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                  近幾年在對多座電廠增設脫硫設備和除塵設備等工程的監理中, 對所建成煙囪腐蝕及裂縫進行了實地檢測, 共計8座。采用高倍望遠鏡觀測裂縫, 采用開孔檢測腐蝕, 發現所有煙囪均有不同程度裂縫和腐蝕存在, 投產時間短的裂縫程度輕, 反之裂縫及腐蝕程度重, 背風面裂縫輕, 迎風面裂縫重。經過歸類分析認為煙囪裂縫和腐蝕分別由以下原因所產生。

          1  裂縫的開裂原因
                  1) 溫度差是引起裂縫最主要的原因。我國多數地區季節比較分明, 大風也多, 冬季溫度一般在- 20 ~ - 30 之間, 有的地區甚至到了- 40 。夏季又為熱燥天氣, 溫度高達30 ~ 40 左右。煙囪在運行的工況下出口溫度一般在73 ~ 75 , 處于恒溫。經晝夜溫度變化和季節變化煙囪內外就形成了較大的溫差, 煙囪外側混凝土就產生拉應力, 再加上冷熱氣候的反復作用裂縫產生就多, 春秋冬的大風加大了煙囪的溫差, 并使煙囪混凝土處于干裂的狀態中, 所以迎風面不僅有溫差產生的裂縫并加大了開裂程度, 造成了迎風面裂縫多、寬、長、深。背風面裂縫相對迎風面少、窄、短、淺的現象。迎風面最大裂縫有6 mm, 長約4 m, 深約60 mm。背風面最大的裂縫寬為1 mm, 2 m 左右, 深約25 mm。煙囪采用混凝土內襯也有開裂, 磚砌內襯磚有松動。裂縫的產生會加劇腐蝕。
                  2)
          內襯及隔熱層材料選用不當因而產生的裂縫。內襯及隔熱層選用的導熱系統數是主要和關鍵的, 要選用導熱系數低而憎水的材料做隔熱層, 取消空氣隔熱層, 因其起不到隔熱的作用, 選用密實的材料做內襯材料, 如采用耐火磚和防酸混凝土。如果選用內襯及隔熱材料不當, 隔熱效果差將使煙囪內溫度傳到囪壁上, 加大囪壁的溫差, 引起囪壁開裂。加上大氣溫度差的疊加會使裂縫更大更深。會使煙囪沿高度開裂的范圍加大, 對煙囪的危害也更大。
                  3)
          設計溫度取值低引起的裂縫。煙氣溫度是水平鋼筋配筋的主要依據之一, 溫度取值的高低直接影響水平鋼筋用量的多少, 溫度取值與工藝采用的除塵設備有關, 一般的水磨除塵是70 ~ 80 , 布袋和電除塵是110 ~ 150 , 機組在起動時的溫度是170 ~ 180 , 設計資料的溫度取值一般在120 ~ 150 ,低于實際起動溫度, 會造成局部范圍水平鋼筋面積配置不夠使煙囪壁開裂。建議布袋及電除塵采用計算溫度為200 , 水磨除塵采用設計溫度為150 。4)施工引起的裂縫。煙囪是電廠的主要設備之一, 煙囪施工的關鍵是施工工藝的選用, 應根據施工人員的技術水平確定。某電廠一期150 m 煙囪就是因施工采用滑模工藝, 技術水平沒達到要求造成了在100 m 處出現鼓肚及多道水平裂縫。還有雙滑工藝隔熱層保證不了, 使內外成為一體, 形成了冷橋, 使煙囪內溫度直接傳到了煙囪壁上, 造成了開裂。建議施工要采用好的工藝和專業隊伍, 避免施工造成不必要的裂縫。
          2 裂縫處理及預防
                  對運行中的煙囪裂縫不能置之不管, 使其繼續發展, 形成大的安全隱患, 建議對煙囪上的豎向裂縫將其鑿出新槎, 用硫磺膠泥補縫, 對水平縫要根據實際情況設置豎向加勁肋, 加水平抱箍加固。對內襯的裂縫要在機組檢修期內進行修補, 采用硫磺膠泥就可達到目的。
          設計中的煙囪要合適的煙氣計算溫度, 建議采用200 , 同時建議在煙囪頂高向下10 m 左右環筋適當加密, 采用憎水導熱系數低的隔熱材料。采用密閉性和密實性好, 導熱系數低的內襯材料。煙囪頂出口要重點處理, 局部加厚囪壁。
                 
