第一篇：電廠煙氣脫硫漿液管道設(shè)計(jì)總結(jié)資料

電廠煙氣脫硫漿液管道設(shè)計(jì)總結(jié)

[摘要] 石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)非常成熟，同時(shí)國(guó)內(nèi)也涌現(xiàn)了很多脫硫總包公司及專業(yè)脫硫設(shè)計(jì)公司。漿液（石灰石漿液和石膏漿液）管道設(shè)計(jì)工作量在濕法煙氣脫硫工藝設(shè)計(jì)中至少占60%的比例，重要性不言而喻。漿液管道與火電廠一般汽水管道的設(shè)計(jì)有很大的區(qū)別。漿液管道具有易磨損、易腐蝕及易堵塞等特點(diǎn)，在管道選材及布置設(shè)計(jì)時(shí)既要滿足一般流體管道設(shè)計(jì)的各種規(guī)范及通用要求，同時(shí)更要考慮到漿液管道在流程設(shè)計(jì)、布置設(shè)計(jì)、選材、流速計(jì)算、坡度設(shè)計(jì)、閥門及管件選型、支吊架選型等方面的特殊性。

[關(guān)鍵詞] 漿液管道；介質(zhì)特點(diǎn)；設(shè)計(jì)；技巧前言

目前國(guó)內(nèi)使用十分成熟的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫具有脫硫效率高、適應(yīng)煤種廣、脫硫劑價(jià)格便宜且采購(gòu)方便、技術(shù)成熟可靠及裝置運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)，該濕法工藝適用于不同類型、不同規(guī)格的火電廠鍋爐及其它燃煤鍋爐，也是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的脫硫工藝（占所有脫硫工藝的80%左右）。濕法工藝涉及到的管道主要分為以下幾類：煙道、漿液管道、汽水管道、空氣管道。其中的漿液管道是以往電力工程設(shè)計(jì)中所沒(méi)有的，它是水和固體顆粒物兩種介質(zhì)流的管道，它具有普通流體管道幾乎所有特性，同時(shí)又具有易磨損、易腐蝕及易堵塞等普通流體管道所沒(méi)有的特點(diǎn)，特別是在管道啟動(dòng)、運(yùn)行、停止等狀態(tài)時(shí)，如果設(shè)計(jì)得不合理，就會(huì)造成沉積甚至堵塞。正是由于后面的幾個(gè)特征決定了漿液管道在設(shè)計(jì)時(shí)與普通流體管道的巨大區(qū)別。漿液管道介質(zhì)特點(diǎn)

濕法煙氣脫硫漿液管道，具有普通流體管道幾乎所有特性，同時(shí)由于漿液管道內(nèi)介質(zhì)為石灰石粉或石膏粉等細(xì)小顆粒同水的混合物，并夾雜著部分氯離子（20000ppm以內(nèi)）和重金屬離子，使得漿液管道具有易磨損、易腐蝕及易堵塞等特點(diǎn)。2.1 磨損性

漿液的磨損性是指漿液中固體顆粒（特別是硅酸鹽類）對(duì)被磨損材料的撞擊及破壞。濕法煙氣脫硫漿液介質(zhì)主要由石灰石（CaCO3）顆粒（含有少量SiO2）、石膏（CaSO4?2H2O）顆粒和水組成，表3-1為北高峰電力工程設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)的某電廠2×300MW機(jī)組煙氣脫硫工程中部分漿液的成分：

從表2-1可以看出，漿液的含固量一般為4.0%~50%。石灰石漿液顆粒直徑取決于石灰石粉的目數(shù)，按照低標(biāo)準(zhǔn)250目的要求衡量，則石灰石漿液顆粒的直徑一般小于60μm，而石膏顆粒粒徑也大多小于100μm。在較高的流速(3m/s以上)時(shí)，這些顆粒會(huì)對(duì)管道內(nèi)壁產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損或沖蝕。2.2 腐蝕性

因漿液具有弱酸性，并且還夾雜著部分氯離子和氟離子，這些物質(zhì)會(huì)與碳鋼管壁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而使鋼管腐蝕，直至爛穿，影響脫硫裝置的使用壽命。主要反應(yīng)式為：

4Fe＋SO42-＋4H2O = FeS＋3Fe(OH)2＋2OH-

另外，Cl-比氧更容易吸附在金屬表面，并把氧排擠掉，從而使金屬的鈍化狀態(tài)遭到局部破壞而發(fā)生孔蝕，某些不銹鋼材料也難以避免。漿液對(duì)金屬管的腐蝕形式有：點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕、疲勞腐蝕、電化腐蝕等等。

防止腐蝕的最佳方法是阻止?jié){液與金屬面接觸，如襯膠（目前應(yīng)用較廣泛的為丁基橡膠）或襯塑。2.3 易堵塞性

濕法煙氣脫硫漿液管道為兩相流。兩相流的特點(diǎn)是流速一定要控制在合適的范圍之內(nèi)。流速高了易產(chǎn)生磨損并大大增加管道阻力，而流速低了則會(huì)產(chǎn)生沉積，縮小管道的流通面，直至堵塞整根管道。漿液管道的易堵塞還表現(xiàn)在沉積物長(zhǎng)期不清理會(huì)導(dǎo)致硬化結(jié)塊，最終整根管道報(bào)廢。

對(duì)于含有弱堿性（含Ca2-）的管道還有容易結(jié)垢的特點(diǎn)，不管流速如何，長(zhǎng)期運(yùn)行均會(huì)導(dǎo)致管道結(jié)垢堵塞。這也是濕法煙氣脫硫吸收塔漿液PH保持5~6（弱酸性）的重要因素之一。漿液管道的設(shè)計(jì)

針對(duì)濕法煙氣脫硫漿液管道的介質(zhì)特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)漿液管道時(shí)既要滿足普通低壓流體管道設(shè)計(jì)的規(guī)定及要求，同時(shí)又要考慮到漿液管道的特殊性。下面從漿液管道設(shè)計(jì)時(shí)的一般要求、管道選材、管徑計(jì)算、坡度要求、管廊布置、閥門選型及布置、支吊架布置等幾個(gè)方面介紹： 3.1 一般要求

漿液管道流程設(shè)計(jì)時(shí)的一般要求：應(yīng)充分注意采用先進(jìn)技術(shù)，合理利用裝置內(nèi)的能量，妥善地處理廢氣和廢液（由于脫硫廢水中可溶性鹽類和氯離子含量非常高，對(duì)再利用用戶的系統(tǒng)材質(zhì)和產(chǎn)品會(huì)造成不良影響，所以脫硫廢水最好用作鍋爐撈渣、沖灰、沖渣的補(bǔ)充水或煤場(chǎng)灑水等）；必須滿足正常生產(chǎn)、開(kāi)停工、安全和事故處理的要求，并應(yīng)考慮維修要求和一定的操作靈活性；管道進(jìn)出裝置處應(yīng)設(shè)置切斷閥；裝置因事故或定期停工要進(jìn)行大修時(shí)，應(yīng)有將裝置內(nèi)物料全部排出至事故漿罐的措施。

漿液管道布置設(shè)計(jì)時(shí)的一般要求：應(yīng)符合工藝設(shè)計(jì)要求；盡量布置成“步步高”或“步步低”，以避免液袋或“盲腸”，否則需要設(shè)置導(dǎo)淋點(diǎn)，或至少通過(guò)人工清除；先難后易，如先布置重要的、大管徑的、漿液的管道，后布置細(xì)小的、次要的、輕的管道；管道布置應(yīng)整齊有序，橫平豎直，成組成排，便于支撐；縱向與橫向的標(biāo)高應(yīng)錯(cuò)開(kāi)，一般在改變方向的同時(shí)改變標(biāo)高；管道最好架空或地上敷設(shè)，漿液管一般不允許地溝敷設(shè)或直埋；不妨礙設(shè)備、機(jī)泵、儀表和閥門的操作及維修；滿足流量計(jì)、密度計(jì)及PH計(jì)等對(duì)管道的特殊要求；變徑管件應(yīng)緊靠需要變徑的位置，以節(jié)約管材；管道應(yīng)妥善支撐；人通行處管底標(biāo)高不宜小于2.2m，車通行處管底標(biāo)高不宜小于4.5m；并排布置管道法蘭外緣之間的凈距不宜小于25mm（無(wú)法蘭管道為50mm），或保溫層之間的凈距不宜小于50mm；穿樓板時(shí)予留孔應(yīng)設(shè)擋水沿，孔徑應(yīng)滿足法蘭進(jìn)出；無(wú)壓流管道孔板應(yīng)布置在立管上，以利于排凈；法蘭的位置設(shè)置要滿足安裝螺栓的操作空間；管道一般應(yīng)設(shè)坡度（坡度要求后面會(huì)詳細(xì)展開(kāi)說(shuō)明）；漿液管道應(yīng)遠(yuǎn)離電氣設(shè)備及電纜橋架，無(wú)法避免的則管道盡量在下面走，以防止滴液腐蝕電氣設(shè)備；泵吸入段應(yīng)留有有效的氣蝕余量，一般至少為泵所需氣蝕余量的1.2倍，泵吸入段應(yīng)盡量短而直，泵入口的大小頭應(yīng)盡量靠近漿液泵。3.2 管道選材

目前，國(guó)內(nèi)漿液管道一般采用的材料有：襯膠碳鋼管（RL）、襯塑碳鋼管（PL）、玻璃鋼管（FRP）、聚丙烯（PPR、PPH）管、不銹鋼（304、316）管等。

襯膠碳鋼管（RL）以普通碳鋼管（Q235-A）或優(yōu)質(zhì)鋼管（20#）作為鋼架材料，以橡膠（一般是丁基橡膠）作為襯里層，將金屬特性和橡膠特性合二為一。襯膠碳鋼管具有耐磨、抗?jié)B防腐、耐熱（120℃）等性能，管與管之間采用法蘭連接。碳鋼襯膠管是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣脫硫漿液管道。碳鋼襯膠要徹底，不僅要對(duì)所有管道內(nèi)壁進(jìn)行襯膠，還要對(duì)所有可能接觸漿液的部件如法蘭面（襯膠要覆蓋法蘭面而無(wú)需墊片）、管內(nèi)件、閥門、漿液泵等進(jìn)行襯膠。否則，只要有一處被腐蝕，爛點(diǎn)就會(huì)蔓延，直至影響整個(gè)部件。目前，我國(guó)國(guó)內(nèi)的襯膠管道廠家也比較多，如：濟(jì)南長(zhǎng)虹、靖江王子、鄭州力威、杭州順豪等。

襯塑鋼管（PL）是普通碳鋼管或優(yōu)質(zhì)鋼管內(nèi)襯塑料而成的管材。襯塑鋼管（PL）分鋼襯聚丙烯（PP）、鋼襯聚乙烯（PE）、鋼襯聚氯乙烯（PVC）、鋼襯聚四氟乙烯（PTFE）等幾種，管與管之間也采用法蘭連接。由于價(jià)格比襯膠鋼管貴，在煙氣脫硫工程中襯塑鋼管（PL）一般只用在細(xì)小口徑的漿液管中。

玻璃鋼管（FRP）是一種由基體材料和增強(qiáng)材料兩個(gè)基本組分并添加各種輔助劑而制成的復(fù)合材料。常用的基體為各種樹(shù)脂，常用的增強(qiáng)材料主要有碳纖維、玻璃纖維、有機(jī)纖維等。玻璃鋼管（FRP）具有耐腐蝕性、耐熱性、耐磨性、重量輕等特點(diǎn)。玻璃鋼管道的接頭方式有多種，主要包括：承插膠接、平端對(duì)接、法蘭連接等，公稱壓力從常壓至4.0MPa不等，溫度范圍為-40～l00℃。缺點(diǎn)是相比金屬管強(qiáng)度低、剛性差，長(zhǎng)期受紫外線照射易老化，在濕法煙氣脫硫工程少部分會(huì)采用，如噴淋管、氧化空氣管等。

聚丙烯（PPR、PPH）管是采用無(wú)規(guī)共聚聚丙烯經(jīng)擠出而成的管材（注塑成為管件），是歐洲90年代初開(kāi)發(fā)應(yīng)用的新型塑料管道產(chǎn)品。PPR（PPH）管除了具有一般塑料管重量輕、耐腐蝕、不易結(jié)垢等特性外，還有較好的耐熱性，PPR（PPH）管的最高工作溫度可達(dá)95℃。PPR（PPH）管材、管件可采用熱熔和電熔連接，安裝方便。PPR（PPH）管的缺點(diǎn)是相比金屬管強(qiáng)度低、剛性差，5℃以下存在一定低溫脆性，PPR（PPH）管長(zhǎng)期受紫外線照射易老化降解；另外，PPR（PPH）管的線膨脹系數(shù)較大(0.15mm/m℃)，在布置設(shè)計(jì)時(shí)要有吸收熱膨脹的措施。少數(shù)濕法脫硫工程采用PPR（PPH）管作漿液管道，主要還是看中它的價(jià)格便宜、安裝方便。如北高峰電力設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)的某電廠1×320MW燃煤機(jī)組煙氣脫硫工程就采用了PPH管作室內(nèi)漿液管道。

不銹鋼（304、316）管具有防腐、耐熱、強(qiáng)度高及美觀等性能，缺點(diǎn)是價(jià)格高，并且碰到氯離子時(shí)也會(huì)生銹。不銹鋼（304、316）管一般用在細(xì)小而無(wú)法襯膠的漿液管道中，如DN10~DN40等。3.3 管徑計(jì)算

管道的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足工藝對(duì)管道的要求，其流通能力應(yīng)按正常生產(chǎn)條件下介質(zhì)的最大流量考慮，其最大壓力降應(yīng)不超過(guò)工藝允許值，其流速應(yīng)位于根據(jù)介質(zhì)的特性所確定的安全流速范圍內(nèi)。

在以往普通流體管道（碳鋼管）設(shè)計(jì)中，介質(zhì)流速一般是0.6~4.0m/s，蒸汽流速最高可達(dá)90 m/s。而漿液兩相流管道的流速有特殊的要求（防磨、防沉積、防振動(dòng)）：帶壓漿液管道流速宜選擇在1.2-3.0m/s范圍內(nèi)，自流管道流速宜不超過(guò)1.2m/s。這樣，初選管徑可由下式求得：

di=18.8(qv/u)0.5

di——管內(nèi)徑，mm；

qv——體積流量，m3/h；

u——漿液流速，m/s。

由計(jì)算所得的di并按照典規(guī)或其它規(guī)范來(lái)選定公稱直徑DN。因?yàn)槭堑蛪毫黧w，公稱壓力一般選為PN1.0或PN0.6（僅針對(duì)大管徑，如DN≥400mm）。根據(jù)選定的DN再來(lái)計(jì)算管道壓力降是否滿足工藝要求，見(jiàn)下式：

ΔP=ΔPm＋ΔPj＋ΔPh

ΔP——管道總壓降，KPa；

ΔPm——管道摩擦阻力，KPa；

ΔPj——管道局部阻力，KPa；

ΔPh——漿液水平高差阻力降，KPa

其中ΔPm、ΔPj和ΔPh的計(jì)算公式如下：

ΔPm=λLρu2/（2di）

ΔPj=Σξρu2/2000

ΔPh=ρgh/1000

λ——管道摩擦系數(shù)，無(wú)量綱；

L——直管長(zhǎng)度，m；

ρ——漿液密度，Kg/m3；

Σξ——局部阻力系數(shù)（包括彎頭、三通、閥門、孔板、膨脹節(jié)及設(shè)備進(jìn)出口等）之和，無(wú)量綱；

h——漿液水平高差，m；

g——重力加速度，9.8m/s2；

如計(jì)算所得的管道壓力降ΔP太大，超過(guò)了工藝系統(tǒng)所能承受的范圍，則必須增大管徑或縮小抬升高度以降低阻力（有些場(chǎng)合，管道漿液落差是作為勢(shì)能處理的，則落差越高越有利）。3.4 坡度要求

泵管線（帶壓）系統(tǒng)中管線坡度推薦按以下規(guī)定執(zhí)行：

對(duì)于小于30％含固量的漿液管，坡度為50mm/m；

對(duì)于30～50％含固量的漿液管，坡度為100mm/m；

對(duì)于大于50％含固量的漿液管，坡度為200mm/m。

重力流（無(wú)壓）管線坡度推薦按以下規(guī)定執(zhí)行：

對(duì)于小于10％含固量的漿液管，坡度為50mm/m；

對(duì)于10～30％含固量的漿液管，坡度為100mm/m；

對(duì)于30～50％含固量的漿液管，坡度為200mm/m；

對(duì)于大于50％含固量的漿液管，坡度為300mm/m。

一般管道坡度均由高處一路向下坡至最底點(diǎn)，以利于漿液排空。

對(duì)于較長(zhǎng)距離管線輸送（如綜合管廊等），考慮到布置困難，在設(shè)置管道沖洗和人工清理（如導(dǎo)淋）的條件下可以降低坡度要求，如2~3‰等。3.5 管廊布置

確定管廊基本方案的因素很多：首先是吸收塔及公用系統(tǒng)所處的位置，一般情況下管廊由公用系統(tǒng)出發(fā)，到吸收塔結(jié)束；其次是管廊周圍的地形地貌，如廠區(qū)道路、周圍建構(gòu)筑物的位置、廠區(qū)地平面的坡向及電廠原有管廊的布置等等。

管廊的布置原則以能聯(lián)系盡量多的設(shè)備（或箱罐）為宜，并且布置時(shí)管廊盡量地短而直。一般情況下，管廊平行或垂直于馬路，管廊土建立柱的外緣離道路邊至少1米。管廊一般由L形、T形、U形和π形等組成。

管廊的寬度主要由管道的數(shù)量及管徑大小確定，并考慮一定的予留寬度（20~25%），管廊布置還要給電纜橋架予留位置，管廊的寬度一般不超過(guò)3m；場(chǎng)地不夠時(shí)，管廊可以考慮多層布置，如雙層或3層布置；管廊一般在首尾段管道密度減少，必要時(shí)可以減少首尾段管廊的寬度或?qū)訑?shù)；管廊的柱距是由敷設(shè)在其上的管道因垂直荷載所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力和撓度決定的，通常為5~7m，特殊情況（如跨馬路）則可設(shè)置挑架以減少跨距；管廊最底層管道在人通行處管底標(biāo)高不宜小于2.2m，車通行處管底標(biāo)高不宜小于4.5m；管廊的坡度要求一般選為2~3‰，特殊情況可不設(shè)坡度，但漿液管道必須設(shè)置沖洗水；對(duì)于雙層管廊，上下層之間的距離一般為500~1200mm，上下層高差主要取決于管道直徑、支架形式（如直接用抱箍固定在橫梁上并統(tǒng)一坡向則可以大大縮小兩層間的高差）及管道坡度；管架可以就地利用現(xiàn)有建構(gòu)筑物，如建筑物的立柱、橫梁、煙道支架等。

對(duì)于多層管廊，通常氣體管道、熱的管道布置在上層，漿液管道、粗重的管道布置在下層，電纜一般布置在最上層，盡量做到條理清楚并且增加管廊的穩(wěn)定性；管廊在T形交叉處或設(shè)備進(jìn)出處通常布置有較多的閥門，應(yīng)設(shè)置操作平臺(tái)，平臺(tái)宜位于管道的上方；當(dāng)泵布置在管廊下方時(shí)，管廊的下層應(yīng)留有供管道穿越所需的空隙。3.6 閥門選型及布置

閥門的主要功能是接通或截?cái)嗔黧w通路、調(diào)節(jié)和節(jié)流、調(diào)節(jié)壓力及釋放過(guò)剩壓力和防止倒流等。

蝶閥具有尺寸小、重量輕及開(kāi)閉迅速的特點(diǎn)，并有一定的調(diào)節(jié)功能。由于蝶閥閥板的運(yùn)動(dòng)帶有擦拭性，故大多數(shù)蝶閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質(zhì)，用在漿液管道中的蝶閥有襯膠蝶閥和合金鋼蝶閥等。蝶閥的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和總體高度較小，開(kāi)啟和關(guān)閉速度快，在完全開(kāi)啟時(shí)，具有較小的流體阻力，比較適用脫硫漿液（低壓流體）系統(tǒng)。按連接型式蝶閥可分為法蘭連接和對(duì)夾式連接。另外，蝶閥密封性較差，使用壓力和工作溫度范圍小，有些要求嚴(yán)格的場(chǎng)合不推薦使用蝶閥。

隔膜閥（在漿液系統(tǒng)中最好使用直通型閥門）是閥體內(nèi)裝有能產(chǎn)生撓性的橡膠或塑料制成的隔膜作為關(guān)閉件，并把閥體內(nèi)腔與閥蓋內(nèi)膜隔開(kāi)的一種閥門。隔膜閥具有密封性好、流阻小及價(jià)格比較低等優(yōu)點(diǎn)，但隔膜閥機(jī)械壽命較短。隔膜閥能使用于有腐蝕性的、含硬質(zhì)懸浮物的介質(zhì)，且可以安裝在漿液管道的任何位置。

球閥是近年來(lái)被廣泛采用的閥門，它具有流體阻力小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封可靠、適用范圍廣、操作靈活等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，球閥在全開(kāi)全閉時(shí)，球體和密封圈的密封面與介質(zhì)隔離，高速通過(guò)閥門的介質(zhì)不會(huì)浸蝕密封面，增加了球閥的使用壽命。球閥可以使用在漿液管道中。

在石膏排出去一級(jí)旋流器進(jìn)料管道上及石灰石漿液進(jìn)吸收塔管道上還要用到電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，該調(diào)節(jié)閥必須有防腐功能。

止回閥僅用在水和空氣管道中，止回閥不應(yīng)使用在漿液系統(tǒng)中。

北高峰電力設(shè)計(jì)公司在給洛陽(yáng)伊川龍泉坑口自備發(fā)電有限公司2×300MW機(jī)組煙氣脫硫工程及安徽安慶皖江發(fā)電有限責(zé)任公司2×300MW機(jī)組煙氣脫硫項(xiàng)目設(shè)計(jì)中所有接觸漿液的管道基本上選用隔膜閥和蝶閥兩種閥門。

沖洗和排放的閥門和漿液環(huán)路的給料/隔離的閥門應(yīng)盡可能靠近主管道以避免堵塞；一般情況下，在人難以操作到的地方或經(jīng)常要使用的閥門最好采用電動(dòng)或氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所有閥門的安裝位置均應(yīng)便于操作、維護(hù)和檢修，安裝位置過(guò)高的閥門應(yīng)設(shè)置操作平臺(tái)；閥門相鄰布置時(shí)，手輪間的凈距不宜小于100mm；對(duì)于水平布置的閥門，執(zhí)行機(jī)構(gòu)及閥桿不應(yīng)低于水平管道，閥門的閥桿不應(yīng)朝下；立管上閥門手輪的安裝高度宜為1.2~1.5m；蝶閥在安裝時(shí)，閥瓣要停在關(guān)閉的位置上，并應(yīng)注意使閥板下部在閥門在開(kāi)啟時(shí)朝介質(zhì)流動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)。3.7 支吊架布置

