对性解决渗漏问题，对混凝土结构采取相应的防腐防护，使经济简洁的单筒式钢筋混凝土烟囱，继续能在电力行业内使用成为可能。

1 烟气凝结酸液分析

我们专程奔赴国内燃煤电厂了解其湿法脱硫后单筒烟囱使用情况^[1]，对国内多座运行电厂湿法脱硫后烟气的凝结酸液进行了收集，并委托国内有资质的化验单位检测化验分析化学成分、pH值、液体酸度等指标，目的在于考察在脱硫后对混凝土筒身的影响程度，如何保护筒身结构，使其在使用年限内正常工作，通过分析酸液得出结论，其pH值均小于2，一般认为是强腐蚀液体，但总酸浓度却均在1%以下。

我们了解到，这些电厂不设GGH，当烟气湿法脱硫后没有旁路烟道，则烟气温度为50℃左右，烟气的凝结水量较大，通常在每小时数吨到十几吨，通过现场采样进行化验分析表明虽化学成分比较复杂，有硫酸、硝酸、氯根等，但主要成分为硫酸，其酸度较低，不能否认烟气经脱硫、脱销后，烟气总体酸度和化学腐蚀性大为降低，但凝结水量增加许多，这种状况对不同材料的影响各异。这种极低浓度的酸性水对耐酸陶土砖和混凝土等非金属材料的腐蚀性是很微弱的【注：《腐蚀与防护手册》一卷P8第四节：非金属材料的腐蚀分类较金属类要简单的多，主要原因是非金属类本身耐腐蚀性较强，腐蚀机理也简单的多，金属中常见的许多腐蚀形态在非金属材料中几乎不存在】^[2]。但是对于金属类材料来说却是强腐蚀，包括电化学腐蚀、缝隙腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀等等。我们在试验室试验结果也证明了这一观点，当用1%浓度的稀硫酸在容器中分别浸泡钢板和改性水泥砂浆进行对比，结果发现，浸泡钢板的酸液在一个月以后就变了颜色，随着时间的增加，颜色逐渐变重发黄，钢板被严重腐蚀（说明对钢排烟筒的防腐防护至关重要）；但是浸泡改性水泥砂浆的酸液已经三年至今仍没有发生变化（附照片），目的在于说明非金属或混合物耐腐特性不同于金属。

通过对取样酸液水的分析研究，结合考察各类烟囱运行中检测表明：原行业规范所述按烟气干、半干、湿界定烟气腐蚀性弱、中、强^[3]对钢结构是恰当的，而对非金属材料则应另当别论。

图1-1改性水泥砂浆试块浸泡实验 图1-2碳钢板试件浸泡实验

根据多年来脱硫烟囱防腐失败原因进行分析：金属烟囱是腐蚀、穿孔，逐渐烂掉，而混凝土烟囱则主要是漏水后，酸液带有的轻度腐性，以及碳化作用对钢筋产生影响，相对时间过程较长。经我们设计、建设单位、施工单位以及防腐材料生产厂家多次商讨，取得了共识，商定在交城国锦电厂210m烟囱设计上大胆创新，仍然使用单筒式钢筋混凝土烟囱，并针对性对其常规筒身及牛腿构造作了局部修改，重点在加强抗渗防水措施上做文章，确保烟囱筒身不出现渗漏，外表美观；并不会使筒身内部的正压湿烟气对混凝土筒壁产生交替式腐蚀，确保整体筒身能够满足使用要求。

2烟囱结构防腐优化

首先，外筒壁选C40抗渗混凝土配比，抗渗等级P8，混凝土保护层厚度增大至50mm。

其次，通过对筒身温度作用下的计算，取消以往筒身内衬中间隔热保温层。

第三，取消常规设置在标高10m左右的积灰平台 ，让脱硫水直接排至烟囱底部地面，然后通过筒身零米环形地沟底部接排水管排到筒外废水池。

筒壁内侧表面进行整平打磨*处理外表缺陷后，用二布五涂OM牌复合树酯玻璃钢涂层作防腐抗渗层，保护混凝土筒壁不受侵蚀，防腐层厚度为1200um—1500um。要求湿膜厚度大于1500um。

翻模水平施工缝增加一布二涂玻璃钢涂层予以加强。

对拉螺栓孔用膨胀水泥石棉塞堵和硅橡胶封孔。

砖内衬保留但改为憎水型耐酸陶土砖，用钾水玻璃耐酸胶泥砌筑，勾缝。

新型抗渗防腐型烟囱构造设计与普通未脱硫常规烟囱设计对比与区别见后图：未脱硫的内衬因烟气温度高,内衬有保温隔热层,脱硫后如存在保温隔热层,反而容易积聚凝结酸液,使其从混凝土筒身的施工缝和未填充的模板对拉螺栓孔中渗出,这即为各运行燃煤电厂单筒混凝土烟囱经常出现渗漏的主要原因^[4]。本次优化即是针对该渗漏问题进行了创新性的工作。

1）普通形式构造设计图：（以往未脱硫时排干烟气的旧形式，为不少渗漏烟囱采用）

2）新型防腐抗渗烟囱构造设计图：

3施工要点及验收

针对以往工程经验教训，筒身施工缝和内衬砌筑以及牛腿处渗漏问题，对于本工程设计和施工中重点要求：混凝土筒身内壁平整，筒身含水率小于6%，拆模后打磨整平，刷界面剂，随后由下至上，对施工缝做加强防腐层，其上整体按设计要求做二布五涂防腐层，防腐材料生产单位全程指导施工，整体筒身防腐层施工完成后，由建设单位、监理单位组织有关方验收，合格后，方可进行耐酸砖的砌筑。带企口憎水耐酸砖，针对以往砖缝饱满度不够严实的实际情况，要求施工中铺抹胶泥饱满并勾缝，尤其是每层砖的企口衔接处胶泥填充饱满，确保砌体胶泥竖缝粘接密闭严实。该工程于2013年6月份开始防腐改造及内衬砌筑，10月份完工，验收全部合格，于2014年底投入使用。

图3-1施工筒壁OM牌防腐材料的厂家在现场

用美国PosiTector200型

超声波仪器测量玻璃钢涂层厚度

图3-2监理检查施工缝打磨情况 图3-3施工缝贴布后情况

牛腿用硅橡胶和聚四氟乙烯布进行逐个封闭，聚四氟布上边嵌入砖灰缝内，用硅橡胶粘结，下边用316L耐酸不锈钢压条固定。使牛腿继续保持支承耐酸砖砌体的同时，仍具有砌体竖向温度区段的柔性分隔作用。

图3-4聚四氟布封闭后的牛腿

4项目优化的经济性

该项目创新的有关布置设计及筒身及牛腿等构造形式已经获多项国家，现对新、旧两种设计方案的经济性进行比较：

新旧两种设计方案的经济性对比表

（以国锦电厂烟囱高210米，出口7米的工程量为例）

按照2013年市场行情，该项目防腐及内衬砌筑总价实际为878万元，当时同类烟囱内衬按照复合钛钢板设计约需2000万元，玻化陶瓷砖+进口胶内衬约需1400万元。采用优化的新型构造形式后，工程节约成本约在550-1150万元左右。