高性能鱗片涂料在脫硫煙囪防腐蝕中的應用(二)

    腐蝕介質在固化后膠泥中的滲透必須經過無數條曲折的途徑,因此在一定厚度的耐腐蝕層中,腐蝕滲透的距離大大延長,客觀上相當于有效地增加了防腐蝕層的厚度,所以該材料具有以下特點[3]。
    (1)耐腐蝕性能好。由于鱗片涂層采用的基體樹脂是高性能的乙烯基酯樹脂,該類型樹脂有較環氧樹脂更好的耐腐蝕性能。
    (2)較低的滲透率。鱗片涂層的抗水蒸汽滲透率比普通環氧樹脂涂料高6~15倍,比普通環氧FRP高4倍。
    (3)鱗片涂層具有較強的粘結強度,不僅指樹脂基體與其中的玻璃鱗片之間的粘結強度較高,而且鱗片涂層與基材之間的粘結強度高,該鱗片膠泥與混凝土或碳鋼基材之間的粘結強度高,與鋼板的粘結強度≥2.0MPa,與混凝土的粘結強度≥2.5MPa。所以該鱗片膠泥涂層不易產生龜裂、分層或剝離,附著力和沖擊強度較好,從而保證較好的耐蝕性。
    (4)耐高溫性能好。與其他耐溫涂料復合,可使耐溫上限提高到180℃(長期),高可達230℃。如電力系統中的FGD在某些非正常情況下,FGD中的某些階段溫度可以達到200~250℃。
    (5)耐溫差(熱沖擊)性能較好。涂層中由于含有許多玻璃鱗片,因此消除了涂層與鋼鐵之間的線膨脹系數的差別,鱗片涂層的線膨脹系數約為11.5×10-6m/(m℃),鋼鐵的線膨脹系數為12.0×10-6m(/m℃),兩者之間比較相近,使鱗片涂層適合于溫度交變的重腐蝕環境。
    (6)耐磨性好。鱗片涂層在固化后的硬度較高,比普通醇酸漆高2~3倍,且有韌性,耐磨性較好,如乙烯基酯樹脂鱗片膠泥的耐磨性為120mg(CS-17W-500 g情況下)。
    (7)工藝性較好。由于該鱗片膠泥的固體成份較高,可以一次性成較厚的涂層,涂層方法可以是噴涂、滾涂、刷涂等成型工藝,并具有當場配制和室溫下固化的特點。
    4高性能防腐蝕鱗片涂料襯里的經濟性
    目前在國內外電廠煙氣脫硫裝置中鱗片復合材料已廣泛應用,如在設計浙江烏沙山發電廠4×600MW燃煤機組煙氣脫硫工程中,因為某些客觀因素,此脫硫系統未設置煙氣再熱裝置(GGH),進吸收塔管道原煙氣的溫度為110℃,高可達130℃,而經吸收塔后出來的凈煙氣溫度為60℃左右,對吸收塔后煙道和煙囪有很強的腐蝕性,在此工況下除采用適量的合金板外,對于高溫區煙道和低溫區煙道采用了不同的乙烯基脂樹脂高性能防腐蝕鱗片復合材料內襯,從而延長其使用壽命。由于該工程在FGD裝置中省卻了GGH裝置,從而節省裝置的設備費用達3600萬元,其他安裝等費用達600萬元,這樣FGD建設費用可節省4200萬元。以發電廠2×600MW燃煤機組一座內筒直徑6m,高240m的煙囪為例,就其不同的防腐設計做個技術經濟比較見表1。


    從上表可以看出,襯玻璃鱗片涂料不僅施工難度小,易修補,物理失效少而且造價較低。雖然采用玻璃鱗片襯里要在15年左右進行維修和防護,但也可以根據情況進行局部或者是全部的防腐蝕處理。所以采用此材料作為防腐蝕襯里不但防腐效果好,而且具有相當的經濟性競爭優勢,為新建脫硫煙囪采用的防腐措施提供了一個新的選擇,同時對國內電廠舊煙囪的改造具有很好的參考價值。
    5高性能防腐蝕鱗片涂料的應用
    近年來在國內大型冶煉廠例如:江西銅業公司貴溪冶煉廠,金隆銅業有限公司銅陵冶煉廠在硫酸系統中的凈化工段及脫硫煙道采用了大量的防腐蝕鱗片涂料,經多年使用效果很好,未出現異常情況。而在我國電廠煙氣脫硫裝置中高性能防腐蝕鱗片復合材料的應用也很廣泛,如參加設計的浙江烏沙山發電廠4×600MW機組,寧夏寧武發電廠2×600MW機組,江西豐城發電廠2×300MW機組煙氣脫硫工程以及所了解的國內許多電廠煙氣脫硫工程都有效地應用了該材料,具體部位有:(1)煙囪、脫硫吸收塔組件、出口聯接煙道。這些大多數FGD部件操作溫度相對低溫(低于90℃)。
    (2)脫硫吸收塔進口聯接煙道和旁路輸送管道。這些部件是在未經洗滌的、酸性的、含有微粒的,并且在相對較高的溫度條件的連續作用氣體的環境下進行工作的。在許多FGD系統這些部位的操作溫度為135~180℃之間。
    由于上述提及的優點,使乙烯基酯樹脂鱗片涂料在各方面得到廣泛地應用。近幾年成功應用于發電廠FGD和冶煉廠硫酸系統內壁的防腐蝕襯里,有效地延長了防腐蝕襯里的使用壽命。根據襯里基層材料的不同,有相應不同的施工工藝要求。在碳鋼基層上使用的方法結構如下:①先將鋼結構表面除油去污,再進行除銹,除銹等級一般為Sa21/2。除銹面清理干潔后用乙烯基酯樹脂打底,底漆層用以防止基底生銹及增強基底與鱗片膠泥層的粘結力。一般涂一遍,底漆平均厚度:0.15mm。②鱗片膠泥層:一般涂兩遍,平均厚度為2.0mm(不得小于1.6mm)。③面層:用以使鱗片內襯樹脂表面硬化,提高耐腐蝕、耐磨耗性能,使表面光滑。一般涂二遍,平均厚度:0.25mm,遍:0.15~0.20mm厚。為便于觀察各涂層厚度,避免混涂,常將鱗片膠泥及面漆等制成不同顏色,鱗片膠泥一般制成蘭色及白色(或紅色),涂布二層鱗片膠泥時,分別采用不同顏色的品種。
    在煙氣經吸收塔出口至排煙煙囪底部以及煙囪上部1/3范圍內受磨損及腐蝕嚴重,因此在這些部位必須采用高強耐腐蝕性能、耐磨性好的高性能防腐蝕鱗片復合材料。
    7結束語
    綜上所述,高性能防腐蝕鱗片涂料能夠滿足電廠中的脫硫裝置設備、煙道、排煙煙囪防腐蝕應用需要。不論是經過脫硫后的煙氣,還是沒有脫硫后的煙氣,不論FGD總體裝置中是否設置有GGH,該材料在煙囪的防腐蝕應用均具有明顯的技術可行性和綜合經濟性。并對老電廠的煙囪的防腐蝕改造相比其它防腐蝕材料有較大的競爭性,是一種值得推廣的防腐蝕復合材料。