一般認(rèn)為，一次應(yīng)力的大小是衡量管系能否穩(wěn)定安全運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)之一。一次應(yīng)力是由管道內(nèi)壓和持續(xù)外載（包括自重）作用產(chǎn)生的應(yīng)力，一次應(yīng)力過(guò)大，則管系可能會(huì)被破壞。管道應(yīng)力和支架承受荷載的大小可以通過(guò)設(shè)置支架加以調(diào)整，支吊架的設(shè)置對(duì)管系一次應(yīng)力的大小有著直接的關(guān)系。二次應(yīng)力是由管系熱變形和其它位移受約束而引起的，也就是二次應(yīng)力是由固定支架及限位支架引起的，由于漿液管道均為常溫（40℃~50℃）管道，漿液管道二次應(yīng)力一般不予考慮。漿液管道中常用的支架形式有：固定支架、滑動(dòng)支架、導(dǎo)向支架、剛性吊架及限位支架五種。

漿液管道支吊架選用原則：按照支承點(diǎn)所承受的荷載大小和方向、管道的位移情況、是否保溫、管道的材質(zhì)等條件選用合適的支吊架；為便于成批生產(chǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)管卡、管托和管吊；漿液管道因禁止焊接的要求，與管道直接接觸面一般使用卡箍（焊接型支架必須先焊接再返廠內(nèi)襯膠）；當(dāng)管道底部與支撐面有高差時(shí)一般用鋼管加鋼板墊高；當(dāng)管道在支承點(diǎn)處不得有位移時(shí)，應(yīng)選用固定支架；當(dāng)2根以上管道并排布置時(shí)，推薦共用橫旦并各自用卡箍固定。

綜合管架在管道有坡度時(shí)，一般土建支架仍就統(tǒng)一標(biāo)高，以利于土建設(shè)計(jì)及土建施工，在管道安裝時(shí)利用鋼管加鋼板墊高的方法設(shè)置坡度；也可以采用在土建立柱側(cè)予埋鋼板，在管道安裝時(shí)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置槽鋼橫旦，所有管道直接擱在橫旦上并用卡箍固定。北高峰電力設(shè)計(jì)公司在安徽安慶皖江發(fā)電有限責(zé)任公司2×300MW機(jī)組煙氣脫硫項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的管廊就是采用后面的方法，它的好處是管廊整齊美觀、節(jié)省支吊架材料、管道層與層之間的高差小，缺點(diǎn)是管道有很多液袋，需增設(shè)很多導(dǎo)淋。

漿液管道支吊架布點(diǎn)原則：首先要滿足管道最大允許跨距的要求；在有集中載荷時(shí)，支點(diǎn)要盡量靠近集中載荷，以減少偏心荷載和彎曲應(yīng)力；在敏感設(shè)備（泵、膨脹節(jié)等）附近，應(yīng)設(shè)置支架以防止管道荷載作用于設(shè)備；盡可能利用現(xiàn)有建構(gòu)筑物的梁柱作為生根點(diǎn)。

支架跨距應(yīng)根據(jù)管徑大小及流體密度按照有關(guān)規(guī)范或手冊(cè)查取，也可以按照下面的公式計(jì)算：

L1=0.22(Et?I/q)1/4 ；按剛度條件

L2=([σ]?W/q)1/2 ；按強(qiáng)度條件

Lmax=min(L1, L2)；允許跨距

Lmax——允許跨距，m；

L1——由剛度條件決定的跨距，m；

L2——由強(qiáng)度條件決定的跨距，m；

Et——管材在設(shè)計(jì)溫度下的彈性模數(shù)，MPa；

I——管道扣除腐蝕裕度及負(fù)偏差后的斷面慣性距，cm4；

q——每米管道的質(zhì)量（包括裸管、保溫層及介質(zhì)），Kg/m；

W——管道扣除腐蝕裕度及負(fù)偏差后的斷面抗彎模數(shù)，cm3；

[σ]——管材在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，MPa；

對(duì)于末端直管的允許跨距應(yīng)為計(jì)算值的0.7~0.8倍；對(duì)于水平管道的彎管部分，其兩支架間的管道展開(kāi)長(zhǎng)度應(yīng)為水平直管跨距計(jì)算值的0.6~0.7倍。3.8 漿液管道設(shè)計(jì)易錯(cuò)點(diǎn)

石灰石-石膏濕法煙氣脫硫在國(guó)內(nèi)已經(jīng)非常成熟，也涌現(xiàn)了很多大的脫硫公司，如武漢凱迪、中國(guó)華電、北京博奇、浙江天地、浙大網(wǎng)新、國(guó)電龍?jiān)吹鹊龋备叻咫娏υO(shè)計(jì)公司參與了上述很多公司的脫硫設(shè)計(jì)，積累了豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)以往的脫硫工程設(shè)計(jì)，接下來(lái)總結(jié)幾條新手容易在漿液管道設(shè)計(jì)中犯的錯(cuò)誤：

——旋流器溢流是無(wú)壓自流管道，新手往往為了節(jié)約管道材料，在滿足流速的情況下，溢流口加大小頭縮小管徑讓其溢流至吸收塔，造成溢流不暢；

——旋流器溢流去吸收塔是無(wú)壓自流，沒(méi)有動(dòng)力，布管時(shí)一定要“步步低”，否則旋流器會(huì)溢出； ——密度計(jì)是一個(gè)比較“嬌貴”的元件，要單獨(dú)設(shè)置一路沖洗水，新手往往會(huì)遺漏；另外，漿液密度計(jì)宜布置在垂直管道上，以防堵；

——吸收塔噴淋管進(jìn)口不是吸收塔本身的予留口，而是從予留口中伸出的雙法蘭FRP口（噴淋管自帶），有些新手往往接錯(cuò)接口；同樣問(wèn)題的還有除霧器沖洗水接口、氧化空氣管接口等；

—— 一般漿液管道公稱壓力選為PN1.0MPa，但是循環(huán)泵進(jìn)口管與大蝶閥相配的法蘭一般為PN0.6 MPa，一定要引起注意，否則該大襯膠管作廢，還要影響工期；

——循環(huán)漿液立管限位支架在吸收塔壁予埋拉桿耳件時(shí)要注意相鄰兩循環(huán)漿液立管的拉桿不要打架，最好兩相鄰限位點(diǎn)上下錯(cuò)位；

——在布置吸收塔液側(cè)管道時(shí)，不要將吸收塔樓梯擋住，否則修改起來(lái)很麻煩；

——小漿液泵出口大小頭最好用不銹鋼或加大一級(jí)尺寸，否則大小頭小口去掉襯膠厚度后尺寸很小，造成漿液流速很大，容易造成磨損； ——箱罐及管道的排凈口要45°順流斜入地溝，以防止?jié){液沖刷地溝鱗片；

——真空皮帶機(jī)底盤排水管至少DN200，并設(shè)坡度，以防堵塞；

——管道穿樓板處一定要予留開(kāi)孔，開(kāi)孔大小要滿足管道法蘭進(jìn)出，否則給施工帶來(lái)麻煩；

——真空泵排汽管在墻外排汽口要向上開(kāi)，并加雨帽，否則將來(lái)凝結(jié)水會(huì)滴到馬路上或墻上，影響美觀和路人通行；

——真空皮帶脫水機(jī)汽液分離器的疏水管進(jìn)入濾液水箱的深度必須低于濾液箱的最低液位，否則，真空將被破壞；

——吸收塔高－高液位位于煙氣入口煙道底部下300mm，溢流管的高點(diǎn)（即最高管道內(nèi)底部）必須與吸收塔高－高液位持平。另外，溢流管的高點(diǎn)還應(yīng)設(shè)置排空管以防止倒虹吸現(xiàn)象。

——所有的漿液管道、漿液泵在停運(yùn)或切換后，應(yīng)執(zhí)行如下操作：先打開(kāi)排空閥，然后再打開(kāi)沖洗閥門進(jìn)行沖洗。為保證沖洗效果，排空閥應(yīng)盡量靠近箱體，離沖洗閥門盡量遠(yuǎn)。避免管段成為死區(qū)無(wú)法沖洗到，形成堆積。漿液管道設(shè)計(jì)規(guī)范及手冊(cè)

漿液管道設(shè)計(jì)時(shí)所要應(yīng)用到的規(guī)范如下：

《火電廠煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范?石灰石/石灰-石膏法》HJ/T179

《火力發(fā)電廠煙氣脫硫設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》DL/T5196

《火力發(fā)電廠汽水管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》DL/T5054

《火力發(fā)電廠保溫油漆設(shè)計(jì)規(guī)程》DL/T5072

《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50316

《鋼制對(duì)焊無(wú)縫鋼管》GB12459

《電力工程制圖標(biāo)準(zhǔn)》DL5028

漿液管道設(shè)計(jì)時(shí)所要應(yīng)用到的手冊(cè)如下：

《火力發(fā)電廠汽水管道零件及部件典型設(shè)計(jì)》

《石油化工裝置工藝管道安裝設(shè)計(jì)手冊(cè)》

《簡(jiǎn)明管道支架計(jì)算及構(gòu)造手冊(cè)》

《火力發(fā)電廠汽水管道支吊架設(shè)計(jì)手冊(cè)》 5 結(jié)論

總之，煙氣脫硫漿液管道具有易磨損、易腐蝕及易堵塞等特點(diǎn)（在寒冷地區(qū)漿液管道還要設(shè)置保溫或伴熱措施，在此不作詳細(xì)討論），在管道選材及布置設(shè)計(jì)時(shí)既要考慮到普通流體管道的各種規(guī)范及通用要求，又要考慮到漿液管道的特殊性，以合理的布置來(lái)保證煙氣脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

另外，漿液管道及其管件在詳細(xì)施工圖設(shè)計(jì)之初要有基本正確的數(shù)量統(tǒng)計(jì)，而漿液閥門更要有精確的規(guī)格及數(shù)量統(tǒng)計(jì)，以供招標(biāo)之用。又因?yàn)闈{液管道在工廠制作需要較長(zhǎng)的施工周期（制造廠家的施工圖分解、管道的采購(gòu)、分段及防腐加工等），所以，漿液管道圖一定要提前設(shè)計(jì)、提前供圖，以滿足施工工期要求。

第二篇：電廠煙氣脫硫設(shè)備及運(yùn)行P69～102

第三章 FGD系統(tǒng)的防腐材料

第一節(jié) FGD系統(tǒng)內(nèi)的主要腐蝕環(huán)境及常用的防腐材料

煙氣中含有粉塵、S02、HF、HCL、NOx、水蒸氣、H2S04、H2S03等復(fù)雜的組合成分，酸堿交替、冷熱交替、干濕交替、腐蝕磨損并存，系統(tǒng)必須承受物理、化學(xué)、機(jī)械負(fù)荷、溫度變化等多種多樣的損傷。特別是其中新生態(tài)的H2S03、H2S04、HF、HCL是導(dǎo)致設(shè)備腐蝕的主體，因此，F(xiàn)GD設(shè)備對(duì)防腐材料的要求極為嚴(yán)格。FGD系統(tǒng)內(nèi)的主要腐蝕環(huán)境見(jiàn)表3-1。但是直到現(xiàn)在，對(duì)FGD濕法工藝主要設(shè)備的防腐仍沒(méi)有形成統(tǒng)一的模式，各國(guó)在工程實(shí)踐中形成了各自的技術(shù)特點(diǎn)。綜合考慮國(guó)內(nèi)外防腐公司多年研究結(jié)果和電廠的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，目前煙氣脫硫防腐中一般采用以下幾種防腐材料：

(1)鎳基耐蝕合金。

(2)橡膠襯里，特別是軟橡膠襯里。

(3)合成樹(shù)脂涂層，特別是帶玻璃鱗片的。(4)玻璃鋼。(5)耐蝕塑料，如聚丙烯，硬聚氯乙烯，填充聚四氟乙烯，聚三氟氯乙烯等。(6)不透性石墨。

(7)耐蝕硅酸鹽材料如化工陶瓷。(8)人造鑄石等。

這些材料的性能各異，具體的應(yīng)用范圍也不盡相同。

第二節(jié) 鎳基耐蝕合金

許多早期的FGD設(shè)備通常在碳鋼表面襯塑料或非金屬涂層。但在一定的溫度條件下，內(nèi)襯損壞會(huì)導(dǎo)致電廠停機(jī)，如1987年1月德國(guó)萊茵——威斯特法侖公司努勞特電廠的FGD設(shè)備失火、1990年5月日本關(guān)西電力公司的Kainan電廠失火、1993年德國(guó)費(fèi)巴公司的蘇爾文電廠失火和北美的電廠失火等。目前非金屬防腐材料已有很大發(fā)展，鎳基合金以其出色的防腐蝕性能，在FGD裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。選用適當(dāng)?shù)暮嚭辖鸷筒讳P鋼，可以有效地解決大部分FGD設(shè)備的材料問(wèn)題，在常規(guī)電廠預(yù)期設(shè)備壽命期間，可確保較低的維修費(fèi)用和較高的設(shè)備利用率。

鎳之所以能作為高性能耐蝕合金的重要基體，是因?yàn)樗哂幸恍┆?dú)特的電化學(xué)性能和其他必要的工程性質(zhì)。由于鎳的電位序高于Fe(E0Ni＝-0.025V；E0Fe＝-0.44V)，容易極化，同時(shí)鎳能耐性質(zhì)活潑的氣體(如氟、氯、溴以及他們的氫氧化物)、氫氧化物(如NaOH、KOH)和鹽等介質(zhì)，并且抵御多種有機(jī)物質(zhì)的腐蝕能力比Fe好得多，這也暗示鎳基耐蝕合金的耐蝕性要遠(yuǎn)優(yōu)于鐵鎳基合金和鐵基不銹鋼。鎳的電極電位盡管比Cu(E0Cu＝0.34V)小，但它在非氧化性酸中保持穩(wěn)定，因?yàn)榕cCu相比，鎳具有較大的轉(zhuǎn)化為鈍化態(tài)的能力，使其耐蝕性能顯著提高，尤其在中性和堿性溶液中。

鎳在干、濕大氣中非常耐蝕，在非氧化性的稀酸(如小于15％的鹽酸、小于70％的硫酸)和許多有機(jī)酸中，室溫下相當(dāng)穩(wěn)定。鎳在堿類溶液(無(wú)論高溫或熔融狀態(tài)的堿)中都完全穩(wěn)定，這是鎳的突出特性，如鎳在75％NaOH中的腐蝕率為0.076mm/a，僅為鋼的1/100，因此鎳是制造溶堿容器的優(yōu)良材料之一。鎳還具有較高的強(qiáng)度與塑性。鎳在耐蝕合金中的一個(gè)極其重要的特征是，許多具有種種耐蝕特性的元素(例如Cu、Cr、Mo、W)，在鎳中的固容度比在Fe中大得多(在Ni中分別可溶100％Cu、47％Cr、39．3％Mo及40％W)，能形成成分廣泛的固溶體合金，既保持了鎳固有的電化學(xué)特性，又兼有合金良好的特有耐蝕品質(zhì)。這樣鎳基耐蝕合金既具有優(yōu)異的耐蝕性能，又具有強(qiáng)度高、塑韌性好，可以冶煉、鑄造，可以冷、熱變形和成型加工，以及可以焊接等多方面的良好綜合性能。

一、常用的幾種鎳基合金的化學(xué)成分

鎳基合金的種類很多，常用的幾種鎳基合金的化學(xué)成分見(jiàn)表3-2。

不同的鎳基合金，其化學(xué)成分不同，因此它們的耐蝕能力也不一樣，組成一種合金的每一種元素都會(huì)對(duì)合金暴露于各種環(huán)境時(shí)的特性和使用性能產(chǎn)生影響。

鉻是一種比鐵更為活潑的元素，在氧化性介質(zhì)環(huán)境下很容易與氧反應(yīng)，在合金表面生成一種具有保護(hù)性的薄膜——鈍化膜，而絕大部分的金屬或合金的耐蝕能力主要是由這種金屬或合金能否迅速生成鈍化膜，以及這層鈍化膜被破壞后，再次生成鈍化膜能力的高低所決定的。鉻與氧反應(yīng)生成的鈍化膜是使鐵基和鎳基合金具有良好耐蝕性能的主要原因，因此，鉻賦予鎳在氧化條件下(如HNO3、HCLO4中)的抗蝕能力，以及高溫下的抗氧化、抗硫化的能力，使其耐熱腐蝕性能提高。實(shí)踐表明，當(dāng)鎳、鉻合金表面的鈍化膜遭受破壞時(shí)，鈍化膜可以在瞬間修復(fù)，比純鉻合金表面鈍化膜的修復(fù)要快得多。

鉬可以提高奧氏體不銹鋼對(duì)硫酸、新生態(tài)亞硫酸和大多數(shù)有機(jī)酸的耐蝕性。在石灰石/石膏濕法FGD裝置中，各運(yùn)行區(qū)的pH值在0.1～7之間，CL-的濃度在0．01％～3％之間。此時(shí)鉬對(duì)合金的耐蝕性能影響最大，它可以提高合金對(duì)點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕的耐蝕性，特別是在CL-濃度較高時(shí)，更顯示出鉬的作用，鉬的含量超過(guò)2.9％時(shí)，其耐應(yīng)力腐蝕斷裂的性能大大增強(qiáng)。試驗(yàn)表明：Crl8Nil4M4合金在中性氧化物中抵抗應(yīng)力腐蝕斷裂的時(shí)間為1440h，在酸性氧化物中為1464h；而工業(yè)品的304不銹鋼Cr8Ni9在同樣環(huán)境中分別為120h和160h以下。試驗(yàn)表明，隨Mo含量的提高，鎳鉻合金在H2S04、HCL、H3P04等還原性酸和HF氣氛中的耐一般腐蝕性能，以及在FeCL3，溶液中的耐孔蝕性能均提高。

銅的加入提高了鎳在還原性介質(zhì)中的耐蝕性和在高速流動(dòng)的充氣海水中均勻的鈍性；但銅會(huì)降低鎳在氧化性介質(zhì)中的抗蝕能力以及在空氣中的抗氧化性。

不銹鋼只能用于普通自然環(huán)境以及稀硝酸中，在較高溫度和較苛刻的介質(zhì)(無(wú)論是還原性或氧化性的)中腐蝕嚴(yán)重。一旦存在氯離子，不銹鋼就會(huì)產(chǎn)生點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕，還具有嚴(yán)重的應(yīng)力腐蝕傾向(危害最大)，氯化物應(yīng)力腐蝕斷裂是限制奧氏體不銹鋼應(yīng)用的主要因素，銅合金主要耐大氣腐蝕、淡水腐蝕，白銅對(duì)海水有較好的抗蝕能力，鐵及鈦合金容易鈍化，但在許多介質(zhì)中(含海水)有較為嚴(yán)重的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂傾向。

鎳基耐蝕合金，不光耐蝕性能比上述合金更為優(yōu)良，而且適應(yīng)性比較廣泛。它除了適應(yīng)于普通環(huán)境(大氣、淡水、海水、中性溶液)外，還能在氧化、還原反應(yīng)性介質(zhì)中應(yīng)用。鎳基耐蝕合金對(duì)特別強(qiáng)烈腐蝕性介質(zhì)(如鹽酸、氫氟酸)以及某些特殊介質(zhì)(如3價(jià)鐵離子溶液、熱的HF溶液)具有卓越抗力，這一家族中的某些合金還能承受各種復(fù)雜的化工過(guò)程和污液侵蝕。由于合金中鉻、鉬的含量高，其抗均勻腐蝕性遠(yuǎn)勝于奧氏體不銹鋼，在含熱氯化物介質(zhì)中也極少發(fā)生應(yīng)力腐蝕、點(diǎn)蝕、開(kāi)裂，是能夠抵抗熱氫氟酸的少數(shù)幾種材料之一。這種介質(zhì)對(duì)于Ti、Zr、Nb及Ta極具腐蝕性。例如鎳基耐蝕合金具有大大改善了的、在各種氯化物介質(zhì)中抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的性能，有試驗(yàn)表明，美國(guó)304與316L奧氏體不銹鋼在沸騰的42％MgCl2中1～2h即斷裂，而鎳基耐蝕合金C-276及625在同樣條件下1000h仍未斷。

二、不同腐蝕環(huán)境條件下鎳基合金的選材原則

在FGD裝置中，鎳基合金的選擇主要由以下幾個(gè)因素來(lái)決定：使用環(huán)境條件下的溫度、pH值、氯化物的濃度以及可溶性氟化物的濃度。不同腐蝕環(huán)境條件下的選材原則見(jiàn)表3-3。

由于絕大多數(shù)大型洗滌塔都是石灰石/石膏法，氟離子可以與鈣離子生成氟化鈣沉淀下來(lái)，不存在氟離子富集的問(wèn)題，因此可溶性氟化物的腐蝕問(wèn)題可以不考慮。在我國(guó)FGD系統(tǒng)中，C1-濃度在3×10-2(體積分?jǐn)?shù))就使用C276了。

注意：無(wú)論吸收塔的性能多么相似，塔內(nèi)環(huán)境條件都不盡完全相同，燃料、水、運(yùn)行狀態(tài)等的微小差異都會(huì)對(duì)材料性能產(chǎn)生較大的影響。

三、設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)

奧氏體不銹鋼及高鎳基合金在設(shè)計(jì)制造中應(yīng)注意的事項(xiàng)如下：(1)采用輕型設(shè)計(jì)，降低設(shè)備成本。

(2)設(shè)計(jì)安裝的少死角原則(光滑曲面可以)。

(3)基板應(yīng)平整，無(wú)凹凸。在焊接前應(yīng)清理干凈，確保無(wú)油物、氧化物、腐蝕物等，特別是要保持焊接區(qū)域干凈。需要焊接的部件和焊條上的焊藥應(yīng)干燥無(wú)水，無(wú)焊渣，無(wú)氧化物，以避免焊縫出現(xiàn)氣孔。同時(shí)為防止縫隙腐蝕，焊接應(yīng)完全焊透，表層焊縫及焊渣必須清理干凈。

(4)焊接時(shí)應(yīng)按規(guī)定的參數(shù)要求操作，如電源特性、移動(dòng)速度、電壓高低、電流大小、焊接速度等。

(5)在采用貼壁紙襯里時(shí)，應(yīng)注意到奧氏體不銹鋼的電阻率、導(dǎo)熱性和熱膨脹系數(shù)，與碳鋼焊接時(shí)，應(yīng)事先計(jì)劃好操作順序、定位工序，防止擾曲或皺折。加工安裝時(shí)應(yīng)小心，防止造成貼壁紙的機(jī)器損傷。當(dāng)然，碳鋼基體與前面講到的橡膠、涂層襯里一樣，需要進(jìn)行表面去銹、去油污等工作后方可進(jìn)行襯里的有關(guān)操作。