          施工要選擇適合本工程技術水平和工藝的施工隊伍, 加強在施工過程中的管理, 把好所建煙囪材料的質量關, 加強對混凝土的養護, 要采用新的養護工藝, 在高空中保證養護質量。
          3  
          煙囪的維護
                  煙囪已被列入為電廠的設備之列, 煙囪的建設投資越來越高, 這對煙囪的維護要求更高, 要不斷的定期對煙囪進行裂縫觀測, 減少啟動次數, 以減小高溫差作用的次數, 運行中的老舊煙囪, 建議要普查腐蝕及裂縫的程度, 根據實際情況制定合理的維護措施, 以保證生產安全。
          4  
          煙囪腐蝕的原因
                 1) 脫硫溫度對煙囪的腐蝕影響。電廠煙氣中含一定量的SO3, 由于現在脫硫均采用濕法( FGO)工藝較多, 會使煙氣溫度顯著降低, 溫度低于露點溫度( 60 ), 與水蒸氣形成硫酸蒸汽后凝結成酸液, 對煙囪造成了腐蝕。對磚內襯是片狀剝蝕, 砂漿喪失膠凝作用, 墻體松動, 對鋼筋混凝土是剝蝕和形成酸槽, 使鋼筋腐蝕, 造成腐洞和裂縫。降低了鋼筋混凝土煙囪的剛度、強度和耐久性。
                  2)
          除塵方式的選用對煙囪腐蝕影響。電廠采用什么除塵器排塵, 是影響煙氣中SO3含量大小的一個重要原因, 除塵率高, 煙氣中SO3 含量少, 脫硫中形成的硫酸蒸汽小, 酸液少。對煙囪防腐就小, 除塵率低, 煙氣中SO3 含量大, 脫硫中形成硫酸蒸汽大,酸液多, 對煙囪的腐蝕加大。
                  3)
          煙囪的形式。經過調查研究, 正壓煙囪腐蝕對煙囪有強烈的作用, 全負壓煙囪是防腐的很好方法, 但在設計中很難做到全負壓。所以在設計中煙囪的各部尺寸確定尤為重要?,F在較廣泛采用內外套筒式的形式, 使壓力調成負壓, 對減少煙囪腐蝕比較有利。如采用其他形式盡量在工藝設計中設計成多段負壓的煙囪, 并將正負壓交換區域劃分出來對煙囪減小腐蝕非常有利。
                  4)
          外部大氣溫度變化的影響。外部的氣溫冷凍及熱燥對煙囪常年的交替作用, 形成了很大的腐蝕, 尤其是煙氣出口部分更為嚴重, 這是因為煙囪內煙氣的出口溫度為73 ~ 74 , 而大氣溫度冬季為- 30 ?? 左右, 如果大氣的相對濕度大于27%, 會在煙囪出口溫度交匯處很容易結露, 形成酸液, 造成煙囪出口腐蝕。
          5  
          防腐措施和建議
                 1) 采用密度大的內襯, 盡量用耐酸混凝土或耐火磚硫磺膠泥砌筑的內襯, 采用憎水的隔熱層材料, 取消空氣隔熱層。煙囪出口應用鑄石板硫磺膠粘結或用硫磺膠泥粘貼瓷磚。在隔灰平臺上做好防腐層, 并在適當位置留有足夠的滴酸孔。
                  2)
          采用高效率的除塵設備, 減少含塵煙氣進入脫硫設備中, 脫硫過程要盡量減少含水蒸氣的排入, 以減少煙氣中的酸液。加長脫硫煙道, 使其水分子含量減少, 或增加脫硫工藝中的凝結水裝置, 使酸液不排入煙囪。
                  3)
          煙囪設計要工藝先進, 盡量設計成全負壓形式, 設計不成要分段設計, 并區分出正負壓的區段交匯處, 重點將內襯用耐火磚和硫磺磚膠泥砌筑并塞縫。在正負壓區建議設計截酸槽,并引入至隔灰平臺。
                  4)
          在煙囪頂部位置刷漆環, 油漆要采用防腐酸油漆, 使其起到憎水防酸。
                  5)
          對運行中煙囪的維護。運行中煙囪就對其進行經常的檢查, 并對煙氣的含硫含塵進行控制, 對脫硫的低溫狀況跟蹤記錄, 用以確定酸液的含量。調整溫度降低酸液含量。對煙囪外部的維護要經常性, 避免外露鐵件的銹蝕。在停爐檢修期也要檢查煙囪的腐蝕狀況, 尤其是煙囪頂部的內襯。

          2012年04月23日

          煙囪裂縫及腐蝕的原因及處理措施

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