目前，合金鋼在FGD領(lǐng)域中的應(yīng)用有兩種方式：一種是在FGD系統(tǒng)中某一局部范圍內(nèi)作為整體構(gòu)件使用，如局部區(qū)域吸收塔入口煙道壁板、煙氣擋板、部分管道等，國(guó)外也有極少整個(gè)吸收塔等罐體用合金鋼制造的；另一種是在價(jià)格低廉的碳鋼上襯合金鋼箔(貼壁紙)形成復(fù)合板，用于吸收塔和煙道內(nèi)表面的防腐。

四、整體合金鋼的使用

整體合金就其單位成本而言，與其他材料相比，其價(jià)格要高得多，但它具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)整體合金設(shè)備的維護(hù)工作既可以在鍋爐設(shè)備檢修停爐時(shí)平行進(jìn)行，又可以在煙氣除塵脫硫裝置運(yùn)行中從外部進(jìn)行維修，而采用襯里結(jié)構(gòu)的裝置出現(xiàn)故障時(shí)必須立即停機(jī)檢修，以免造成更大程度的損壞。

(2)合金設(shè)備的外表面不用刷漆，改變?cè)O(shè)備結(jié)構(gòu)容易，不用擔(dān)心襯里造成破壞。

(3)可以根據(jù)設(shè)備不同部位的腐蝕環(huán)境，選擇相應(yīng)的鎳基合金，采用不同耐蝕合金的組合焊接，以獲得最低成本的設(shè)備。

(4)鎳基合金具有很好的加工特性，這為改變?cè)O(shè)備結(jié)構(gòu)和維修提供了方便。(5)鎳基合金耐高溫性能好，即使在使用過(guò)程中出現(xiàn)溫度高于設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象，也不會(huì)對(duì)煙氣除塵脫硫裝置造成損害。

(6)貼壁紙工藝是采用薄壁合金板材作為碳鋼的襯里，典型使用的厚度僅為1.6mm。采用貼壁紙工藝可以大大降低FGD裝置的造價(jià)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，比磷片或襯膠更節(jié)約成本，因此，貼壁紙工藝也就越來(lái)越得到人們的重視。美國(guó)和歐洲在這方面已有近20年的豐富經(jīng)驗(yàn)。但它對(duì)焊接工藝參數(shù)的控制要求較為嚴(yán)格，通常需要用微機(jī)嚴(yán)格控制焊接工藝參數(shù)，并使用MIG焊機(jī)進(jìn)行焊接，以避免碳鋼基體和鎳基合金襯里因熱膨脹而產(chǎn)生熱應(yīng)力。若用電弧點(diǎn)焊時(shí)，在完成焊接工藝后，需利用填充金屬連續(xù)地對(duì)焊接處進(jìn)行熔敷蓋面，以彌補(bǔ)焊接縫耐蝕能力的降低。圖3-1為確保合金薄板貼到基板和完全密封所采用的貼壁紙焊接技術(shù)示意圖，以適當(dāng)?shù)拈g距(0.61m)進(jìn)行塞焊或電弧點(diǎn)焊可有效地減少振動(dòng)。

第三節(jié) 橡 膠 襯 里

橡膠是有機(jī)高分子化合物，有優(yōu)良的物理、化學(xué)性質(zhì)，如高度的彈性和一定的機(jī)械性能，耐磨、耐腐蝕、可黏結(jié)、可配合、可硫化，是用途廣泛的一種工業(yè)材料。通常將其加工成片狀，貼合在碳鋼或混凝土表面形成良好的表面防腐層，將基體與介質(zhì)隔離。

一、對(duì)橡膠襯里的要求

橡膠襯里應(yīng)滿足的要求如下：

(1)應(yīng)對(duì)水蒸氣、S02、HCl、S03、NOx、02及其他氣體有強(qiáng)的抗?jié)B性。(2)能耐鹽酸、新生態(tài)亞硫酸、濃硫酸、氫氟酸及鹽類的腐蝕。(3)有較強(qiáng)的抗氧化性(主要是濃硫酸氧化)、抗老化性。(4)能耐較高的溫度(通常在70~C以上)。(5)耐磨性能好(與懸浮液接觸時(shí))。(6)有良好的黏結(jié)性。

(7)施工操作簡(jiǎn)單安全可靠。

天然橡膠的基本化學(xué)結(jié)構(gòu)是異戊二烯，以其為單體，通過(guò)與其他有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、單元素等反應(yīng)，得到合成橡膠，主要有氯丁橡膠、丁基類橡膠(包括丁基橡膠、氯化丁基橡膠、溴化丁基橡膠)等。與天然橡膠相比，合成橡膠的化學(xué)、物理性能都發(fā)生了變化。

二、橡膠的抗?jié)B透性

橡膠襯里的抗?jié)B透性能(或橡膠的低溶漲性)是評(píng)價(jià)和選擇橡膠的一個(gè)非常重要的指標(biāo)。氣體滲透的基本原理是：氣體分子首先溶解于橡膠材料中，然后，由于橡膠兩面分壓差的存在，氣體分子由分壓高的一側(cè)向分壓低的一側(cè)擴(kuò)散。因此，滲透過(guò)橡膠板的氣體流量Q與橡膠表面積A、時(shí)間t和分壓差Δp成正比，而與橡膠板厚度L成反比，即

Q＝DSAtΔp/L 比例系數(shù)D表征氣體分子在橡膠層中的流動(dòng)性，稱做擴(kuò)展系數(shù)；S為溶解系數(shù)，代表氣體在橡膠層中的溶解度。兩者的乘積稱為滲透系數(shù)P＝DS，P越大表明材料的防滲透性越差。

在FGD系統(tǒng)中，對(duì)水蒸氣、S02、HCl和其他氣體有較低滲透系數(shù)的要求，限制了橡膠的選擇。只有幾種橡膠對(duì)水蒸氣及其他氣體的滲透性較低，其中最重要的是丁基材料，如丁基橡膠、氯丁基橡膠、溴丁基橡膠。幾種橡膠的抗水蒸氣滲透性能見(jiàn)表3-4。

38℃時(shí)，丁基橡膠由于甲基群體的存在而導(dǎo)致很低的滲透率；氯化丁基橡膠、溴化丁基橡膠由于含有極性鹵原子，而滲透率降低。從表3-4中還可看出，滲透系數(shù)隨溫度的升高而增大。

人們發(fā)現(xiàn)，氯丁基橡膠可摻入一定比例的氯丁橡膠而不致明顯地增大滲透性。隨著氯丁橡膠的摻入，橡膠襯里的一些特性，如可加工性得到改善。用摻入氯丁橡膠的氯丁基橡膠制的預(yù)硫化橡膠板在FGD裝置中顯示出優(yōu)良的性能。

一般可采取以下措施來(lái)增強(qiáng)橡膠的抗?jié)B耐蝕性能：

(1)增強(qiáng)硫化程度。硫化程度增強(qiáng)，橡膠滲透性減小。但硫化程度對(duì)丁基橡膠抗?jié)B性能的影響比對(duì)其他橡膠(如天然橡膠)的影響要小。

(2)適當(dāng)提高補(bǔ)強(qiáng)劑、填充劑等添加劑及顏料的含量。選用特種填充劑可將水蒸氣滲透性在一定程度內(nèi)降低，但過(guò)高的添加劑和顏料的含量會(huì)引起橡膠基體中固體的分散不均勻，形成不合要求的孔隙率，而且由于極性組分的加入會(huì)使橡膠的吸水量增高，引起橡膠膨脹，造成橡膠機(jī)械性能下降。

(3)增加橡膠件層的厚度。滲透通量與襯里厚度成反比，達(dá)到飽和濃度的時(shí)間與厚度的平方成正比，實(shí)踐中基于這一方面的考慮，橡膠層的厚度高達(dá)3～4mm，甚至更厚。與合成樹(shù)脂涂層不同，襯橡膠達(dá)到這一厚度沒(méi)有特殊的技術(shù)問(wèn)題。

(4)采用合適的硫化方式。硫化決定了橡膠襯里的基本特性。對(duì)于廠家車間生產(chǎn)襯橡膠無(wú)任何困難，因?yàn)榱蚧稍跍囟葹?20～150℃、壓力高達(dá)600kPa條件下完成?？稍谡羝蚧驘峥諝饬蚧獌?nèi)進(jìn)行。然而，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法滿足這些條件，故現(xiàn)場(chǎng)一般使用自硫化橡膠板或預(yù)硫化橡膠板。自硫化橡膠板的硫化經(jīng)加速(加含硫的加速劑)后在40℃以下就能進(jìn)行。預(yù)硫化橡膠板是廠家已在一定條件下硫化的，在現(xiàn)場(chǎng)可直接應(yīng)用。

預(yù)硫化橡膠有下列特點(diǎn)：

1)預(yù)硫化橡膠板具有一定的硫化度，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)已有穩(wěn)定的機(jī)械性能； 2)它們可以無(wú)限期儲(chǔ)存而不必冷藏； 3)無(wú)需在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行費(fèi)時(shí)而昂貴的硫化； 4)襯完膠后即可承受各種物理、化學(xué)負(fù)荷； 5)黏合劑可在環(huán)境溫度下凝固； 6)可方便地連接和維修。并非所有橡膠都適于制作自硫化或預(yù)硫化橡膠板。溴丁基橡膠、氯丁基橡膠及氯丁橡膠比丁基橡膠容易硫化，后者需要更高的硫化溫度。因此，含丁基橡膠的襯膠一般在廠家生產(chǎn)車間內(nèi)完成。

(5)選擇合適的黏合劑，嚴(yán)格控制黏合劑的用量。

為了保證橡膠襯里的使用壽命，整個(gè)鋼表面都要與橡膠襯里完全貼好。要達(dá)到這一目的，必須使用黏合劑。黏合劑含有天然橡膠、聚合物及樹(shù)脂等。在廠家生產(chǎn)車間內(nèi)襯膠時(shí)，黏合劑與橡膠板一起硫化。在現(xiàn)場(chǎng)襯膠時(shí)，由于只能在環(huán)境溫度或比它稍高一點(diǎn)的溫度下施工，黏合劑中必須加入硫化劑，以加速硫化。硫化劑與橡膠板中的相似，如含硫的加速劑，還有聚異氰酸酯(其中以三異氰酸酯用得最多)。用預(yù)硫化橡膠板時(shí)，要求黏合劑能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到其黏合強(qiáng)度，以克服橡膠板的恢復(fù)力，尤其是徑向產(chǎn)生的恢復(fù)力。在其他領(lǐng)域已用了幾十年的由氯丁橡膠和芳香三異氰酸酯制成的黏合劑在實(shí)際應(yīng)用中很成功。

溶劑蒸發(fā)后，氯丁橡膠部分結(jié)晶，從而獲得了初始黏合強(qiáng)度。聚異氰酸酯和氯丁橡膠的烴基進(jìn)行反應(yīng)，使黏合劑的黏合強(qiáng)度在幾天內(nèi)進(jìn)一步提高。聚異氰酸酯的應(yīng)用不僅提高黏合強(qiáng)度，也提高抗化學(xué)腐蝕性、抗熱性和黏合力。應(yīng)注意的是，一定要使聚異氰酸酯均勻地分布于整個(gè)黏合層上，并且過(guò)量添加，以便反應(yīng)后黏合劑中仍有自由異氰酸酯存在。異氰酸酯是可與許多物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的活性部分。但它與水反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳會(huì)引起麻煩，因?yàn)槎趸嫉睦鄯e可在橡膠襯里中形成氣泡。黏合劑的涂量為15mg/cm2時(shí)，若黏合劑中異氰酸酯的質(zhì)量百分比為1.5％，則異氰酸酯與水完全反應(yīng)生成的二氧化碳為0.12mg/cm2或0.06cm3/cm2(常溫常壓下)。這一少量的二氧化碳是在水滲過(guò)整個(gè)厚度中很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)生成的，故一般不考慮氣泡的生成。

使用氯丁橡膠黏合劑時(shí)可能會(huì)生成氯化氫，但試驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)氯化氫的大量生成。在正常黏合劑涂量下，鋼表面的氯負(fù)荷大約為15mg/m2，這大大低于DIN標(biāo)準(zhǔn)中的危險(xiǎn)氯負(fù)荷500mg/cm2。這一結(jié)果與實(shí)踐及文獻(xiàn)中描述的結(jié)果一致，含氯丁橡膠的黏合劑能夠長(zhǎng)時(shí)間使用。

橡膠板內(nèi)的氣體(如水蒸氣)的分壓差也影響滲透。若橡膠板內(nèi)的溫度梯度很低，則僅有很小的分壓差。這樣，在設(shè)計(jì)FGD裝置的構(gòu)件時(shí)，襯膠部件的絕緣問(wèn)題就顯得特別重要。

三、橡膠的防Cl-性能

Cl-對(duì)橡膠具有強(qiáng)烈的滲透性能，一般應(yīng)選擇在任何溶液中都具有很好抗Cl-性能的丁基橡膠和氯丁橡膠，這樣，完全不會(huì)發(fā)生任何腐蝕問(wèn)題。

四、橡膠的抗熱性

橡膠被熱源破壞是由于電解氯氣滲透到橡膠分子中而導(dǎo)致膠板被氧化和破壞。同時(shí)，橡膠的防熱性能比處于高度不飽和狀態(tài)下的橡膠分子差。橡膠的防熱性能通常按以下順序排列：天然硬質(zhì)橡膠≥丁基橡膠>氯丁橡橡膠>天然軟質(zhì)橡膠。一般氯丁橡膠的最大操作溫度為90℃，比丁基類橡膠低30℃。氯丁橡膠的抵抗熱性會(huì)使其暴露部位的機(jī)械性能下降，并使它在工作環(huán)境中表層等脆化。

五、橡膠的耐磨性

幾種橡膠的耐磨性能見(jiàn)表3—5。橡膠的防漿料磨耗性能是由于橡膠的高彈性，能夠吸收碰撞漿料帶來(lái)的能量形成的。

橡膠的防磨耗性能按以下順序排列：天然軟質(zhì)橡膠>氯丁橡膠>丁基橡膠>天然硬質(zhì)橡膠。

從FGD裝置及其管道的實(shí)際使用情況來(lái)看，丁基橡膠的防漿料磨耗性能足以滿足使用要求，橡膠只用于接頭和管道的法蘭橡膠。另外，防漿料磨耗性能在很大程度上取決于橡膠板厚度。

六、橡膠的抗膨脹性

橡膠吸水能力強(qiáng)，就容易膨脹，抗膨脹性就差。由于硫化和交鏈程度低于熱固塑料，與合成樹(shù)脂涂層相比，橡膠襯里對(duì)水分的吸收量較大，因而有較大的膨脹度。這一弱點(diǎn)，可以用橡膠襯里的厚度來(lái)彌補(bǔ)，因?yàn)槲者_(dá)到飽和的時(shí)間與橡膠襯里厚度的平方成正比，分析表明，丁基類橡膠能從吸收塔內(nèi)介質(zhì)中吸收水分。橡膠襯里對(duì)水吸收的飽和度取決于它的組成，非極性橡膠，如丁基橡膠，比含極性組分的橡膠吸收的水要少。在丁基類橡膠中，丁基橡膠對(duì)水的吸收量最少，而氯丁基橡膠和溴丁基橡膠由于含有極性鹵原子，而吸收更多的水。對(duì)水的吸收也受填充劑、顏料、硫化劑等能引入極性組分物質(zhì)的加入和橡膠襯里硫化度的影響。由于水分子要占據(jù)一定的空間，橡膠的膨脹與水的吸收有關(guān)。橡膠的膨脹度，尤其與工藝介質(zhì)接觸的一層，如果吸水量很高，會(huì)引起機(jī)械性能的下降。橡膠抵抗這種膨脹的能力按以下順序排列：天然硬質(zhì)橡膠>氯丁橡膠>丁基橡膠>天然軟質(zhì)橡膠。

七、橡膠的防氟離子(F-)性能

若膠板用于含有F-的鹽溶液中，如NaF或CaF2溶液中，F(xiàn)-不會(huì)直接影響橡膠襯里。若膠板存在于酸性介質(zhì)中，如氫氟酸中，膠板會(huì)由于強(qiáng)烈的滲透性而膨脹和被破壞。膠板的抗F-性能一般按以下順序排列：天然硬質(zhì)橡膠＝丁基橡膠>氯丁橡膠>天然軟質(zhì)橡膠。

八、橡膠的防SO2性能

S02氣體和H2S04很容易和有機(jī)物質(zhì)相溶，他們含量越高，膠板越容易膨脹和被破壞。如果含量較低，所有膠板都能保持良好的抵抗性能，即使S02氣體和H2S04變成鹽質(zhì)，也不會(huì)對(duì)膠板帶來(lái)任何直接影響。橡膠抵抗S02性能按以下順序排列：天然硬質(zhì)橡膠>丁基橡膠>氯丁橡膠>天然軟質(zhì)橡膠。

由以上分析可知，丁基橡膠具有良好的抗蒸汽滲透、防漿料磨耗、防F-、防S02腐蝕和抗熱性能，因此選擇丁基橡膠作為襯里材料極佳，厚度為5mm較合適。但不論是何種橡膠作襯里，都有著表3-6中所示的優(yōu)缺點(diǎn)。

為確保橡膠襯里的質(zhì)量，必須對(duì)整個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行全面的質(zhì)量控制(見(jiàn)表3-

7、表3-8)。

第四節(jié) 合成樹(shù)脂涂層

防腐涂層是將防腐涂料涂敷于經(jīng)處理的金屬表面、混凝土表面等需防護(hù)的材料表面上，再經(jīng)室溫固化后所得到的襯層。由于涂層具有屏蔽緩蝕和電化學(xué)保護(hù)功能，可以對(duì)被防護(hù)的材料起到良好的保護(hù)作用。

為提高防腐涂層對(duì)水蒸氣、二氧化硫及其他氣體的抗擴(kuò)滲能力，20世紀(jì)50年代美國(guó)一家公司發(fā)明出鱗片樹(shù)脂防腐涂料。它在涂料中摻入具有一定片徑和厚度的磷片，鱗片填料對(duì)于大幅度提高防腐涂料的耐蝕性能具有重要的作用。目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)使用的鱗片主要有玻璃鱗片、鎳合金不銹鋼鱗片、云母鱗片及利用其他一些硅酸鹽類礦產(chǎn)原料生產(chǎn)的鱗片，這些鱗片具有良好的耐蝕、耐溫性能。玻璃片可采用人工吹制或?qū)Ｓ脵C(jī)械制得，而云母由于其具有極其良好的解體整理性，可以剝成很薄的鱗片。由于鎳合金不銹鋼鱗片和云母鱗片價(jià)格昂貴，其他一些硅酸鹽類鱗片尚未有長(zhǎng)期應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，因此，目前應(yīng)用最為廣泛的鱗片仍是玻璃鱗片。玻璃鱗片涂料是以耐蝕樹(shù)脂作為成膜物質(zhì)，以玻璃鱗片為骨料，再加上各種添加劑組成的厚漿性涂料。由于玻璃鱗片穿插平行排列，使抗介質(zhì)滲透能力得到極大提高。玻璃鱗片涂層斷面顯微照片如圖3-2所示。

一、鱗片防腐層組成及各組分對(duì)材料性能的影響

鱗片襯里材料的組成主要有樹(shù)脂、鱗片、表面處理劑、懸浮觸變劑、其他添加劑等。對(duì)其性能影響最大的是鱗片填加量及表面處理劑量，對(duì)施22'哇能影響較大的是懸浮觸變劑等。

1．樹(shù)脂

凡可室溫固化的離子型固化反應(yīng)的耐腐蝕熱固性樹(shù)脂均可作材料的基料，如環(huán)氧、聚酯、乙烯基酯樹(shù)脂等。之所以要強(qiáng)調(diào)室溫固化，是因?yàn)楦邷毓袒臉?shù)脂在升溫時(shí)會(huì)出現(xiàn)流淌，使厚度失控，導(dǎo)致表面劣化。

如先經(jīng)室溫初步固化，再進(jìn)行熱固化則是允許的。此外，若樹(shù)脂在固化時(shí)，有大量低分子氣體逸出則應(yīng)慎重，因這種情況下低分子氣體在鱗片層中不易逸出，影響材料的使用壽命。

2．鱗片

目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的鱗片主要由人工吹制，化工機(jī)械研究院1992年開(kāi)發(fā)成功機(jī)械化生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)的鱗片厚度為40um以下、20um以下、6um以下3種規(guī)格。粒徑分3級(jí)，分別為0.4mm以下，0.4～0.7mm，0．7～2.Omm，以滿足不同的配制需要。

由于鱗片的原料與制造玻璃纖維用的原料相同，故耐蝕性可參照玻璃纖維。鱗片的影響主要在于它的填加量及片徑大小。試驗(yàn)結(jié)果表明，鱗片填加量越高，其沸水煮8h的彎曲強(qiáng)度也越高，但其孔隙率則隨之增大。浸泡質(zhì)量增加試驗(yàn)結(jié)果表明，鱗片片徑的增大使材料的抗?jié)B性提高(見(jiàn)圖3-3)。

但對(duì)強(qiáng)腐蝕介質(zhì)(如H2S04)效果則不顯著，這是因?yàn)閺?qiáng)腐蝕介質(zhì)對(duì)樹(shù)脂及界面的破壞作用已超出鱗片片徑對(duì)材料所起的作用。

3．界面偶聯(lián)

界面偶聯(lián)即采用化學(xué)處理劑來(lái)改善樹(shù)脂與鱗片的界面黏結(jié)，旨在提高材料的濕態(tài)強(qiáng)度及耐蝕性。玻璃鱗片是否經(jīng)偶聯(lián)劑處理，對(duì)材料性能及預(yù)混料性能的配制工藝影響很大。增加質(zhì)量及巴氏硬度測(cè)定結(jié)果表明：偶聯(lián)劑對(duì)材料性能的影響特別是在H2S04類強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中最為明顯(見(jiàn)圖3-

4、圖3-5，浸泡溫度80℃；H2S04質(zhì)量分?jǐn)?shù)25％；NaCl溶液濃度飽和)。

這說(shuō)明不同介質(zhì)對(duì)同一種偶聯(lián)劑作用不同，破壞力也不同。H2S04對(duì)樹(shù)脂及界面的破壞力較強(qiáng)，故偶聯(lián)劑對(duì)界面的效應(yīng)很明顯，而NaCl及水對(duì)界面的破壞力較弱，故偶聯(lián)劑對(duì)它們破壞的緩解作用也不明顯。

4．防腐特性

鱗片涂層或膠泥具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，主要與其組成有關(guān)。一般情況下，防腐功能的減退表現(xiàn)為：基體樹(shù)脂首先產(chǎn)生失重、變色等情況，引起材料的鼓泡、分層、剝離或開(kāi)裂，最后導(dǎo)致防腐蝕層失效。尤其由于滲透等因素，加速了腐蝕性的化學(xué)介質(zhì)滲入到防護(hù)層的內(nèi)部。因此在選擇具有良好耐腐蝕性能樹(shù)脂基體的同時(shí)，應(yīng)采取有效的措施來(lái)減弱、減緩腐蝕介質(zhì)或水蒸氣的滲透作用。以乙烯酯樹(shù)脂VEGF(Vinyle Ester Glass Flake)鱗片膠泥為例，它比基體樹(shù)脂能夠提供更為有效的耐腐蝕性能，主要是因?yàn)樗軌蛴行У胤乐垢g介質(zhì)或水蒸氣的物理滲透。

5．抗?jié)B透性

VEGF鱗片膠泥中含有10％～40％片徑不等的玻璃鱗片、膠泥，在施工后，扁平的玻璃鱗片在樹(shù)脂連續(xù)相中呈平行重疊排列，形成致密的防滲層結(jié)構(gòu)，并有迷宮效應(yīng)。腐蝕介質(zhì)在固化后的膠泥中滲透必須經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)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(zhǎng)，客觀上相當(dāng)于有效地增加了防腐蝕層的厚度，或提高了滲透阻止效應(yīng)。而在無(wú)玻璃鱗片增強(qiáng)情況下，樹(shù)脂基體連續(xù)相中會(huì)存在大量的所謂“缺陷”，如微孔、氣泡及其他微縫等，這些缺陷的存在會(huì)加速腐蝕介質(zhì)的滲透過(guò)程。因?yàn)橐坏┙橘|(zhì)滲透到這些缺陷中，即加速了物理滲透和化學(xué)腐蝕過(guò)程。而在玻璃鱗片膠泥中，由于平行排列的玻璃鱗片能夠有效地消除、分割基體樹(shù)脂連續(xù)相中的這些“缺陷”，從而能夠有效地抑制腐蝕介質(zhì)的滲透速度。

除了具有腐蝕性的化學(xué)介質(zhì)滲透之外，還存在著水蒸氣的滲透。通常高分子

-10聚合物材料的分子間距為10A(1A＝10m)，而對(duì)于水蒸氣來(lái)說(shuō)，只要高分子聚合物材料的分子間距達(dá)到3A，水蒸氣就能容易地透過(guò)高分子聚合物的單分子層。若基礎(chǔ)材料是碳鋼，水蒸氣由于滲透而達(dá)到碳鋼表面后，在氧氣存在情況下，由于電化學(xué)反應(yīng)而生銹。

VEGF鱗片膠泥在固化后，乙烯基酯樹(shù)脂的高交聯(lián)密度可以有效地減弱水蒸氣和化學(xué)腐蝕介質(zhì)的滲透，并由于其獨(dú)特結(jié)構(gòu)更能達(dá)到防滲和減滲效果。

6．固化后的鱗片膠泥

固化后的鱗片膠泥是一種復(fù)合材料，其中基體樹(shù)脂起黏結(jié)作用。具有高度活性的不飽和雙鍵基體樹(shù)脂通過(guò)交聯(lián)，形成三維的體型結(jié)構(gòu)，其線性的高分子形成網(wǎng)狀的介質(zhì)會(huì)導(dǎo)致化學(xué)體積的收縮，同時(shí)分子中的不飽和雙鍵打開(kāi)生成飽和單鍵時(shí)伴隨著分子體積的變化。有數(shù)據(jù)表明：液態(tài)樹(shù)脂中C＝C基因分子體積在固化后會(huì)縮小25％，這個(gè)樹(shù)脂固化過(guò)程中分子自由體積的變化，也是造成不飽和樹(shù)脂收縮的一個(gè)重要原因。而收縮會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致微裂紋等的出現(xiàn)，并且殘余內(nèi)應(yīng)力的存在為微裂紋的擴(kuò)展提供了潛在條件。因此在選擇基體樹(shù)脂時(shí)，應(yīng)充分考慮樹(shù)脂具有良好的耐腐蝕性能，同時(shí)應(yīng)具有較低的收縮率。由于加入了玻璃鱗片和其他填料，鱗片膠泥的收縮率會(huì)大幅度降低。玻璃鱗片的存在還可以起到降低固化后的殘余內(nèi)應(yīng)力的作用，這是因?yàn)樵跇?shù)脂基體中不規(guī)則分布的玻璃鱗片是具有較大比面積的分散體。在膠泥固化后，樹(shù)脂由于固化后收縮而產(chǎn)生的界面收縮內(nèi)應(yīng)力可以被玻璃鱗片所稀釋或松弛，因此有效地減弱了內(nèi)應(yīng)力影響。雖然玻璃鱗片在樹(shù)脂基體連續(xù)相中，絕大多數(shù)是近乎平行排列的，但還是存在一定的傾角，該傾角的存在，對(duì)收縮應(yīng)力起到制約作用，可以有效地分割樹(shù)脂基體連續(xù)相為若干個(gè)小區(qū)域，使應(yīng)力不能相互影響或傳遞，如圖3-6所示。

7．良好的耐磨性

鱗片樹(shù)脂襯里的耐磨性是通過(guò)合理的材料配比實(shí)現(xiàn)的，其中玻璃鱗片是耐磨的主要骨架。另外，在個(gè)別磨損嚴(yán)重的部位還須作特別處理或進(jìn)行特殊耐磨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。試驗(yàn)表明，在無(wú)腐蝕條件下，玻璃鱗片樹(shù)脂的耐磨性優(yōu)于天然橡膠和丁基橡膠，但較氯丁橡膠略差一些。經(jīng)過(guò)腐蝕介質(zhì)的浸泡后，橡膠的耐磨性急劇下降，而玻璃鱗片樹(shù)脂涂層的耐磨性卻幾乎保持不變，這是對(duì)富土6R涂層與橡膠的對(duì)比試驗(yàn)得出的結(jié)論(氯丁橡膠是早期FGD防腐內(nèi)襯采用的橡膠，由于其較高的吸水率、水蒸氣透過(guò)率和可被吸收漿液浸出相關(guān)組分等缺陷而被丁基橡膠取代)。圖3-7是在耐腐蝕試驗(yàn)(5％H2S04，80℃)后做擦傷試驗(yàn)得出的性能比較曲線。

另外，鱗片涂層的機(jī)械性能通過(guò)疊壓平行于基體表面的鱗片而得到明顯改善，它具有較小的扯斷伸長(zhǎng)率。雙酚A型乙烯酯樹(shù)脂的熱穩(wěn)定性為120℃(在干燥環(huán)境中)，酚醛類乙烯酯樹(shù)酯可耐180℃。

二、橡膠襯里和防腐涂層對(duì)基體(金屬和混凝土)結(jié)構(gòu)及表面狀態(tài)的要求

(一)對(duì)金屬基體結(jié)構(gòu)及表面的質(zhì)量要求

(1)金屬構(gòu)件必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，確保 能夠承受金屬構(gòu)件在運(yùn)輸、安裝、施工、使用等過(guò)程 ’中所發(fā)生的機(jī)械性強(qiáng)度，不發(fā)生變形。當(dāng)采用硬橡膠 或涂層時(shí)，更應(yīng)注意防止金屬構(gòu)件變形而發(fā)生龜裂(對(duì)涂層來(lái)說(shuō)，還要考慮溫度變化時(shí)，兩體線脹系數(shù)差 異可能造成的不良影響)。

’(2)金屬構(gòu)件的結(jié)構(gòu)必須滿足材料施工的作業(yè)條 件，以能夠用手夠得到為宜，同時(shí)還應(yīng)考慮檢測(cè)、維

護(hù)、保養(yǎng)是否容易進(jìn)行，所以構(gòu)件結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單，并可拆卸分割。(3)無(wú)論是橡膠襯里還是涂層，其施工條件都是比較惡劣的，且屬于有毒易燃物質(zhì)，有

關(guān)密閉容器應(yīng)按規(guī)定開(kāi)設(shè)人孔，使容器內(nèi)部保持良好的通風(fēng)條件，并有利于安全監(jiān)護(hù)人員處 理緊急情況。

(4)需進(jìn)行襯里的表面應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、光滑平整及無(wú)焊渣、毛刺等，表面焊縫凸出高度不

應(yīng)超過(guò)0．5mm。

(5)不可直接向襯膠殼體外側(cè)加熱，以防止橡膠、涂層的剝離和翹起。從襯里側(cè)加熱

時(shí)，加熱管道應(yīng)距離襯里100mm以上；吹入蒸汽時(shí)，其構(gòu)造不能使蒸汽直接吹在襯里 表面。

(6)裝有內(nèi)部構(gòu)件并在運(yùn)行使用中需經(jīng)常檢修的設(shè)備，應(yīng)具有檢修、安裝的條件，確保

在安裝及檢修中不損壞襯層。

(7)金屬表面預(yù)處理質(zhì)量的好壞，直接影響到防腐蝕施工質(zhì)量。基體表面不但要達(dá)到規(guī)

定的除銹標(biāo)準(zhǔn)，而且還要有一定的粗糙度。通常要求表面必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的噴砂除銹，并使預(yù)

處理表面質(zhì)量等級(jí)至少達(dá)到GB 8923—1988規(guī)定的Sa21／2的水平。金屬表面預(yù)處理后應(yīng)立

即施工或采取保護(hù)措施，以防重新銹蝕。

(8)襯里側(cè)的焊縫應(yīng)為連續(xù)焊縫，不能采用重疊焊縫，應(yīng)采用對(duì)接焊縫。焊接時(shí)優(yōu)先焊

接襯里一側(cè)，不得已從對(duì)側(cè)先開(kāi)始焊接時(shí)，應(yīng)將焊縫間隙擴(kuò)大，先對(duì)背面打磨加工后再進(jìn)行 焊接。

(9)在使用鉚釘?shù)膱?chǎng)合，襯里側(cè)應(yīng)使用沉頭鉚釘，完全鉚接后進(jìn)行平滑加工。(10)需進(jìn)行襯里施工的陰陽(yáng)角處應(yīng)有圓滑過(guò)渡，過(guò)渡半徑應(yīng)不小于3mm，通常選擇

6mm以上比較合適。

(11)應(yīng)避免管口直接伸入內(nèi)表面，必要時(shí)可采用法蘭連接。

(12)對(duì)要進(jìn)行襯里施工的螺孔不能進(jìn)行圓弧加工時(shí)，應(yīng)取45~左右的斜面。(13)設(shè)備所有的加工、焊接、試壓應(yīng)在襯里施工之前完成，襯里完成后嚴(yán)禁在金屬構(gòu)

件上進(jìn)行焊接，否則輕則破壞襯里，重則引發(fā)火災(zāi)。

(14)進(jìn)行襯里施工的管道盡可能用無(wú)縫鋼管，鍍鋅表面不能涂蓋防銹漆。(二)對(duì)混凝土基體結(jié)構(gòu)及表面的質(zhì)量要求

(1)混凝土基體或水泥砂漿抹面的基體，必須堅(jiān)固密實(shí)、平整，需對(duì)襯里表面進(jìn)行噴砂

處理，除去那些松脆、易剝落的水泥渣塊、泥灰及其他雜物。

(2)進(jìn)行襯里施工的表面的平整度可用2m的直尺檢查，允許間隙不大于5mm。(3)表面應(yīng)在襯里施工之前，涂上一層約lmm厚的光潔導(dǎo)電薄膜找平層，可改善表面 的平整度及用作電火花檢測(cè)襯里密封性時(shí)的反極。(4)混凝土必須干燥，其表面殘余濕度應(yīng)低于4％。(5)選用底漆時(shí)，應(yīng)考慮到混凝土的堿性是否會(huì)使底漆發(fā)生皂化反應(yīng)，因?yàn)榛w發(fā)生皂

化反應(yīng)，涂層將會(huì)很快脫落，此時(shí)應(yīng)考慮選用耐潮、耐堿性能良好的底漆對(duì)混凝土表面進(jìn)行 中和處理。

(6)施工環(huán)境溫度以15～30~C為宜，相對(duì)濕度以80％一85％為宜。應(yīng)該說(shuō)涂層的防腐蝕性是相當(dāng)出色的，但目前其價(jià)位仍然偏高，是限制涂層廣泛應(yīng)用的—個(gè)重

要因素。因此，國(guó)內(nèi)外的廠家都在積極開(kāi)發(fā)物美價(jià)廉的涂料，他門主要從以下幾方面著手：

(1)采用價(jià)格低廉的鱗片填料。通常采用一些來(lái)源廣泛、價(jià)格便宜的硅酸鹽類礦產(chǎn)原料

或廢渣制取鱗片，經(jīng)過(guò)化學(xué)處理劑進(jìn)行表面處理后，可以達(dá)到與玻璃鱗片相當(dāng)?shù)姆栏阅?，用?lái)替代玻璃鱗片，因而也就降低了成本。(2)無(wú)溶劑化。所謂無(wú)溶劑化是指涂料中不含或僅含有少量的揮發(fā)性溶劑，這樣的涂料 固體含量高，大大減少了施工中溶劑揮發(fā)造成的材料浪費(fèi)，同時(shí)也減輕了環(huán)境污染，涂裝效

率也得到了提高。

(3)表面處理簡(jiǎn)單化。涂層對(duì)基體表面較高的預(yù)處理要求，也是導(dǎo)致使用涂料價(jià)位偏高 的原因之一，基體表面處理的簡(jiǎn)單化依賴于涂層與基體要求(金屬或混凝土表面)黏結(jié)強(qiáng)度 的提高。

(4)采用先進(jìn)的涂裝技術(shù)。如果涂料的涂裝工藝過(guò)于煩瑣，要求過(guò)于苛刻，即使其防腐 性能再突出，要在工程上實(shí)施也是很困難的?，F(xiàn)在比較流行的涂裝技術(shù)是采用高壓無(wú)空氣噴

涂，底漆、面漆合一的技術(shù)，簡(jiǎn)化了施工工藝難度，提高了涂裝效率，降低了工程成本。

第五節(jié) 濕法煙氣脫硫設(shè)備中鱗片襯里的防腐3-藝

一、濕法煙氣脫硫的防腐選材

由于濕法煙氣脫硫的基本原理是，煙氣中的S02、S03、HF和其他有害成分與液相中 的吸收劑起化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生稀硫酸、硫酸鹽和其他化合物，煙氣溫度隨之降低到露點(diǎn)以下，給

脫硫裝置帶來(lái)腐蝕問(wèn)題。因此，對(duì)于濕法煙氣脫硫工藝來(lái)說(shuō)，必須對(duì)有關(guān)設(shè)備進(jìn)行防腐處

理。濕式煙氣脫硫的防腐材質(zhì)應(yīng)具備的條件是：耐腐蝕、耐磨損、耐高溫。耐腐蝕主要是耐 硫酸、鹽酸腐蝕，以及F—的腐蝕，能夠阻擋有害氣體侵蝕和F／—等離子的滲透；耐磨損主要

是能夠抵御吸收漿液中含固量的磨損、噴淋層漿液的沖擊以及煙氣的沖刷；耐高溫主要是能

夠承受煙氣入口高溫?zé)煔?，同時(shí)應(yīng)能承受鍋爐運(yùn)行故障時(shí)煙氣溫度突變的沖擊。濕法煙氣脫

硫需要防腐部位主要有吸收塔、煙氣換熱器、煙氣換熱器與吸收塔之間的煙道、凈煙道、事

故漿液罐、漿液管道、盛有腐蝕性液體的漿液罐、地坑和地溝等，其中煙道和吸收塔的防腐

面積最大，所占費(fèi)用比例也最高。煙道主要以涂玻璃鱗片為主。對(duì)于吸收塔，美國(guó)主要采用

鎳基合金或碳鋼內(nèi)覆高鎳基合金板；德國(guó)多采用碳鋼內(nèi)襯橡膠板；日本多采用碳鋼內(nèi)涂玻璃

鱗片樹(shù)脂防腐。國(guó)內(nèi)根據(jù)引進(jìn)的脫硫技術(shù)不同，主要是襯膠和鱗片襯里，具體情況見(jiàn)表3-9，鎳基合金或碳鋼內(nèi)覆高鎳基合金板使用壽命長(zhǎng)但價(jià)格過(guò)于昂貴，國(guó)內(nèi)尚無(wú)使用業(yè)績(jī)。

二、鱗片襯里的防腐特點(diǎn)

鱗片襯里是以耐酸樹(shù)脂為主要基料，以薄片狀填料(外觀形狀似魚(yú)鱗，故稱之為鱗片)為骨料，添加各種功能添加劑混配成膠泥狀或涂料狀防腐材料，再經(jīng)專用設(shè)備或人工按一定

施工規(guī)程涂覆在被防護(hù)基體表面而形成的防腐蝕保護(hù)層。圖3—8為鱗片襯里的斷面結(jié)構(gòu)。

鱗片襯里層有不連續(xù)的片狀鱗片。單層鱗片是不透性實(shí)體，在襯層中垂直于介質(zhì)滲透方

向的鱗片呈多層有序疊壓排列。

鱗片樹(shù)脂襯里最突出的性能是具有優(yōu)良的抗腐蝕介質(zhì)滲透性。有關(guān)試驗(yàn)表明：0.5mm 厚的鱗片的抗?jié)B透性略大于20mm的玻璃鋼，1.5mm厚的鱗片襯里，就可以達(dá)到非常理想 的抗?jié)B效果。鱗片防腐之所以具備很高的抗?jié)B透性能，是由于鱗片的防腐層中扁平的鱗片在

樹(shù)脂中平行疊壓排列，介質(zhì)滲透為繞鱗片曲折狹縫擴(kuò)散過(guò)程。玻璃鱗片具有很好的迷宮效

應(yīng)，如圖3-9所示，使?jié)B透介質(zhì)在不同鱗片層內(nèi)滲透動(dòng)力逐漸衰減，介質(zhì)向縱深滲透趨緩。

對(duì)于煙氣脫硫來(lái)說(shuō)，玻璃鱗片按照其使用部位與特點(diǎn)，可分為低溫玻璃鱗片、高溫玻璃

鱗片和耐磨玻璃鱗片等。低溫玻璃鱗片一般具有優(yōu)良的耐水汽的滲透性、耐化學(xué)性、耐腐蝕

性等特點(diǎn)，使用溫度一般低于100~C，是脫硫裝置的重要襯里材料，主要應(yīng)用于吸收塔的低

溫部分、事故漿罐、凈煙氣煙道等部分。高溫玻璃鱗片一般具有優(yōu)良的耐高溫性能，其長(zhǎng)期

使用溫度可以達(dá)到160~C以上。主要應(yīng)用于煙氣換熱器與吸收塔之間的原煙氣煙道、吸收塔 入口處、煙氣換熱器原煙氣區(qū)域以及煙氣出口擋板門后的煙道部分。耐磨玻璃鱗片是特殊配 方的鱗片樹(shù)脂，一般添加陶瓷耐磨材料增加耐磨特性。耐磨玻璃鱗片主要應(yīng)用于吸收塔噴淋

部位或漿液磨損嚴(yán)重的區(qū)域(如安裝攪拌器的部位)。

三、玻璃鱗片的施工要領(lǐng)

鱗片襯里施工為手工作業(yè)，施工質(zhì)量在很大程度上取決于操作者的操作技能和熟練程

度。在鋼材表面涂玻璃鱗片時(shí)，要求在焊縫位打磨、鋼板焊接、噴丸處理等各個(gè)方面都必須

嚴(yán)格把關(guān)，一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)引起運(yùn)行后鱗片襯里起氣泡、脫落等問(wèn)題。一般應(yīng)從以下

幾個(gè)方面控制施工質(zhì)量： 1．環(huán)境參數(shù)的控制

環(huán)境參數(shù)對(duì)于噴丸處理、刷底涂層和涂鱗片都非常重要，尤其是濕度的控制。濕度一

般應(yīng)低于70％，設(shè)備表面的溫度至少應(yīng)高于露點(diǎn)溫度3K以上，在整個(gè)施工過(guò)程中不能有 結(jié)露，冬天施工環(huán)境溫度至少在lo~C以上，達(dá)不到上述條件應(yīng)采取去濕或升溫等相應(yīng)措 施。

2．噴丸前的表面檢查

噴丸前對(duì)表面進(jìn)行檢查的項(xiàng)目主要有表面平整度、焊縫打磨檢查。表面平整度一般要小

于3mm／m。要求焊縫打磨成圓角，外凸的最小圓角為3mm，內(nèi)凹的轉(zhuǎn)角的最小半徑為

10mm，焊縫處不得有氣孔。3．噴丸要求

噴丸首先要保證環(huán)境參數(shù)的控制，可使用充分干燥的石英砂或鐵礦砂。對(duì)噴丸工藝有一

個(gè)重要的檢查指標(biāo)是表面粗糙度，噴丸標(biāo)準(zhǔn)要達(dá)到表面粗糙度為R。>70／1m?噴丸結(jié)束后的

金屬表面和焊縫不能有氣孔等缺陷。

噴丸用的壓縮空氣應(yīng)干燥潔凈，不得含有水分和油污。檢驗(yàn)方法：將白布或白漆靶板置

于壓縮空氣流中l(wèi)min，表面觀察無(wú)油污為合格。4．刷底涂

刷底涂是為了增加玻璃鱗片的附著力。刷底涂應(yīng)在噴丸后盡快涂刷，一般應(yīng)在表面處理

完成后6h內(nèi)完成第一道底漆涂刷。刷底涂前將金屬表面的灰塵清理干凈，刷底涂應(yīng)均勻，避免淤積、流掛或厚度不勻等。第二道底漆應(yīng)在第一道底漆初凝后即行涂刷，且涂刷方向與

第一道相垂直。

5．不同涂層的施工要領(lǐng) ·

鱗片襯里的施工方法有3種：一是高壓無(wú)空氣噴涂；二是刷、刮涂，主要用于厚漿型

涂料施工；三是抹涂滾壓法，主要用于膠泥狀鱗片襯里涂抹施工。其中抹涂滾壓法施工簡(jiǎn) 便，襯里施工質(zhì)量高，應(yīng)用較廣泛。作為鱗片涂料，厚漿型無(wú)溶劑鱗片涂料是發(fā)展選擇的 方向。

(1)抹層防腐。抹層防腐是用抹刀施工，其結(jié)構(gòu)通常有以下幾個(gè)部分：底涂、中間層、抹層、密封層。抹層的鱗片一般粒徑較大。原材料按廠家說(shuō)明書(shū)按比例添加凝固劑，需配備

專用真空攪拌混料設(shè)備混合均勻，以最大限度地減少配料過(guò)程中氣泡的產(chǎn)生。用抹刀均勻地

將涂料抹在已刷底涂的基體表面上，并使表面平整一致，必要時(shí)再用棍子壓實(shí)，使鱗片埋在

樹(shù)脂中合適的位置，避免鱗片外露、涂層內(nèi)無(wú)氣泡，厚度不足處應(yīng)補(bǔ)足厚度。

第一層涂完后應(yīng)進(jìn)行相關(guān)的檢查，合格后再進(jìn)行第二層的施工。兩層涂抹層的搭界接頭

處必須采取搭接方式。

(2)噴涂防腐。噴涂一般只有兩層：底涂和噴涂層。采用噴涂可以多遍噴涂，每一遍的

厚度和施工時(shí)間間隔由涂層材料廠商提供。各層的顏色應(yīng)有區(qū)別，以便檢查和確定是否 漏噴。

6．中間檢查和最終驗(yàn)收

防腐是濕法煙氣脫硫工程建設(shè)中非常重要的環(huán)節(jié)，關(guān)系到脫硫系統(tǒng)投入運(yùn)行后設(shè)備能否 安全運(yùn)行，因此必須加強(qiáng)防腐施工過(guò)程的驗(yàn)收，同時(shí)要檢查和監(jiān)督施工過(guò)程中同時(shí)制作的實(shí) 驗(yàn)板。

(1)外觀檢查。目視、指觸等確定有無(wú)鼓泡、針孔、傷痕、流掛、凹凸不平、硬化不

良、鱗片外露等。(2)厚度檢查。使用磁石式或電磁式厚度計(jì)測(cè)定鱗片涂層厚度，對(duì)不合格處進(jìn)行修

補(bǔ)。

(3)硬度檢查。玻璃鱗片的硬度檢查應(yīng)在實(shí)驗(yàn)板上進(jìn)行，不能直接在涂層上做硬度檢

查，以免損壞玻璃鱗片?！?4)打診檢查。用木制小錘輕輕敲擊襯里面，根據(jù)聲音判斷襯里內(nèi)有無(wú)氣泡或襯里不實(shí) 的現(xiàn)象。

(5)漏電檢查。對(duì)于玻璃鱗片襯里，漏電檢查非常重要，其目的是檢查有無(wú)延伸到基體 的針孔、裂紋或其他缺陷。使用高壓漏電檢測(cè)儀100％掃描襯里面，根據(jù)襯里的厚度調(diào)整檢

查電壓數(shù)值。如果漏襯或襯里層有孔，電弧會(huì)被金屬吸引，產(chǎn)生電火花。(6)黏結(jié)強(qiáng)度。將實(shí)驗(yàn)?zāi)K黏結(jié)在實(shí)驗(yàn)板上，在模塊上施力通過(guò)拉斷實(shí)驗(yàn)?zāi)K與實(shí)驗(yàn)板

間的玻璃鱗片，確定玻璃鱗片的黏結(jié)力。一般黏結(jié)強(qiáng)度應(yīng)大于5N／mm2。7．缺陷的修補(bǔ)

鱗片襯里在施工過(guò)程中或運(yùn)行一段時(shí)間后出現(xiàn)以 下情況需要進(jìn)行修補(bǔ)處理：①針孔；②表面損傷；③ 鱗片內(nèi)有明顯雜物；④施工后出現(xiàn)的碰傷。修補(bǔ)時(shí)將 缺陷周圍磨成波形坡口，將缺陷完全消除，然后用溶 劑清洗干凈，應(yīng)打磨該區(qū)域，然后按鱗片襯里施工方 法修涂，缺陷的修補(bǔ)方法如圖3—10所示。

對(duì)于特殊部位的處理，如煙道與吸收塔的連接、法蘭面等處，由于鱗片是分散不連續(xù)填料，其配制成 鱗片襯里的材料強(qiáng)度比玻璃鋼低，易受應(yīng)力破壞，因此需要在特殊部位采取玻璃布補(bǔ)強(qiáng) 措施。

由于防腐技術(shù)的不斷進(jìn)步，鱗片襯里在濕法煙氣脫硫工藝中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，基本能夠

滿足濕法煙氣脫硫苛刻的工藝要求。鱗片襯里具有的耐高溫特性(可在160~C環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)

行)是襯膠和玻璃鋼所不具備的，同時(shí)具有耐腐蝕和耐腐損的特性。某電廠鱗片防腐驗(yàn)收檢

查結(jié)果匯總表見(jiàn)表3—10。第六節(jié) 玻 璃 鋼

一、組成與特點(diǎn)

玻璃鋼(fiberglassreinforcedplastics，F(xiàn)RP)是一種由基體材料和增強(qiáng)材料兩個(gè)基本

組分，并添加各種輔助劑而制成的一種復(fù)合材料。常用的基體材料為各種樹(shù)脂，如環(huán)氧樹(shù)

脂、酚醛樹(shù)脂，呋喃樹(shù)脂等；常用的增強(qiáng)材料主要有碳纖維、玻璃纖維、有機(jī)纖維等；常用 的輔助劑有固化劑、促進(jìn)劑、稀釋劑、引發(fā)劑、增韌劑、增塑劑、觸變劑、填料等。在

FGD裝置中，用的較多的玻璃鋼是由玻璃纖維和碳纖維制成的。

碳纖維多采用聚丙烯腈纖維為原料制成，玻璃纖維則是由各種金屬氧化物的硅酸鹽類經(jīng)

熔融后抽絲而成，其成分以二氧化硅為主，通常含有堿金屬氧化物。碳纖維與玻璃纖維相

比，前者的彈性模量高于后者，在相同外載的作用下，應(yīng)變??；前者制件的剛度也比后者制

件高。此外，碳纖維比玻璃纖維具有更好的耐腐蝕性能，但碳纖維與樹(shù)脂的黏結(jié)能力比玻璃 纖維差，所以碳纖維復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度較低。目前煙氣除塵脫硫裝置中使用最多、技

術(shù)最為成熟的玻璃鋼仍采用玻璃纖維作為增加材料。

FGD裝置中使用的玻璃鋼通常有兩種形式，即整體玻璃鋼和玻璃鋼襯里。整體玻璃鋼大

多作為單元設(shè)備來(lái)使用，玻璃鋼作襯里使用時(shí)，絕大多數(shù)是以碳鋼作為基體，但玻璃鋼的許多

性能與鋼材相比，具有較大的差別。玻璃鋼的熱導(dǎo)率比碳鋼低，具有較好的絕熱性能，在20 ～200~C范圍內(nèi)玻璃鋼的熱導(dǎo)率約為3kI／mh~C，鋼材的熱導(dǎo)率為148～221kI／mh~C。另外，在

20～200~C范圍內(nèi)，玻璃鋼的線膨脹系數(shù)約為1．8X10—5C-’，鋼材約為1．2X10—‘℃”。因此，使用玻璃鋼襯里時(shí)，需考慮到玻璃鋼基體的黏結(jié)性能及基體本身的耐酸、耐溫性能。根據(jù)使用

樹(shù)脂的不同，玻璃鋼可分為環(huán)氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼及呋喃玻璃鋼。常用玻璃鋼的性能及其適

用范圍見(jiàn)表3-11。

從表3-11可以看出，單一樹(shù)脂的玻璃鋼各有各的優(yōu)缺點(diǎn)，難以滿足FGD系統(tǒng)的防腐

要求，但可將這些樹(shù)脂進(jìn)行混配改性，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，可制得性能優(yōu)良的復(fù)合玻璃鋼。一般

FGD裝置中使用的玻璃布為無(wú)堿(或微堿)、無(wú)捻平紋方格玻璃布，可以避免強(qiáng)度的方向

性和減輕腐蝕介質(zhì)沿玻璃布紋的滲透。樹(shù)脂一般采用黏結(jié)力強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高；固化成型

方便的環(huán)氧樹(shù)脂打底，復(fù)配耐溫性好、耐酸堿性能也較好的呋喃樹(shù)脂，并加入耐磨(如

二硫化鈉)、導(dǎo)熱(如金屬粉末)及抗老化、抗?jié)B性能好的填料(如瓷土、石英粉等)和

輔助劑。

實(shí)踐表明，這種利用改性呋喃樹(shù)脂制成的玻璃鋼，其耐磨、耐水、耐濕熱、抗老化、抗

拉、抗壓、抗剪切力學(xué)性能均明顯優(yōu)于單一樹(shù)脂制成的玻璃鋼。(1)耐腐蝕性。玻璃鋼的耐腐蝕性主要取決于樹(shù)脂。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，樹(shù)

脂的性能也在不斷完善，尤其是20世紀(jì)60年代乙烯基酯樹(shù)脂的誕生，進(jìn)一步提高了玻

璃鋼的耐腐蝕性及耐熱性。乙烯基酯是用環(huán)氧與不飽和酸反應(yīng)制成的。它的分子鏈結(jié)

構(gòu)不同于聚酯，末端具有高交聯(lián)度、高反應(yīng)活性的雙鏈，具有穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，其中

的穩(wěn)定苯醚鍵使樹(shù)脂耐腐蝕，強(qiáng)度接近環(huán)氧。另外，酯基只位于分子鏈端部，與聚酯

不同，聚酯的酯基出現(xiàn)在主鏈上，因此，水解后，乙烯基酯性能并不下降。此外，當(dāng)

固化反應(yīng)后，交聯(lián)反應(yīng)只在端部進(jìn)行，整個(gè)分子鏈不全參加反應(yīng)，因此，分子鏈可以 拉伸，宏觀上表現(xiàn)出較好的韌性，乙烯基酯延伸率為4％～8％，而聚酯的僅為1％～

1．5％。由于乙烯基酯獨(dú)特的分子鏈構(gòu)造及其制造合成方法，使其固化后的性能與環(huán)氧

接近，其工藝性能類似于聚酯，耐酸性優(yōu)于氨類固化環(huán)氧，耐堿性優(yōu)于酸類固化環(huán)氧

和不飽和聚酯。從工藝上看，乙烯基酯適合于大多數(shù)的玻璃鋼成型工藝，例如纖維纏

繞；拉擠、手糊等等。乙烯基酯黏度低，與纖維浸漬效果好，可保證制品的質(zhì)量。因

此乙烯基酯非常適合于做脫硫玻璃鋼設(shè)備的樹(shù)脂基體，它的防腐性能好，韌性好，高

溫性能突出，價(jià)格適中。在國(guó)外的玻璃鋼脫硫設(shè)備中基本上都采用乙烯基酯玻璃鋼，幾種國(guó)外的乙烯基酯室溫時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)性能見(jiàn)表3—12。表3—13列出了幾種材料的耐酸性比

較。

(2)耐熱性。圖3—11是酚醛環(huán)氧型乙烯基酯樹(shù)脂玻璃鋼和氯茵酸型聚酯樹(shù)脂玻璃鋼在

連續(xù)干熱狀態(tài)下的抗彎強(qiáng)度和耐溫性能比較。

將用2種樹(shù)脂分別做成的試樣暴露在193~C空氣中12個(gè)月后，發(fā)現(xiàn)酚醛環(huán)氧型乙烯基

酯樹(shù)脂的保留強(qiáng)度比氯茵酸聚酯樹(shù)脂高得多，而后者已在濕法FGD系統(tǒng)的煙道和煙囪襯里

工藝中成功應(yīng)用多年。由此可以證明，乙烯基酯樹(shù)脂玻璃鋼做成的脫硫塔，將能耐受更高的

溫度，使用壽命更長(zhǎng)，也更可靠。圖3—12是2種樹(shù)脂做成的玻璃鋼層合板暴露在65~C煙氣

中90天彎曲強(qiáng)度與熱震性能比較。

熱震性能試驗(yàn)是把2種玻璃鋼層合板放到204~C以上的溶液中，取出后立即放入冷水并

保持2h，再對(duì)2種層合板進(jìn)行6h的干燥，然后測(cè)定彎曲強(qiáng)度。試驗(yàn)表明，用乙烯基酯樹(shù)脂

制成的玻璃鋼層合板保留了絕大部分抗彎強(qiáng)度，而用耐溫氯茵酸聚酯樹(shù)脂制成的玻璃鋼層合

板暴露在干熱狀態(tài)下4h后就開(kāi)始分層，彎曲強(qiáng)度下降了40％。乙烯基酯樹(shù)脂的抗熱震性能

歸功于它的延伸率是氯茵酸聚酯樹(shù)脂的3—4倍。高的延伸率使它具有極高的抗沖擊性能，并增大了對(duì)溫差、壓力波動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)的適應(yīng)范圍。乙烯基酯樹(shù)脂做成的玻璃鋼已成功地用

于濕法FGD系統(tǒng)的煙囪襯里。

(3)耐磨損性能。在腐蝕環(huán)境中，玻璃鋼的耐磨性能優(yōu)于鋼鐵，為提高玻璃鋼的耐磨 性，可以在樹(shù)脂基體中適當(dāng)加入填料如金剛砂等，但不能使玻璃纖維暴露出來(lái)。1987年，位于德國(guó)Weisweiler的某火電廠采用濕法石灰石／石膏FGD工藝，漿液中固體含量達(dá)15％，吸收塔和輸送漿液的管道均為玻璃鋼，至今運(yùn)行良好。

阻燃性能也是另一關(guān)鍵問(wèn)題．玻璃鋼結(jié)構(gòu)在制作時(shí)可加入適量的阻燃劑以保證其安全 工作。

二、玻璃鋼的質(zhì)量檢驗(yàn)

常見(jiàn)玻璃鋼的缺陷及解決辦法見(jiàn)表3—14，玻璃鋼的質(zhì)量檢驗(yàn)見(jiàn)表3—15。

三、玻璃鋼的應(yīng)用

由于玻璃鋼具有耐化學(xué)腐蝕且價(jià)格低的特點(diǎn)，故已成功地應(yīng)用于濕法FGD系統(tǒng)。主要

在以下部位使用：①吸收塔等塔體；②噴頭；③集液器、除霧器；④管路；⑤煙道；⑥煙

囪。使用者認(rèn)為玻璃鋼質(zhì)量輕、耐腐蝕，造價(jià)比合金材料低，極具應(yīng)用潛力，德國(guó)某電廠幾

臺(tái)洗滌塔長(zhǎng)期使用此種材料的成功就是例證。不同材料除霧器的價(jià)格比較見(jiàn)表3—16。

玻璃鋼煙道的成功應(yīng)用已有相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，1982年，美國(guó)就在直徑4—9m的煙道上應(yīng)

用了玻璃鋼；1988年，德國(guó)在直徑為7m的煙道上的應(yīng)用也獲得成功。玻璃鋼煙囪作為脫硫

工廠的一部分，成為代替混凝土煙囪，提高煙囪使用壽命的理想替換結(jié)構(gòu)。1983年，美國(guó)

ASTM學(xué)會(huì)起草了玻璃鋼煙囪的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)ASTMD-20，建議煙囪的最大撓度不應(yīng)超過(guò)煙囪

高度的5％。20世紀(jì)80年代，美國(guó)CenturyFiberglass公司制造了當(dāng)時(shí)世界上最高的自支撐

式玻璃鋼煙囪。煙囪高5L 8m，總質(zhì)量9．53t，頂部壁厚0．64cm，底部壁厚2．21cm，煙囪

的防腐層厚0．05m，用10％的表面氈，樹(shù)脂含量為90％，前兩層是用0．25cm厚的短纖維

(1．9cra長(zhǎng))增強(qiáng)樹(shù)脂層，纖維含量為25％，延伸率大于40％，以防開(kāi)裂。結(jié)構(gòu)層采用纖維

編繞工藝成型，玻纖含量為70％。在玻璃鋼煙囪的外表面要涂覆耐大氣老化層。

在國(guó)內(nèi)，北京國(guó)華熱電公司的進(jìn)口FGD系統(tǒng)中，石灰石漿液輸送管道和儲(chǔ)存罐均為玻

璃鋼。廣東連州電廠和瑞明電廠FGD系統(tǒng)的石灰石漿液罐、吸收塔漿液循環(huán)管道及塔內(nèi)漿

液分配管也都是玻璃鋼。深圳西部海水FGD系統(tǒng)的海水輸送及恢復(fù)管道、在四川白馬電廠

試驗(yàn)的采用NADS技術(shù)的吸收塔均是玻璃鋼。隨著FGD裝置的增長(zhǎng)，玻璃鋼應(yīng)用得越來(lái) 越多。

玻璃鋼脫硫裝備的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益都很顯著。在國(guó)外，玻璃鋼設(shè)備已趨于成熟，其

顯著的優(yōu)點(diǎn)已被人們承認(rèn)和接受。目前玻璃鋼脫硫裝備正趨于大型化，如英國(guó)Plastilon計(jì)

劃制造直徑為20m的洗滌塔。大的玻璃鋼結(jié)構(gòu)，給運(yùn)輸帶來(lái)了很大的麻煩。因此，“就地”

制造的技術(shù)與設(shè)備就顯得十分重要，國(guó)外正在進(jìn)行這一方面的研究，應(yīng)引起重視。

第七節(jié) 其他耐蝕材料

一、高分子熱塑性塑料

聚氯乙烯塑料是以PVC樹(shù)脂為主要原料，加入其他添加劑，經(jīng)過(guò)捏和、混煉、加工成

型等過(guò)程制得。根據(jù)增塑劑的加入量的不同，分硬聚氯乙烯、軟聚氯乙烯兩大類。硬聚氯乙

烯具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，一般可以用作結(jié)構(gòu)材料。它具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性，當(dāng)溫

度低于50~C時(shí)，除強(qiáng)氧化性酸外，耐各種濃度的酸、堿、鹽類的侵蝕。在芳香烴、氯化烴

和酮類介質(zhì)中，硬PVC溶解或溶脹，但不溶于其他有機(jī)溶劑。其耐熱性常用馬丁耐熱溫度

表示，為6500。實(shí)際使用中的硬PVC塑料的使用溫度常根據(jù)其使用條件的不同而不同，如

介質(zhì)腐蝕性越強(qiáng)，使用溫度越低。另外，作為受力構(gòu)件使用時(shí)，應(yīng)力越高，使用溫度下降。

硬PVC塑料由于其一定的機(jī)械性、優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性，更因?yàn)槠鋪?lái)源廣泛、價(jià)格便宜，且相對(duì)密度小，吊裝方便，焊接、成型性能良好，易加工，而成為化工、石油、染料等工業(yè)

中普遍使用·的一種耐腐蝕材料。它常用來(lái)做塔器、儲(chǔ)槽、排氣筒、泵、閥門及管道。由于硬

PVC線膨脹系數(shù)較大，較高的溫度會(huì)造成較大的應(yīng)力，因而在設(shè)計(jì)PVC設(shè)備、管道及固定

安裝時(shí)，必須考慮這一特點(diǎn)。

軟PVC由于加入大量的增塑劑，質(zhì)地較軟，強(qiáng)度低，剛性差，耐熱性不如硬PVC，耐

化學(xué)性與硬PVC近似，主要用于制造密封墊片、密封圈及軟管，還適用于大型設(shè)備襯里。

二、聚丙烯(PP)PP樹(shù)脂根據(jù)合成過(guò)程中使用催化劑的不同，所得分子結(jié)構(gòu)有所不同。其耐蝕性、物理

機(jī)械性及耐熱性等與其結(jié)晶性有密切的關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，結(jié)晶度越高，耐蝕性越好。它對(duì)于

無(wú)機(jī)酸堿鹽化合物，除氧化性的介質(zhì)外，接近loo~C無(wú)破壞作用。室溫下，PP在大多數(shù)有

機(jī)溶劑中不溶解，某些氯化烴、芳香烴和高沸點(diǎn)脂肪烴能使PP溶解，且溶脹度因濕度升高

而升高。聚丙烯耐熱性較高，在熔點(diǎn)以下，材料具有很好的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。其使用溫度為110～

120~C，無(wú)外力時(shí)，可達(dá)到150~C。PP的高度結(jié)晶性，使其具有較好的機(jī)械強(qiáng)度，常溫下，可用作結(jié)構(gòu)材料，但其剛性因溫度升高而降低較大，因而在高溫下，不宜作結(jié)構(gòu)設(shè)備。與

PVC比較，當(dāng)溫度大于80~C時(shí)，PVC已完全失去強(qiáng)度，而PP仍可保持一定的強(qiáng)度，作為

耐蝕材料使用。

PP常用于化工管道、儲(chǔ)槽、襯里等，濕法FGD的除霧器常常用PP制造，如連州電

廠、太原一熱FGD的除霧器。在實(shí)際使用安裝時(shí)，因其熱膨脹系數(shù)較大，需考慮安裝熱補(bǔ)

償器，另外，采用無(wú)機(jī)填料增強(qiáng)PP，可提高其強(qiáng)度、抗蠕變性，如使用玻纖增強(qiáng)PP制造

保爾環(huán)及階梯環(huán)。若用石墨改性，可制成石墨換熱器。

三、氟塑料

含氟原子的塑料總稱氟塑料。由于分子結(jié)構(gòu)中含有氟原子，使聚合物具有極為優(yōu)良的耐

蝕性、耐熱性、電性能和自潤(rùn)滑性，主要品種有聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚全氟乙 丙烯。

聚四氟乙烯又稱特氟隆，簡(jiǎn)稱PTFE或F4，是單體四氟乙烯的均聚物。PTFE是白色

有蠟狀感覺(jué)的熱塑性樹(shù)脂，它具有高度的結(jié)晶性，熔點(diǎn)為327~C，熔點(diǎn)以上為透明狀態(tài)，幾

乎不流動(dòng)，不親水，光滑不黏，摩擦特征與水相似，密度很大，為塑料中密度最大者，具有

良好的耐熱性及極佳的耐化學(xué)藥品的腐蝕性，能耐王水的腐蝕，有“塑料王”之稱。

PTFE有如下特性：

(1)優(yōu)良的耐高、低溫特性。能在一269～+260~CT作溫度下工作。(2)優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性。除熔融的堿金屬或其氨溶液、三氟化氯及元素氟在高溫下對(duì)

它發(fā)生作用外，其他任何濃度的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑和溶劑對(duì)它都不起作用，如它在濃硫

酸、硝酸、鹽酸甚至王水中煮沸，其質(zhì)量及性能均無(wú)變化。它能耐大多數(shù)有機(jī)溶劑，如鹵代

烴、丙酮、醇類等，不會(huì)產(chǎn)生任何質(zhì)量變化及膨脹現(xiàn)象?？梢?jiàn)，它的化學(xué)穩(wěn)定性甚至超過(guò)貴

重金屬(如金、鉑等)、玻璃、搪瓷等。(3)很低的摩擦系數(shù)。比磨得最光滑的不銹鋼的摩擦系數(shù)小一半，磨損量只有它的1％。

(4)優(yōu)異的介電性能。一片0．025mm的薄膜，能耐500V高壓，比尼龍的介電強(qiáng)度高—倍。

另外，PTFE的抗?jié)B性能優(yōu)良，吸水率僅為0．005，由于聚四氟乙烯分子間作用力小，表面能低，因而具有高度的不黏性，很好的潤(rùn)滑性。當(dāng)粘貼于橡膠表面時(shí)，可以有效地防止

結(jié)晶石膏的結(jié)塊現(xiàn)象，以及FGD下游煙道中潮濕部分強(qiáng)烈的水蒸氣滲透和橡膠的溶脹。其

綜合性能見(jiàn)表3—17。

但是，聚四氟乙烯的機(jī)械強(qiáng)度一般，蠕變現(xiàn)象嚴(yán)重，剛性低，不易作剛性材料。聚四氟

乙烯的主要缺點(diǎn)是其成型加工困難，不能用一般熱塑性塑料的成型加工方法來(lái)加工，只可采

用類似粉末冶金的方法把聚四氟乙烯粉末預(yù)壓成型，再燒結(jié)成型。為了適應(yīng)使用要求，應(yīng)對(duì)

PTFE進(jìn)行填充改性，常用的填充劑有石墨、二硫化鉬、碳黑、云母、石英、玻璃纖維、青

銅粉、石棉、陶瓷等。玻璃纖維是最常用的填充劑，它對(duì)PTFE的化學(xué)性能、電氣性能影

響很小，卻提高了其他性能。青銅的作用是增加了散熱性。二硫化鉬的作用是增加耐磨性、剛性、硬度。

聚四氟乙烯主要用于襯里材料，其不黏性使其襯里工藝較困難，可采用深層或板襯形

式，一般用于管道、管件、閥門、泵、容器、塔等設(shè)備襯里的防腐。在太原一熱FGD系統(tǒng) 中，除霧器的沖洗噴嘴是用聚四氟乙烯制造的。其他氟塑料由于分子結(jié)構(gòu)上不全為氟原子組

成，因而其耐蝕性、耐熱性比聚四氟乙烯稍差。但其加工性要優(yōu)于聚四氟乙烯，可用一般塑

料加工方法加工，用于制作泵、閥、棒、管等，還可用于設(shè)備的防腐涂層。

四、氯化聚醚

氯化聚醚是一種線形高結(jié)晶度熱塑性塑料，具有較高的耐熱性及耐蝕性。耐蝕性僅次于

聚四氟乙烯，除強(qiáng)氧化劑及酯、酮、苯胺等極性大的溶劑外，能耐大部分酸、堿和烴、醇類

溶劑以及油類的作用。其耐磨性好，尺寸穩(wěn)定性好。其抗拉強(qiáng)度與特性黏度V有關(guān)。V≥

1．2，可用作結(jié)構(gòu)材料，V在0．8～1．2之間，用作涂層。其加工法可用一般的加工方法，注

射、擠出、模壓、焊接、噴涂都可。氯化聚醚在化工中除了可以加工成管、板、棒及相應(yīng)的 零件外，還常用于涂層和襯里。

五、聚苯硫醚

聚苯硫醚是一種較好的耐高溫、耐蝕工程塑料，其耐熱性可與聚四乙烯、聚酚亞胺

媲美，250℃以下可長(zhǎng)期使用。線形聚苯硫醚加熱或化學(xué)交聯(lián)后，可在200℃以下使用，其機(jī)械強(qiáng)度高于氯化聚醚，特別是高溫機(jī)械強(qiáng)度好，抗蠕變性優(yōu)良。175℃以下不溶于所

有溶劑，250—300℃不溶于烴、酮、醇等，耐酸、堿作用，但不耐強(qiáng)氧化劑的酸，也不

耐氟、氯、溴介質(zhì)的腐蝕。聚苯硫酸的主要加工方法有注射、壓制、噴涂等，壓制成棒

材、板，再制成相應(yīng)的零件。另外，還可用熱壓的方法制作金屬泵、閥等的襯里。目前，國(guó)內(nèi)多采用它作防腐材料。

六、熱固性增強(qiáng)塑料

熱固性增強(qiáng)塑料是一種以合成樹(shù)脂為基體，以纖維質(zhì)為骨架的復(fù)合材料。由于它具有質(zhì)

量小、強(qiáng)度高、耐腐蝕、成型性好、適用性強(qiáng)等優(yōu)異性能，已成為化工防腐工程中不可缺少 的材料之一?！?/p>

熱固性增強(qiáng)塑料的強(qiáng)度主要由骨架材料纖維質(zhì)承受，合成樹(shù)脂黏附于纖維骨架，是傳遞 力的介質(zhì)。

增強(qiáng)塑料的性質(zhì)不僅取決于骨架纖維材料、合成樹(shù)脂，而且還與兩者的黏結(jié)性有關(guān)。增

強(qiáng)塑料的樹(shù)脂與纖維界面間的黏結(jié)性決定了其物理、化學(xué)性能。纖維表面因?yàn)槔z的需要，沾有石蠟等浸潤(rùn)劑，會(huì)嚴(yán)重影響玻纖與合成樹(shù)脂的黏結(jié)力。因此，玻纖表面的處理是改善纖

維與樹(shù)脂間黏結(jié)性的關(guān)鍵。工程中常采用偶聯(lián)劑對(duì)玻璃纖維進(jìn)行表面處理，目的是使增強(qiáng)塑

料界面黏合從物理黏合變?yōu)榛瘜W(xué)結(jié)合，以提高纖維與樹(shù)脂的黏結(jié)力，從而使復(fù)合材料具有較

高的剛性及強(qiáng)度。增強(qiáng)塑料常用的合成樹(shù)脂如下： 1．酚醛樹(shù)脂

酚醛樹(shù)脂是酚類化合物與醛類化合物在催化劑的作用下，縮合而成的一類化合物的總

稱。其特點(diǎn)是耐化學(xué)性好，在非氧化性的酸中穩(wěn)定，但不耐堿及氧化性酸，耐熱性較好，其

馬丁耐熱溫度為120~C。為了克服酚醛樹(shù)脂耐堿性差的缺點(diǎn)，可引入。、p—二氯丙醇。另外，根據(jù)施工的需要，還常引入稀釋劑，如苯、甲苯、二甲苯、丙酮、乙醇等來(lái)調(diào)節(jié)樹(shù)脂黏度。2．呋喃樹(shù)脂

呋喃樹(shù)脂具有良好的耐酸、耐堿性，可在酸、堿交替的介質(zhì)中使用，但對(duì)強(qiáng)氧化性酸如

濃H。804、HNOs及其他氧化性介質(zhì)不耐蝕。它由于固化程度較高，因而具備良好的耐溶

劑性及耐熱性，其耐熱溫度可達(dá)180～190~C。呋喃樹(shù)脂性脆，可通過(guò)加入增塑劑，如苯二

甲酸二丁酯，或其他樹(shù)脂(如環(huán)氧樹(shù)脂)來(lái)加以改性。其對(duì)光滑無(wú)孔的基材黏結(jié)性差，而對(duì)

多孔表面材料有好的浸漬滲透和黏結(jié)性。3．環(huán)氧樹(shù)脂

環(huán)氧樹(shù)脂是含有環(huán)氧基的高聚物的統(tǒng)稱。其種類很多，但在防腐工程中使用最廣泛的是

環(huán)氧氯丙烷與雙酚A。環(huán)氧樹(shù)脂化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐稀酸、堿，但在濃堿及加熱情況下易為堿

所分解。其機(jī)械強(qiáng)度主要體現(xiàn)為抗彎強(qiáng)度較高，具有柔韌性。另外，由于環(huán)氧樹(shù)脂含有許多

強(qiáng)極性基，因而具有很強(qiáng)的黏結(jié)力，可黏結(jié)金屬、非金屬與多種材料，因而廣泛用于玻璃

鋼、黏結(jié)劑、涂料等。環(huán)氧樹(shù)脂的耐熱溫度(馬丁耐熱溫度)為105～130~C，使用溫度應(yīng)

根據(jù)實(shí)際應(yīng)用條件而確定，如在酸堿濃度較高的環(huán)境下，其使用溫度大大下降，只可在常溫

下使用，在非腐蝕性條件下，固化物使用溫度大于100~C。4．不飽和聚酯

不飽和聚酯是聚酯樹(shù)脂的一類，它是由不飽和二元酸及其酸酐或飽和多元酸及其酸酐與

二元醇經(jīng)縮聚而成的合成樹(shù)脂。不飽和聚酯的最大優(yōu)點(diǎn)就是成型工藝優(yōu)良，固化后的綜合性

能良好。其力學(xué)性能介于環(huán)氧與酚醛之間。不飽和聚酯不耐氧化性介質(zhì)，耐堿、耐溶劑性能

差，耐溫性較差，且隨溫度的上升其老化加速，這些缺點(diǎn)可通過(guò)在樹(shù)脂結(jié)構(gòu)中引入其他單體 加以改進(jìn)。

七、石墨

1．不透性石墨

石墨是一種結(jié)晶形碳，它與其他碳(如焦炭、無(wú)煙煤)的主要區(qū)別在于有明顯的晶

體構(gòu)造。石墨晶體屬六方晶體系列，在石墨晶體中，碳原子按正六角形排列于各平面上，在每一個(gè)平面內(nèi)，每一個(gè)碳原子都和其他三個(gè)碳原子以共價(jià)鍵相連接。這種共價(jià)鍵結(jié)合

是非常牢固的，所以有很好的化學(xué)穩(wěn)定性。這就使石墨表現(xiàn)出卓越的耐腐蝕性，除了強(qiáng) 氧化性的酸如硝酸、鉻酸、發(fā)煙硫酸、鹵素之外，在其他化學(xué)介質(zhì)中都很穩(wěn)定，甚至在

熔融的堿中亦穩(wěn)定。但在人造石墨的制造過(guò)程中，由于高溫焙燒而逸出的揮發(fā)物，致使

石墨材料形成很多微細(xì)的孔隙，孔隙的存在不但影響到它的機(jī)械強(qiáng)度和加工性能，而且

使它對(duì)液體和氣體的抗?jié)B性能變差。因此，需要采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄌ畛涫目紫?，即進(jìn)

行不透性處理，使其成為不透性石墨。不透性石墨可進(jìn)行各種機(jī)械加工，如車、刨、鋸、鉆、銑等。它的耐蝕性與耐熱性由合成樹(shù)脂和石墨共同確定。石墨本身在450~C以下對(duì)大

多數(shù)腐蝕介質(zhì)具有很高的穩(wěn)定性，但在空氣中，溫度高于450～500~C時(shí)，開(kāi)始氧化。根

據(jù)制造方法的不同，可分為浸漬石墨、壓型石墨、澆注石墨。石墨的物理機(jī)械性能及耐

蝕性能見(jiàn)表3—

18、表3—19。

不透性石墨材料是非金屬材料中唯一具有優(yōu)良導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能的材料，其線膨脹系數(shù)較

其他材料小，化學(xué)穩(wěn)定性高，且具有良好的機(jī)械加工性能。因此不透性石墨常用來(lái)制作傳

熱、傳質(zhì)設(shè)備，反應(yīng)設(shè)備及流體輸送設(shè)備。用不透性石墨制成的傳熱設(shè)備，由于傳熱效率

高，耐蝕性好，使用最為廣泛。2．浸漬石墨

浸漬石墨是目前國(guó)內(nèi)用于設(shè)備防腐蝕內(nèi)襯用不透性石墨板主要材料，其基本過(guò)程是先將

人造石墨材料燒結(jié)成棒材或塊材，用機(jī)械方法加工成所需板材，然后通過(guò)真空法使浸漬劑在

外壓條件下浸漬石墨板孔隙，再固化成型。人造石墨在成型燒結(jié)過(guò)程和石墨化過(guò)程中會(huì)揮發(fā)

出低沸點(diǎn)組分，從而產(chǎn)生密布的微孔，經(jīng)合成樹(shù)脂浸漬將微孔填塞，所得浸漬石墨具有不 透性。

浸漬石墨常用的浸漬劑有酚醛樹(shù)脂、呋喃樹(shù)脂、水玻璃、氟樹(shù)脂等，其中以酚醛浸漬石

墨最常用。酚醛浸漬石墨具有良好的耐酸、耐溶劑性，耐堿和氧化性酸較差，可加入1、3—

二氯丙醇改進(jìn)其耐堿性。若經(jīng)高溫處理，樹(shù)脂開(kāi)始焦化，其耐酸、耐堿性提高，但機(jī)械強(qiáng)度

下降。其耐熱性由酚醛樹(shù)脂決定，一般在170℃下使用，也可在180℃下使用，但由于樹(shù)脂 的老化，強(qiáng)度下降，樹(shù)脂分解，易造成滲漏。

呋喃浸漬石墨具有良好的耐酸堿性和耐溶劑性，在濃度較高的醋酸溶液中尤為穩(wěn)定，耐

熱性優(yōu)于酚醛浸漬石墨。

氟樹(shù)脂浸漬石墨耐蝕性優(yōu)良。由于氟樹(shù)脂的耐蝕性超過(guò)石墨材料，因此，其耐蝕性取決

于石墨的耐蝕性，即耐除氧化性酸以外的多數(shù)酸，耐任意沸騰堿，在氯一碘中穩(wěn)定。耐除氧

化性鹽溶液以外的多數(shù)鹽溶液，對(duì)大多數(shù)有機(jī)溶劑穩(wěn)定。其耐熱性取決于氟樹(shù)脂，只可在

200~C以下的介質(zhì)中使用。水玻璃浸漬石墨常用于不能使用合成樹(shù)脂浸漬的石墨材料，能在

強(qiáng)氧化性介質(zhì)或較高的溫度條件下使用。耐高溫可達(dá)300—400~C，但不耐稀酸和水的腐蝕。

3．壓型石墨

壓型石墨是用石墨粉作骨料，與合成樹(shù)脂經(jīng)捏合機(jī)混勻，制成坯料或造粒，于液壓機(jī)中

模壓成型或擠壓成型?？梢灾瞥蓧褐剖破罚绻懿?、板材、三通、閥門、泵葉輪等。其

中管材應(yīng)用最廣，除用于流體輸送系統(tǒng)外，還用來(lái)制作各種類型的列管式換熱器。壓型石墨

制品的主要品種有酚醛壓型石墨、呋喃壓型石墨、環(huán)氧壓型石墨及改性樹(shù)脂壓型石墨。當(dāng)石

墨含量為75％左右時(shí)，有較高的化學(xué)穩(wěn)定性。壓型不透性石墨板的耐腐蝕性能主要取決于

樹(shù)脂的耐腐蝕性，如壓型酚醛石墨板除強(qiáng)氧化性介質(zhì)外(硝酸、鉻酸、濃硫酸等)，能耐大

多數(shù)無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸、鹽類及有機(jī)化合物、溶劑等介質(zhì)的腐蝕，但不耐強(qiáng)堿。

八、耐蝕硅酸鹽材料 1．化工陶瓷 ’

陶瓷一般為陶器、烙器、瓷器等黏土制品的通稱。其坯體主要由黏土、長(zhǎng)石、石英配制

而成。作為化工陶瓷設(shè)備，除了要求耐腐蝕以外，還要求尺寸較大，耐一定的溫度急變和壓

力等?；ぬ沾芍信黧w原料主要有三種：黏土(賦予泥料以成型性能)、長(zhǎng)石和石英(減小

干燥與燒成收縮)、溶劑原料長(zhǎng)石(降低燒成溫度)。原料坯體中的化學(xué)成分主要有Si02、Al：O，、Fe20。、MgO等。原料產(chǎn)地不同，所含的化學(xué)成分也不同，則制品的性能也不同，如Si02：A1：O，＝3 c1(質(zhì)量)制品具有較好的機(jī)械強(qiáng)度和低的線膨脹系數(shù)。當(dāng)A120s含

量為23％一27％時(shí)，制品的耐酸性最好。

化工陶瓷除氫氟酸和硅氟酸外，幾乎能耐所有濃度的無(wú)機(jī)酸和鹽類以及有機(jī)介質(zhì)的腐

蝕，但它對(duì)磷酸的耐蝕性差，不耐堿，特別是濃堿。缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度較差，是典型的脆性材

料，沖擊韌性低，抗拉強(qiáng)度小，且熱穩(wěn)定性低。因此其使用溫度、壓力都很低，只能用在常

壓或一定真空度的場(chǎng)合。一般耐酸陶瓷設(shè)備、管道的使用溫度小于90~C。耐溫陶瓷設(shè)備、管道的使用溫度小于或等于150~C?；ぬ沾傻闹饕夹g(shù)性能見(jiàn)表3—20。在FGD裝置中，化工陶瓷磚板主要用于吸收塔底部的吸收氧化槽內(nèi)壁、槽底及煙氣入

口等沖刷強(qiáng)度高、容易造成機(jī)械損傷的地方，吸收塔噴淋層的噴嘴也常用陶瓷制造，如

FGD的霧化噴嘴等。在安裝及使用中應(yīng)注意：化工陶瓷耐溫度急變性差，設(shè)備和管道應(yīng)盡

量安裝在室內(nèi)，特別是加熱設(shè)備，如在露天安裝，應(yīng)考慮保溫措施。操作時(shí)還應(yīng)避免過(guò)冷、過(guò)熱，如突然往冷的設(shè)備內(nèi)加入熱的介質(zhì)，陶瓷設(shè)備允許的溫度急變范圍一般為20～30~C。

另外化工陶瓷不宜高壓操作，其升壓、減壓應(yīng)緩慢進(jìn)行。陶瓷管道的安裝應(yīng)在地下或以支架 架空，不允許呈懸垂?fàn)顟B(tài)。在與泵設(shè)備連接時(shí)，應(yīng)加一柔性接管，以免受振破壞。連接陶瓷

管的閥門應(yīng)個(gè)別固定，以防扳動(dòng)閥門時(shí)扭壞陶瓷管。在采用法蘭連接時(shí)，連接處必須填有耐

蝕墊片，且螺母應(yīng)均勻擰緊。安裝大型塔器、容器時(shí)，必須有混凝土基礎(chǔ)，上面墊以石棉及 其他軟墊片。

陶瓷制品的機(jī)械加工較困難，一般用砂輪磨削，也可用金剛石鉆制的車刀進(jìn)行車削，加

工時(shí)，可在一般的金屬切削機(jī)床上進(jìn)行，也可用金剛砂手工研磨。2．4~,-Y-搪瓷

化工搪瓷是將瓷釉涂在金屬底材上，經(jīng)高溫澆制而成，它是金屬與瓷釉的復(fù)合材料。化

工搪瓷設(shè)備選用含硅量高的耐酸瓷釉涂敷在鋼制設(shè)備表面，經(jīng)高溫?zé)?，使之與金屬附著形

成致密的耐蝕玻璃質(zhì)薄層。因此，化工搪瓷設(shè)備兼有金屬設(shè)備的力學(xué)性能和瓷釉的耐蝕性。

制品的基體材料主要是低碳鋼、鑄鐵。制造瓷釉的原料有石英砂、長(zhǎng)石等天然巖石加上助熔

劑，如硼砂、純堿、氯化物等，以及少量使瓷釉能牢固附著的物質(zhì)。除氫氟酸及含氟的介 質(zhì)、溫度高于180~C的濃磷酸及強(qiáng)堿外，搪瓷能耐各種濃度的無(wú)機(jī)酸(包括強(qiáng)氧化性酸)、有機(jī)酸、弱堿和強(qiáng)有機(jī)溶劑。具備一定的熱傳導(dǎo)能力，其使用溫度在緩慢加熱和冷卻條件下

為一30～270~C。耐冷沖擊(由熱快變冷)的允許溫差小于110~C。耐熱沖擊(由冷快變熱)的允許溫差小于120~C。能耐壓力，搪瓷使用壓力取決于鋼板強(qiáng)度、設(shè)備的密封性及制造水

平。一般罐內(nèi)壓強(qiáng)小于或等于0．25MPa，夾套內(nèi)壓強(qiáng)小于或等于0．6MPa。負(fù)壓操作時(shí)，使

用真空值小于或等于700mmHg。搪瓷還具有良好的耐磨性、電絕緣性、抗污染性、不易黏

附物料等優(yōu)點(diǎn)。

搪瓷機(jī)械強(qiáng)度比陶瓷、玻璃制品要好得多。但它的瓷釉畢竟是玻璃質(zhì)脆性材料，易受損 壞，因此在搪瓷設(shè)備的使用及安裝吊運(yùn)過(guò)程中應(yīng)避免碰撞和振動(dòng)，在室外放置應(yīng)避免雨淋、灌水，否則冬季結(jié)冰會(huì)將瓷層脹裂。搪瓷設(shè)備焊接時(shí)，不允許在瓷層外壁焊接，應(yīng)在無(wú)瓷層 的夾套上施焊，且需采取保護(hù)帶瓷鋼板的措施，即不用氧氣割、焊，而用電焊，并采取冷卻

措施以避免局部過(guò)熱。升溫、降溫、加壓和降壓也應(yīng)緩慢進(jìn)行，避免酸、堿介質(zhì)交替使用。

另外清洗設(shè)備夾套嚴(yán)禁用鹽酸，以免引起罐內(nèi)壁爆瓷。3．人造鑄石

人造鑄石是以天然石材輝綠巖、玄武巖為原料，配以解閃石、白方石、鉻鐵等附加料，經(jīng)配料粉碎、熔化、澆鑄、成型、結(jié)晶、退火等工序而制成的一種耐磨、耐腐蝕的硅酸鹽制

品。根據(jù)所用原料的不同，人造鑄石可分為玄武巖鑄石、輝綠巖鑄石，其中以輝綠巖鑄石最 為常用。

雖然鑄石所用的原料中含有Fe20。等不耐酸成分，但在高溫時(shí)能和Si02、A1203等化

合成具有良好耐酸性能的鐵鋁硅酸鹽，所以鑄石具有良好的物理、化學(xué)、機(jī)械性能。與化工

陶瓷一樣，它硬度高，耐磨性能好，除氫氟酸、熱磷酸、熔堿以外，對(duì)其他各種濃度的無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸、氧化性介質(zhì)、鹽類、稀堿溶液性能均穩(wěn)定。鑄石制品具有獨(dú)特的耐磨性能，在

干摩擦或半干摩擦工作狀態(tài)下，鑄石的耐磨性能比合金鋼、普通碳素鋼、鑄鐵等高十幾倍。

20世紀(jì)70年代初就廣泛用于火力發(fā)電廠水力出灰槽和球磨機(jī)出口等易磨損部位，以及水電

站排沙管的護(hù)襯，軸的機(jī)械密封部件，是代替金屬的理想材料。

鑄石表面光滑，可以按照用戶要求設(shè)計(jì)成各種尺寸和形狀，如圓形、矩形、扇形、多邊 形等形狀，常用于輸送腐蝕介質(zhì)的明渠中，用于各種酸堿反應(yīng)設(shè)備或容器的防腐蝕內(nèi)襯，是

代替有色金屬或橡膠的理想材料。鑄石的主要缺點(diǎn)是脆性大、抗沖擊韌性差和熱穩(wěn)定性不

高，單純的鑄石管不適合廣泛應(yīng)用。通常的做法是鑄石管外加套鋼管，鋼管與鑄石管之間的

間隙用水泥漿填充，形成復(fù)合鑄石管。這種復(fù)合鑄合管具有很好的抗磨損性，良好的抗彎、抗拉性能，以及耐腐蝕、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。目前我國(guó)生產(chǎn)的工業(yè)用鑄石產(chǎn)品大體有三大類，即普通、異型鑄石板，各種規(guī)格的鑄石管件以及鑄石粉等。最近又開(kāi)發(fā)了夾筋鑄石管和夾筋

鑄石板新產(chǎn)品。我國(guó)目前鑄石產(chǎn)品的品種、質(zhì)量和生產(chǎn)能力大體可以滿足需要。只要嚴(yán)格執(zhí)

行施T_T藝，即可達(dá)到預(yù)期的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。常見(jiàn)鑄石的化學(xué)成分、物理化學(xué)機(jī)械性能見(jiàn)表

3—

21、表3—22。

第八節(jié) 防腐材料的比較與選用

濕法FGD設(shè)備防腐措施的采用主要取決于所接觸介質(zhì)的溫度、成分。從理論上講，橡

膠襯里的耐熱性比涂層差，而耐磨性、抗?jié)B透性比涂層要好，因此，橡膠襯里一般應(yīng)用于機(jī)

械負(fù)荷大的區(qū)域，如吸收塔內(nèi)部、石灰石漿液系統(tǒng)、石膏干燥系統(tǒng)、溫度較低的煙道等。一

般襯里為4～5mm厚，個(gè)別區(qū)域采用雙層襯里。涂層一般應(yīng)用于煙道、熱交換器等。另外，噴涂涂層的耐溫性高于抹涂涂層，而抗?jié)B透性低于抹涂涂層，因此，在長(zhǎng)期潮濕的部位，優(yōu)

先采用較厚的抹涂涂層，而在干燥部位，一般采用噴涂涂層。在實(shí)際操作中，大面積區(qū)域用

噴涂法，局部用抹涂法。

在腐蝕強(qiáng)烈、溫度較高以及機(jī)械負(fù)荷較強(qiáng)等防腐條件特別苛刻的情況下，單一襯里往往

難以滿足設(shè)備的使用要求，此時(shí)往往需要采用復(fù)合多層防腐襯里，如在橡膠或涂層表面再鋪

上一層陶瓷磚板或炭磚，形成一個(gè)隔熱層，用環(huán)氧樹(shù)脂或水玻璃進(jìn)行黏結(jié)，這種方法特別適

用于吸收塔的原煙氣入口處或吸收塔底部。瓷磚鋪面也能對(duì)機(jī)械性損傷起到良好的保護(hù)作

用，如在吸收塔內(nèi)的襯膠上加鋪瓷磚，可以避免脫落石膏片的損傷?！?/p>

歐洲的橡膠板復(fù)合技術(shù)和黏連技術(shù)發(fā)展較成熟，德國(guó)等國(guó)家傾向在吸收塔和出口煙道內(nèi)

表面使用橡膠襯里。連州電廠FGD裝置的吸收塔使用了防腐橡膠內(nèi)襯。

早期使用氯丁橡膠作為襯里材料，但效果不好，最后在丁基橡膠的應(yīng)用上取得成功，現(xiàn)

在德國(guó)大部分FGD吸收塔使用這種橡膠。德國(guó)LCS公司在中國(guó)承包的3個(gè)FGD項(xiàng)目在吸 收塔和出口煙道上使用的膠板就是氯丁基預(yù)硫化膠板。

人們?cè)诔赡の镔|(zhì)的選擇上經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期實(shí)踐，如對(duì)美國(guó)SanMingual電廠FGD吸收塔的

維修過(guò)程中曾先后使用聚酯樹(shù)脂、氟橡膠、乙烯基酯樹(shù)脂等材料，根據(jù)使用狀況，認(rèn)為玻璃

鱗片乙烯基酯樹(shù)脂在FGD工藝中是最理想的抗腐蝕材料，與基體具有優(yōu)良的黏結(jié)性，固化

時(shí)放熱量低、收縮小，1．5年后的維修率小于1％。同橡膠襯里一樣，施工質(zhì)量很大程度上

影響涂層的使用壽命。因施工質(zhì)量問(wèn)題而出現(xiàn)失敗的例子在FGD防腐領(lǐng)域中已屢見(jiàn)不鮮，所以一些著名的防腐公司對(duì)施工要求極為嚴(yán)格。

日本從美國(guó)引進(jìn)涂磷技術(shù)用于吸收塔和出口煙道內(nèi)表面防腐，并成為日本FGD防腐技 術(shù)的特點(diǎn)。日本在橡膠襯里方面也經(jīng)歷了從天然橡膠、氯丁橡膠到丁基類橡膠的發(fā)展過(guò)程，并且技術(shù)也很成熟。但從施工角度來(lái)說(shuō)，使用鱗片樹(shù)脂施工費(fèi)用比襯膠低。在勞動(dòng)力相同的 情況下，鱗片施工的速度比襯膠快4—5倍左右。但鱗片樹(shù)脂在角落部位易產(chǎn)生裂紋，通常

需用FRP材料進(jìn)行強(qiáng)化。另外，相對(duì)于襯膠，該方法容易產(chǎn)生裂紋，需定期檢查和維修。

某電廠FGD上一人孔門上出現(xiàn)過(guò)涂層裂紋情況。

在FGD系統(tǒng)中，如果某些區(qū)域腐蝕條件惡劣，同時(shí)環(huán)境溫度較高，這時(shí)依靠合金鋼防

腐顯得很有必要，一些特殊的合金材料都在FGD中使用過(guò)，如鎳基合金鋼、鈦基合金鋼，主要牌號(hào)有2．4605、C276、C22、904L等。這種方法施工要求較嚴(yán)，使現(xiàn)場(chǎng)施工難度增大，但施工質(zhì)量不像上面兩種方法對(duì)使用壽命的影響那樣顯著。該方法成本高，增加了FGD系

統(tǒng)的投資，對(duì)發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)，受到資金方面的制約。

美國(guó)在嘗試了玻璃鱗片和橡膠后更傾向使用襯合金鋼箔用于吸收塔和煙道內(nèi)表面的防

腐，并成為美國(guó)FGD防腐技術(shù)的特點(diǎn)。以乙烯基酯樹(shù)脂做成的玻璃纖維增強(qiáng)塑料(玻璃鋼

FRP)在20世紀(jì)70年代首先在美國(guó)得到應(yīng)用，80年代在歐洲掀起了用玻璃鋼制造脫硫設(shè)

備的熱潮，其價(jià)格比不銹鋼低，可以部分取而代之。

日本是較早對(duì)火電廠FGD設(shè)備制定技術(shù)指南的國(guó)家，1975年制定了《排煙脫硫設(shè)備

指南》，并于1989年和2002年進(jìn)行了兩次修訂。在2002年的修訂中，將JEAG 3603 《排煙脫硫設(shè)備指南》、JEAG 3604《排煙脫硝設(shè)備指南》以及JEAC 3719《除塵裝置規(guī) 程》合并成JEAG 3603—2002《排煙處理設(shè)備指南》(以下簡(jiǎn)稱《指南》)。《指南》由日

本電氣協(xié)會(huì)火電專委會(huì)制定，并由日本電氣協(xié)會(huì)發(fā)行，屬指導(dǎo)性的技術(shù)指南?！吨改稀芬?/p>

石灰石／石膏法為例，從影響因素(腐蝕性氣體、酸性溶液、反應(yīng)生成物)、影響因子

(腐蝕、磨損)、影響結(jié)果(腐蝕與影響的狀況)等出發(fā)，提出了將不同材料(陶瓷、金

屬材料、塑料、橡膠內(nèi)村、樹(shù)脂內(nèi)村)用于不同設(shè)備的要領(lǐng)。當(dāng)腐蝕性大、磨損也大時(shí)，選用陶瓷材料，主要用于噴霧器噴嘴、旋流器噴嘴、泥漿調(diào)節(jié)閥的接觸液體部分和小型

泵。當(dāng)腐蝕性大、磨損稍大時(shí)，選用金屬材料，如吸收塔內(nèi)部元件、泵、配管、閥等。

塑料用于噴霧器導(dǎo)管、除霧器、填料、配管、閥等。橡膠內(nèi)襯用于吸收塔內(nèi)部元件、貯

罐、泵、配管、閥等。當(dāng)腐蝕性大、磨損小時(shí)，可用樹(shù)脂內(nèi)襯，如煙氣處理系統(tǒng)的外殼、酸露點(diǎn)及低pH值水霧氛圍下的管道、貯罐等。表3—23給出了石灰石／石膏法FGD系統(tǒng) 的主要設(shè)備、部件的使用材料。

防腐材料各有特點(diǎn)，表3—24對(duì)它們的性能作了一個(gè)簡(jiǎn)要的評(píng)價(jià)。

第三篇：我國(guó)電廠煙氣脫硫綜述(CHENZUHAN)

我國(guó)電廠煙氣脫硫現(xiàn)狀綜述

201110202134陳祖涵

摘要控制火電廠排放煙氣含硫量，在環(huán)保上做出了巨大努力。我國(guó)不斷在改進(jìn)技術(shù)，但是與世界先進(jìn)技術(shù)還是有一定的距離。在運(yùn)用我國(guó)獨(dú)有的特色技術(shù)進(jìn)軍國(guó)際市場(chǎng)的時(shí)候，我國(guó)煙氣脫硫技術(shù)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。

關(guān)鍵字煙氣脫硫 脫硫制銨 濕法脫硫 脫硫制石膏

1高濃度 SO2 煙氣脫硫技術(shù)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用

由于冶金行業(yè)往往是高能耗，高污染行業(yè)，所以國(guó)家對(duì)冶金行業(yè)的煙氣脫硫處理很早就進(jìn)行的研究與運(yùn)用。SO2 含量高于 3 %的煙氣 ,通常稱為高濃度二氧化硫煙氣。此類煙氣可采用釩催化劑接觸催化制硫酸等方法脫硫回收利用硫資源。50 年代我國(guó)有色金屬冶煉等生產(chǎn)過(guò)程這類煙氣的脫硫制酸研究即有初步成果。1953 年 ,葫蘆島鋅廠首次在國(guó)內(nèi)建成冶煉煙氣脫硫制酸裝置。此后 ,沈陽(yáng)冶煉廠、富春江冶煉廠 ,銅陵有色金屬公司、貴溪冶煉廠等企業(yè)實(shí)現(xiàn)了冶煉煙氣脫硫制酸的工業(yè)化。目前 ,我國(guó)有色金屬冶煉行業(yè)的高濃度二氧化硫煙氣基本上都己采用催化轉(zhuǎn)化法脫硫制酸 ,不僅有效地控制了二氧化硫污染 ,而且使冶煉煙氣二氧化硫成為重要的硫資源 ,補(bǔ)充了我國(guó)缺乏的硫資源 ,企業(yè)也取得較大經(jīng)濟(jì)效益。每年冶煉煙氣脫硫制得的硫酸占全國(guó)硫酸年產(chǎn)量 10 %0.5 %),采用傳統(tǒng)的接觸法脫硫制酸等方法 ,技術(shù)經(jīng)濟(jì)上難度大。

目前我國(guó)這類煙氣的脫硫技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用程度還很低 ,已應(yīng)用的主要是引進(jìn)的國(guó)外煙氣脫硫裝置和中小鍋爐簡(jiǎn)易除塵脫硫裝置：

國(guó)外煙氣脫硫裝置的引進(jìn)。

70年代后期 ,我國(guó)開(kāi)始從國(guó)外引進(jìn)煙氣脫硫裝置:1978 年南化公司從日本引進(jìn)的 2 ×160t 鍋爐煙氣的“氨-硫銨法”煙氣脫硫裝置;1981年,南京鋼鐵廠從日本引進(jìn)的處理燒結(jié)煙氣 5 ×104Nm3/ h 的“堿式硫酸鋁法”煙氣脫硫裝置;1993年 ,重慶珞璜電廠從日本引進(jìn)的處理 2 ×360MW 機(jī)組鍋爐煙氣的“濕式石灰石 —石膏法”煙氣脫硫裝置;1994 年 ,山東黃島電廠從日本引進(jìn)的處理100MW 電廠鍋爐煙氣的“旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法”脫硫裝置;1996 年山西太原第一發(fā)電廠從日本引進(jìn)的簡(jiǎn)易石灰石 —石膏法脫硫裝置;1997 年 ,成都熱電廠從日本引進(jìn)的處理 100MW 電廠鍋爐煙氣的“電子束輻照法”裝置;另外 ,北京第一熱電廠(2 ×410t/ h)、重慶(2 ×200MW)、浙江半山電廠(2 ×125MW)、南京下關(guān)電廠(2 ×125MW)、重慶珞璜電廠二期(2 ×360MW)、深圳西部電廠(300MW)等煙氣脫硫裝置均是引進(jìn)成套技術(shù)。這些煙氣脫硫裝置的引進(jìn)為我國(guó)煙氣脫硫吸收國(guó)外先進(jìn)成熟的技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。

中小型鍋爐簡(jiǎn)易煙氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用。

我國(guó)中小鍋爐占全國(guó)燃煤鍋爐的 70 % ,為此我國(guó)在探索中小型燃煤鍋爐二氧化硫污染控制的多種途徑,如低硫燃料、型煤固硫等技術(shù)的同時(shí),針對(duì)中小鍋爐特點(diǎn) ,開(kāi)發(fā)了一批簡(jiǎn)易煙氣脫硫技術(shù)。目前這類技術(shù)申請(qǐng)的專利已達(dá)幾十種,應(yīng)用數(shù)百套。簡(jiǎn)易煙氣脫硫除塵技術(shù)

一般是在各類除塵設(shè)備的基礎(chǔ)上,采用石灰、沖渣水等堿性漿液為固硫劑,應(yīng)用水膜除塵、文丘里除塵、旋風(fēng)除塵的機(jī)理和旋流塔、篩板塔、鼓泡塔、噴霧塔吸收等機(jī)理相結(jié)合同時(shí)除塵脫硫。已形成沖激旋風(fēng)除塵脫硫技術(shù)、濕式旋風(fēng)除塵脫硫技術(shù)、麻石水膜除塵脫硫技術(shù)、脈沖供電除塵脫硫技術(shù)、多管噴霧除塵脫硫技術(shù)、噴射鼓泡除塵脫硫技術(shù)等在同一設(shè)備內(nèi)進(jìn)行除塵脫硫的煙氣脫硫技術(shù)。其共同特點(diǎn)是設(shè)備少 ,流程短、操作簡(jiǎn)便, 一般除塵效率70 %-90 % ,脫硫效率 30 %-80 %。

3電廠脫硫技術(shù)運(yùn)用實(shí)例

濕法脫硫工藝是目前世界上應(yīng)用最多、最為成熟的技術(shù),固硫劑價(jià)廉易得,副產(chǎn)物便于利用,煤種適應(yīng)范圍寬,并有較大幅度降低工程造價(jià)的可能性。目前單機(jī)容量在20萬(wàn)kW以上的火電機(jī)組容量占火電總裝機(jī)容量的55%,高參數(shù)、大容量火電機(jī)組是當(dāng)前和今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)火電發(fā)展的方向。因此,大機(jī)組脫硫是火電廠脫硫的工作重點(diǎn),是控制火電廠SO2的關(guān)鍵,而濕法脫硫工藝是當(dāng)前國(guó)際上通行的大機(jī)組火電廠煙氣脫硫的基本工藝,所以,我國(guó)應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展?jié)穹摿蚣夹g(shù)。

煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝脫硫效率高,建設(shè)投資較省,占地面積較少,在能滿足高品位石灰供應(yīng)和妥善處理脫硫灰的條件下,具有較好的發(fā)展前景,尤其適用于中小機(jī)組和老機(jī)組的脫硫改造。

噴霧干燥法脫硫、爐內(nèi)噴鈣尾部增濕活化脫硫、海水脫硫、電子束脫硫等脫硫工藝在國(guó)內(nèi)已有示范項(xiàng)目,要認(rèn)真總結(jié)示范項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn),結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況充分論證,進(jìn)行合理消化利用。

爐內(nèi)噴鈣和復(fù)合固硫劑結(jié)合起來(lái),向爐內(nèi)直接噴入效果較好的復(fù)合固硫劑,即復(fù)合固硫劑爐內(nèi)噴射脫硫工藝,可比LIFAC工藝省去活化塔的巨大投資,在大大降低了成本的情況下,稍微降低了脫硫率,這樣既可以把資金應(yīng)用到多臺(tái)機(jī)組的技術(shù)改造當(dāng)中去,又可以滿足環(huán)保的要求。

經(jīng)濟(jì)利益較高的制肥，即硫酸氨的制備氨水洗滌法得到的副產(chǎn)品為硫酸銨,它在肥料行業(yè)有很大的市場(chǎng)。氨水洗滌法具有下述優(yōu)點(diǎn)：流程簡(jiǎn)單、費(fèi)用低、可以使用原石灰石吸收法的洗滌設(shè)備。熱煙氣經(jīng)除塵后進(jìn)人預(yù)洗滌器,與硫酸銨飽和溶液并流接觸。煙氣經(jīng)絕熱飽和而被冷卻。與此 同時(shí),由于硫酸銨飽和溶液中水的蒸發(fā)而析出硫酸銨結(jié)晶。因此,在預(yù)洗滌器中煙氣的余熱得到充分有效的利用,而不必使用昂貴的外部熱源。

預(yù)洗滌液流人貯槽,由循環(huán)泵進(jìn)行循環(huán)心機(jī)就可以很方便地將這些結(jié)晶從硫酸銨母液中分離出來(lái)。濾餅純度達(dá)99.6%以上,其質(zhì)量?jī)?yōu)于合成的硫酸銨產(chǎn)品,其組成如下：

硫酸銨濾餅進(jìn)一步干燥后可直接作為含硫、氮肥料。當(dāng)生產(chǎn)NPK復(fù)混肥時(shí),要摻入鉀肥、磷酸鹽和尿素等。摻混時(shí)必須事先將硫酸銨細(xì)晶造粒,以便與其他粒狀肥料相混配。已成功地用擠壓法將硫酸銨濾餅制成2-3mm的粒狀產(chǎn)品。

較大量濕式石灰石-石膏法

近年來(lái),我國(guó)在發(fā)展煙氣脫硫技術(shù)方面有了較快進(jìn)展。提倡以“濕式石灰石-石膏法”為主引進(jìn)國(guó)外煙氣脫硫技術(shù)并通過(guò)國(guó)產(chǎn)化制造煙氣脫硫裝置,降低煙氣脫硫裝置建設(shè)投資、減小脫硫成本的呼聲甚高。通過(guò)國(guó)外先進(jìn)煙氣脫硫技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化來(lái)加速我國(guó)煙氣脫硫。

煙氣脫硫石膏和天然石膏主要成分都是二水硫酸鈣晶體(CaSo4·2H20)，其物理化學(xué)性質(zhì)具有共同點(diǎn)。煙氣脫硫石膏作為工副產(chǎn)品，與天然石膏有一定的差異，又具有再生石膏的一些特性。經(jīng)過(guò)洗滌和濾水處理 的煙氣脫硫石膏含有 l0％ ～20％游離水，顆粒細(xì)小松散均勻，粒徑30 m—60 m，純度 90 ％ ～95％，含堿量低有害雜質(zhì)少。系統(tǒng)運(yùn)行正常時(shí)產(chǎn)生的脫硫石膏接近白色，除塵器運(yùn)行不穩(wěn)定時(shí)有較多飛灰雜質(zhì)帶進(jìn)，顏色發(fā)灰。

珞璜電廠是國(guó)內(nèi)最早產(chǎn)生脫硫石膏的電廠，1994年，該廠一期脫硫石膏性能試驗(yàn)結(jié)果表明，完全可以替代天然石膏使用。1992年以來(lái)，重慶大學(xué)、重慶市建筑科學(xué)研究院等

研究開(kāi)發(fā)出許多脫硫石膏產(chǎn)品，并形成了穩(wěn)定的市場(chǎng)份額。其在重慶地區(qū)正逐漸取代天然石膏。該電廠兩期 4 ×360M W 機(jī)組年產(chǎn)生 80 萬(wàn)砘脫硫石膏，重慶電廠 2 ×200M W 機(jī)組年產(chǎn)生 20萬(wàn)噸脫硫石膏，共計(jì)100萬(wàn)噸。該地區(qū)有大小水泥廠十多家，每年用作水泥緩凝劑的石膏就需 50萬(wàn)噸。重慶地區(qū)石膏制品企業(yè)現(xiàn)已初具規(guī)模，市售產(chǎn)品包括紙面石膏板、纖維石膏板、石膏砌塊和石膏條板等，有些產(chǎn)品如纖維石膏板科 技含量較高。法國(guó)石膏業(yè)巨頭拉法基在重慶市場(chǎng)推銷產(chǎn)品的同時(shí)已把目光投向脫硫石膏，準(zhǔn)備獨(dú)資或合資建設(shè)脫硫石膏制品廠。

4目前國(guó)內(nèi)脫硫技術(shù)形勢(shì)

(1)國(guó)內(nèi)脫硫企業(yè)自主創(chuàng)新能力不足。我國(guó)目前在建和運(yùn)行的脫硫裝置，所采用的技術(shù)與設(shè)備絕大多數(shù)是從國(guó)外引進(jìn)的，國(guó)內(nèi)脫硫公司的消化吸收和再創(chuàng)新能力還比較弱，一些脫硫公司宣稱擁有了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)，實(shí)質(zhì)上還是在模仿國(guó)外技術(shù)，缺少本質(zhì)上的創(chuàng)新。

(2)已建脫硫裝置運(yùn)行不足。目前我國(guó)已建成投產(chǎn)的煙氣脫硫設(shè)施實(shí)際投運(yùn)率不足60%，其原因除了經(jīng)濟(jì)上不合理和環(huán)保執(zhí)法不嚴(yán)外，還因?yàn)椴糠置摿蚬緦?duì)國(guó)外技術(shù)和設(shè)備依賴度較高，而且沒(méi)有完全掌握工藝技術(shù)或者系統(tǒng)設(shè)計(jì)先天不足，設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定，效果不理想，個(gè)別設(shè)備出現(xiàn)故障后難以及時(shí)修復(fù)。

(3)石灰石一石膏濕法脫硫技術(shù)的自身缺陷。

采用石灰石一石膏濕法工藝，脫硫副產(chǎn)物的硫石膏產(chǎn)量巨大，這些硫石膏雖然也可以作為建筑材料進(jìn)行綜合利用，但是質(zhì)量上還存在許多問(wèn)題，目前大部分脫硫石膏只能堆放儲(chǔ)存，造成環(huán)境的二次污染，同時(shí)采用這種工藝還會(huì)增加二氧化碳的排放。另一方面，我國(guó)是一個(gè)硫資源相對(duì)貧缺的國(guó)家，2005年進(jìn)口硫磺831萬(wàn)t，硫酸196萬(wàn)t;石灰石一石膏濕法脫硫工藝不能回收煙氣中的二氧化硫，也不是一種適合我國(guó)國(guó)情的工藝。公司資質(zhì)管理制度，同時(shí)通過(guò)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)勝劣汰，培育一批綜合實(shí)力強(qiáng)的脫硫產(chǎn)業(yè)中堅(jiān)力量。建立健全的煙氣脫硫工藝設(shè)計(jì)以及制造、安裝、調(diào)試、性能考核、驗(yàn)收、運(yùn)行維護(hù)、檢修和后評(píng)估等方面的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范脫硫技術(shù)市場(chǎng)的運(yùn)行，確保脫硫技術(shù)市場(chǎng)的健康有序發(fā)展。

“十一五”期間應(yīng)再次修訂《大氣污染防治法》，增強(qiáng)可操作性，進(jìn)一步明確政府、排污者和公眾之間的關(guān)系，強(qiáng)化環(huán)保部門環(huán)境監(jiān)督管理職能，杜絕企業(yè)排污超標(biāo)的違法行為，確保實(shí)現(xiàn)我國(guó)二氧化硫總量控制目標(biāo)。全面落實(shí)現(xiàn)役脫硫機(jī)組脫硫電價(jià)、發(fā)電優(yōu)先、排污指標(biāo)交易等政策，增強(qiáng)企業(yè)建設(shè)、運(yùn)行脫硫裝置積極性。

我國(guó)缺油多煤、以煤為主的能源結(jié)構(gòu)和形勢(shì)將繼續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間，隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，燃煤帶來(lái)的污染形勢(shì)也將越來(lái)越嚴(yán)峻，安裝和運(yùn)行脫硫裝置是目前控制二氧化硫污染的主要手段。我國(guó)目前在建和運(yùn)行的脫硫技術(shù)以傳統(tǒng)的石灰石一石膏濕法脫硫技術(shù)為主，但該技術(shù)并不完全符合我國(guó)國(guó)情，有待改進(jìn)，或者加速研發(fā)高效化、資源化、符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)及中國(guó)國(guó)情的脫硫技術(shù)。同時(shí)，我國(guó)脫硫產(chǎn)業(yè)及政策還有待于進(jìn)一步規(guī)范和完善，以促進(jìn)脫硫產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，從根本上促進(jìn)我國(guó)電力、環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

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第四篇：濕法煙氣脫硫工藝設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題分析

石灰石石膏法煙氣脫硫工藝設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題

分析

內(nèi)容摘要 本文針對(duì)石灰石石膏法煙氣脫硫工藝設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題作了具體分析，對(duì)WFGD裝置的設(shè)計(jì)者提供了相應(yīng)的建議，認(rèn)為各系統(tǒng)合理的設(shè)備選型及設(shè)計(jì)是WFGD正常調(diào)試運(yùn)行的可靠保證。

關(guān) 鍵 詞 石灰石石膏 脫硫

工藝設(shè)計(jì) 1前言

煙氣脫硫是控制火電廠SO2污染的重要措施，隨著近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電力供應(yīng)不足的矛盾日益突出，國(guó)家在積極建設(shè)電廠的同時(shí)充分注意火電廠煙氣排放帶來(lái)的嚴(yán)重環(huán)境污染問(wèn)題，相繼制訂了火電廠相關(guān)政策法規(guī)、積極推動(dòng)火電廠安裝煙氣脫硫設(shè)施，如2000年9月1日開(kāi)始實(shí)施的新《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》第30條規(guī)定：“新建或擴(kuò)建排放二氧化硫的火電廠和其他大中型企業(yè)超過(guò)規(guī)定的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)或者總量控制指標(biāo)的，必須建設(shè)配套脫硫。除塵裝置或者采取其他控制二氧化硫排放、除塵的措施。在酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)內(nèi)，屬于已建企業(yè)超過(guò)規(guī)定的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)排放大氣污染物的，依照本法第四十八條的規(guī)定限期治理。”

據(jù)相關(guān)研究表明[1]在目前國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)出的上百種脫硫技術(shù)中，石灰石石膏法煙氣脫硫是我國(guó)火電廠大中型機(jī)組煙氣脫硫改造的首選方案。隨著重慶珞璜電廠引進(jìn)日本三菱重工的兩套濕式石灰石石膏法煙氣脫硫技術(shù)和設(shè)備，國(guó)華北京熱電廠﹑半山電廠和太原第一熱電廠等都相繼采用了石灰石石膏法脫硫。該法脫硫率高，運(yùn)行工況穩(wěn)定，為當(dāng)?shù)貛?lái)了良好的環(huán)境經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。在這些運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上其它火電廠也加快了脫硫工程改造步伐，石灰石石膏法脫硫工藝往往成了大多數(shù)電廠的脫硫首選方案。

石灰石石膏法煙氣脫硫工藝系統(tǒng)盡管優(yōu)點(diǎn)多，但系統(tǒng)復(fù)雜，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面要充分進(jìn)行優(yōu)化選擇，考慮設(shè)計(jì)參數(shù)寬裕度以及對(duì)鍋爐本體影響等問(wèn)題，往往由于設(shè)計(jì)不完善為后期系統(tǒng)的調(diào)試運(yùn)行加大難度或達(dá)不到設(shè)計(jì)效果。本文就是針對(duì)在石灰石石膏脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析，為脫硫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員提供一定的技術(shù)參考。

2.石灰石－石膏法脫硫工藝中常見(jiàn)問(wèn)題以及相應(yīng)措施 2.1石灰石－石膏法脫硫工藝簡(jiǎn)介 圖１給出了石灰石石膏法脫硫流程示意圖。主要包括原料輸送系統(tǒng)、吸收劑漿液配制系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)、石膏脫水及貯存和石膏拋棄系統(tǒng)。從鍋爐引風(fēng)機(jī)引出的煙氣全部進(jìn)入FGD系統(tǒng)，首先通過(guò)氣氣熱交換器(MGGH)對(duì)未脫硫煙氣進(jìn)行降溫，再進(jìn)入吸收塔進(jìn)行脫硫反應(yīng)，完成脫硫后的凈化煙氣經(jīng)溢流槽及兩級(jí)除霧后，再通過(guò)MGGH熱交換器的煙氣吸熱側(cè)，被重新加熱到88℃以上經(jīng)煙囪排出。

2.2常見(jiàn)問(wèn)題分析

2.2.1 吸收系統(tǒng)

吸收系統(tǒng)是脫硫工藝的核心部分。由于設(shè)計(jì)人員要綜合考慮脫硫效率和脫硫系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性能以及運(yùn)行維護(hù)量的問(wèn)題，吸收塔的選擇成了設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題。目前該脫硫系統(tǒng)吸收塔的型式主要有四種，結(jié)構(gòu)型式見(jiàn)圖2～5。

不同的吸收塔有不同的吸收區(qū)設(shè)計(jì)，其中柵格式吸收塔由于系統(tǒng)阻力大﹑柵格宜堵和宜結(jié)垢等問(wèn)題逐漸被淘汰；鼓泡式吸收塔也由于系統(tǒng)阻力大﹑脫硫率相對(duì)偏低等問(wèn)題應(yīng)用較少；噴淋式吸收塔由于脫硫效率能達(dá)到95％以上，系統(tǒng)阻力小，目前應(yīng)用較多，但該塔噴嘴磨損大且宜堵塞，需要定期檢修，為系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)一定的影響，目前設(shè)計(jì)人員對(duì)噴嘴進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，系統(tǒng)維護(hù)量相對(duì)降低；對(duì)于液柱塔由于其脫硫率高，系統(tǒng)阻力小，能有效防止噴嘴堵塞、結(jié)垢問(wèn)題，應(yīng)用前景廣闊。因此在吸收塔的設(shè)計(jì)選擇上應(yīng)綜合考慮廠方的要求和經(jīng)濟(jì)性，液柱塔是首選方案，其次是噴淋塔。

目前國(guó)內(nèi)電廠在脫硫系統(tǒng)中核心設(shè)備上均采用進(jìn)口設(shè)備，特別是吸收塔，由于技術(shù)含量比較高，因此基本上都采用進(jìn)口設(shè)備。因此設(shè)計(jì)人員主要的工作要重點(diǎn)把握吸裝置的技術(shù)指標(biāo)和相應(yīng)要求的技術(shù)參數(shù)。如：珞璜電廠于1988年引進(jìn)了日本三菱重工濕式石灰石石膏法煙氣脫硫裝置，配360MW凝汽式發(fā)電機(jī)組[2]。

表1 日本三菱重工濕式石灰石－石膏FGD裝置技術(shù)指標(biāo)

參數(shù) 煤種 含硫量 脫硫率

鈣硫比 進(jìn)口煙溫 出口煙溫 水霧含量

吸收塔 煙氣流速

停留時(shí)間 指標(biāo) ＜5% ≥95% 1.1～1.2 142℃ 90℃

≤30mg/m3 9.3m/s

＞3.3s

2.2.2 煙氣及再熱器系統(tǒng)

煙氣再熱器系統(tǒng)在脫硫工藝中占很重要的位置，在煙氣系統(tǒng)和再熱器系統(tǒng)設(shè)計(jì)上存在的常見(jiàn)問(wèn)題較多，據(jù)經(jīng)驗(yàn)表明設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的主要問(wèn)題總結(jié)如下：（1）FGD入口SO2濃度。很多進(jìn)行脫硫改造的電廠往往都會(huì)對(duì)來(lái)煤品質(zhì)進(jìn)行一定的調(diào)整，有些電廠會(huì)采用低硫份煤和高硫份煤摻燒的方案，由于混煤不均勻，入爐硫含量變化快，鍋爐燃燒排放出的SO2濃度波動(dòng)較大，在FGD入口SO2濃度變化頻率大而FGD運(yùn)行慣性大，一旦系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)脫硫率波動(dòng)大；同時(shí)由于SO2濃度變化大，在一定的工況周期內(nèi)吸收塔內(nèi)PH值不能滿足要求（一般要求為5.5～6.5），系統(tǒng)脫硫率達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。因此在脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)電廠提出保證混煤均勻的要求或方案。

（2）FGD入口煙塵濃度。為了脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，在FGD入口應(yīng)設(shè)計(jì)安裝煙塵濃度檢測(cè)裝置。主要原因是考慮到除塵器在達(dá)不到設(shè)計(jì)效率時(shí)，往往煙塵濃度過(guò)高，會(huì)嚴(yán)重影響到脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此設(shè)計(jì)時(shí)人員應(yīng)對(duì)廠家提出該投資建議。

（3）旁路擋板和進(jìn)出口擋板的設(shè)計(jì)。FGD系統(tǒng)啟﹑停時(shí)煙氣在旁路和主煙道間切換，在實(shí)際煙道設(shè)計(jì)時(shí)一般兩路煙道阻力不同，此時(shí)對(duì)鍋爐的負(fù)壓會(huì)產(chǎn)生一定的影響。如果兩路阻力壓力相差懸殊，在FGD系統(tǒng)啟﹑停時(shí)鍋爐的負(fù)壓會(huì)出現(xiàn)較大的波動(dòng)。如果燃用劣質(zhì)煤，在較短的時(shí)間內(nèi)鍋爐運(yùn)行人員難以迅速調(diào)整，有可能造成熄火。因此在旁路擋板的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮擋板切換的時(shí)間值。設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于選擇合適的彈簧，一般經(jīng)驗(yàn)值旁路擋板通過(guò)預(yù)拉彈簧打開(kāi)時(shí)間應(yīng)大于2.5ｓ。另外在進(jìn)出口擋板設(shè)計(jì)上要考慮FGD系統(tǒng)停運(yùn)時(shí)由于擋板有間隙存在，加上進(jìn)出口煙道阻力不同，在一般設(shè)計(jì)中停運(yùn)采用集中供應(yīng)密封風(fēng)，往往造成煙氣滲透，有可能出現(xiàn)熱煙氣漏入FGD系統(tǒng)，造成系統(tǒng)腐蝕，影響系統(tǒng)壽命。所以設(shè)計(jì)停運(yùn)密封風(fēng)時(shí)應(yīng)對(duì)進(jìn)出口擋板單獨(dú)配備一臺(tái)風(fēng)機(jī)。

（4）煙氣換熱器GGH選擇。

脫硫系統(tǒng)中，設(shè)置GGH的目的：一是降低進(jìn)入脫硫塔的煙氣溫度到100℃以下，保護(hù)塔及塔內(nèi)防腐內(nèi)襯；二是使脫硫塔出口煙氣溫度升至80℃以上，減少煙氣對(duì)煙道及煙囪的腐蝕。經(jīng)驗(yàn)表明脫硫系統(tǒng)自動(dòng)時(shí)出口煙溫一般都達(dá)不到實(shí)際的出口煙溫，為了減小因出口煙溫低對(duì)下游的腐蝕，因此在設(shè)計(jì)出口煙溫時(shí)應(yīng)考慮5～10℃的寬裕度。

在考慮是否設(shè)置GGH存在兩種觀點(diǎn)：一種認(rèn)為不上GGH能節(jié)約初投資，可以從腐蝕材料上解決腐蝕問(wèn)題；一種認(rèn)為不上GGH節(jié)約的初投資，不足以補(bǔ)償為解決防腐問(wèn)題而花在防腐上的投資。不裝GGH，低溫排放的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化系統(tǒng)，減少GGH所需投資；缺點(diǎn)是吸收塔后至煙囪出口均要處于嚴(yán)重腐蝕區(qū)域內(nèi)，煙道與煙囪內(nèi)襯投資很高；與此同時(shí)，煙囪出口熱升力減小，常冒白煙，不裝GGH，部分煙氣（15～50%）不進(jìn)吸收塔，通過(guò)旁路煙道與處理后的煙氣混合，從而使其排[3]煙溫度上升，這僅適用于要求脫硫效率不高的工程如黃島、珞璜二期等工程。因此對(duì)于要求高脫硫率的工程一般都設(shè)GGH。

目前脫硫裝置煙氣再熱系統(tǒng)一般采用回轉(zhuǎn)式、管式、蒸汽加熱等幾種方式。

采用蒸汽加熱器投資省但能耗大，運(yùn)行費(fèi)用很高，采用此方式需作慎重考慮，目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少。國(guó)外脫硫裝置中回轉(zhuǎn)式換熱器應(yīng)用較多，這是因?yàn)閲?guó)外回轉(zhuǎn)式投資比管式低，在國(guó)內(nèi)，運(yùn)用于脫硫裝置的回轉(zhuǎn)式換熱器生產(chǎn)廠較少，且均使用國(guó)外專利商技術(shù)，所以回轉(zhuǎn)式價(jià)格比管式略高?；剞D(zhuǎn)式換熱器有3%左右的泄露率，即有3%的未脫硫煙氣泄露到已脫硫的煙氣中，這將要求更高的吸收脫硫效率，使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用提高。管式換熱則器設(shè)備龐大，電耗大。

因此在脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)脫硫率﹑鍋爐尾部煙氣量﹑尾部煙道材料以及脫硫預(yù)留場(chǎng)地等情況進(jìn)行方案，選出最合理的方案。2.2.3 吸收劑漿液配制系統(tǒng)

在脫硫工藝方案選擇時(shí)一般對(duì)石灰石來(lái)源和品質(zhì)都應(yīng)做過(guò)調(diào)查，石灰石來(lái)源應(yīng)充足，能保證脫系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行的供應(yīng)量，一般考慮15年左右的設(shè)計(jì)年限，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)電廠的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。但石灰石品質(zhì)一定要能達(dá)到品質(zhì)要求（見(jiàn)表2）。石灰石品質(zhì)不高，雜質(zhì)較多，會(huì)經(jīng)常造成閥門堵塞和損壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成脫硫塔的管道堵塞，特別易造成噴嘴堵塞損壞，影響脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

在制漿系統(tǒng)石灰石粉送入前應(yīng)保證得到良好的空氣干燥，以防送粉管道堵塞，同時(shí)對(duì)整個(gè)送粉管道應(yīng)設(shè)計(jì)流暢，減少閥門和連接部件，特別是漿液管的溢流管應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)良好的密封風(fēng)以防止石灰石的外漏，對(duì)制漿車間和廠區(qū)造成二次污染。

表2 石灰石質(zhì)量指標(biāo)

參數(shù) 指標(biāo) CaO >52%

MgO ≤2%

細(xì)度要求R325

≤5%

酸不溶物 ≤1%

鐵鋁氧化物 ≤2%

2.2.4 石膏脫水及貯存和石膏拋棄系統(tǒng)

該系統(tǒng)中最大的問(wèn)題主要是由于石膏的黏性附著，經(jīng)常使水力旋轉(zhuǎn)器漏斗堵塞，導(dǎo)致脫水系統(tǒng)停運(yùn)。因此在漏斗底部可以設(shè)計(jì)工藝水供應(yīng)管道周期進(jìn)行清洗，或者提出方案建議工作人員定期進(jìn)行人工清洗。

煙氣脫硫后的石膏一部分通過(guò)拋棄泵將石膏漿液輸送到電廠的灰渣池內(nèi)，設(shè)計(jì)輸送管道時(shí)應(yīng)充分考慮石膏的特性，盡量考慮輸送管道縮短或者在管道中設(shè)計(jì)易拆卸法蘭為今后的檢修帶來(lái)方便。

有的電廠如湘潭電廠由于脫硫副產(chǎn)品有很好的銷售市場(chǎng)，能帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。因此應(yīng)考慮合理的方案提高石膏的品質(zhì)。一般提高石膏品質(zhì)途徑包括：提高石灰石的品質(zhì)；提高脫硫率；提高除塵器的除塵效率；強(qiáng)化氧化系統(tǒng)以及定期清洗。

相關(guān)研究表明[3]，石膏的生成速率將隨著脫硫效率的提高而增大，并且其質(zhì)量也將隨著脫硫效率的提高而得到改善。

在對(duì)SO2的吸收過(guò)程中，吸收塔的設(shè)計(jì)、煙氣溫度的合理選取、脫硫劑的選用及用量等因素都將影響脫硫效率，從而影響到石膏的質(zhì)量。吸收塔的合理設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)能夠提供合理的液氣比、減小液滴直徑，增加傳質(zhì)表面積，延長(zhǎng)煙氣與脫硫劑的接觸時(shí)間，有利于脫硫效率的提高，有利于脫硫反應(yīng)的完全。較高的煙氣溫度，不僅能提高脫硫效率，而且能使?jié){池內(nèi)溫度升高，提高亞硫酸鈣的氧化速率。吸收劑的化學(xué)當(dāng)量對(duì)脫硫過(guò)程有直接的影響，吸收時(shí)所用石灰石濃度與數(shù)量影響到反應(yīng)速度，有資料表明，在考慮到經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題以及化學(xué)當(dāng)量與脫硫的關(guān)系等因素后，一般使用化學(xué)當(dāng)量為1.2的吸收劑[5]。

脫硫劑將很大程度上決定生成石膏的質(zhì)量。當(dāng)石灰石質(zhì)量不高、粒度不合理時(shí)，生成石膏中的雜質(zhì)也將隨之增多，從而影響石膏的質(zhì)量和使用。有資料表明，石灰石中的惰性成分如石英砂會(huì)造成磨損，陶土礦物質(zhì)會(huì)影響石膏漿的脫水性能[5]。另外，石灰石在酸內(nèi)溶解后會(huì)殘留一種不溶解的礦渣，其對(duì)石膏的質(zhì)量有不利的影響。因此，應(yīng)當(dāng)盡可能提高石灰石的純度并采用合理的粉細(xì)度。

煙氣中的雜質(zhì)，如飛灰、粉焦、煙怠、焦碳等，雖然經(jīng)過(guò)脫硫裝置的洗滌后，會(huì)有一部分沉淀下來(lái)，但還會(huì)有一部分進(jìn)入漿池內(nèi)，影響到石膏的質(zhì)量。而且，這些雜質(zhì)的存在也會(huì)對(duì)脫硫裝置本身的安全運(yùn)行帶來(lái)一定危害。因此，應(yīng)當(dāng)努力提高除塵裝置的除塵效果，當(dāng)煙氣內(nèi)雜質(zhì)過(guò)高，對(duì)脫硫裝置產(chǎn)生危害時(shí)，應(yīng)果斷地旁路脫硫裝置。

定期清洗脫硫塔底部、漿池及管道，避免殘存的雜質(zhì)對(duì)石膏質(zhì)量的影響。對(duì)石膏脫水設(shè)備（如離心式分離器及帶式脫水機(jī)等）也應(yīng)進(jìn)行定期的清洗，保證設(shè)備的安全運(yùn)行和效率。

Hjuler和Dam-Johansen在1994年曾有試驗(yàn)報(bào)道發(fā)現(xiàn)在亞硫酸鹽的氧化過(guò)程中會(huì)有SO2放出[4],同時(shí)在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)未完全氧化的亞硫酸氫鈣。為了保證生成石膏過(guò)程中實(shí)現(xiàn)充分反應(yīng)，驅(qū)逐反應(yīng)生成的SO2，并將未完全反應(yīng)的亞硫酸氫鈣氧化為硫酸鈣，須增設(shè)一套氧化系統(tǒng)，一般可采用漿池中鼓風(fēng)的措施。2.2.5 供水系統(tǒng)

脫硫系統(tǒng)的工藝供水一般有兩種方案，一種工藝供水來(lái)源于鍋爐機(jī)組的工業(yè)水。由于脫硫系統(tǒng)供水成周期性，會(huì)使機(jī)組設(shè)備的冷卻水壓力降低和波動(dòng)，造成送引風(fēng)機(jī)、排粉風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)等設(shè)備的軸承冷卻效果變差，并引起電廠工業(yè)用水緊張。因此該種供水方案前提是鍋爐機(jī)組工業(yè)水的寬裕度較大。另一種方案脫硫工藝設(shè)計(jì)單獨(dú)的供水系統(tǒng)，一般在新電廠脫硫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中應(yīng)用較多，對(duì)于老廠改造應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。2.2.6 其它

腐蝕問(wèn)題是濕法脫硫中常見(jiàn)問(wèn)題。石灰石石膏法脫硫系統(tǒng)中造成腐蝕的因素主要有煙氣中硫化物﹑氯化物﹑煙溫以及由于石灰漿黏性附著對(duì)管道的堵塞等。因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮防腐措施。煙氣脫硫系統(tǒng)的防腐措施很多，如用合金材料制造設(shè)備和管道、使用襯里材料、用玻璃纖維增強(qiáng)熱固性能樹(shù)脂、采用旁路熱煙氣調(diào)節(jié)等，究竟采取什么措施，需依燃煤成分、所采用的煙氣脫硫系統(tǒng)類型及經(jīng)濟(jì)狀況而定。

結(jié)垢和堵塞是濕法脫硫工藝中最嚴(yán)重的問(wèn)題，可造成吸收塔、氧化槽、管道、噴嘴、除霧器甚至換熱器結(jié)石膏垢。嚴(yán)重的結(jié)垢將會(huì)造成壓損增大，設(shè)備堵塞，因此結(jié)垢是目前造成設(shè)備停運(yùn)的重要原因之一。結(jié)垢主要包括以下幾種類型：碳酸鹽結(jié)垢、亞硫酸鹽結(jié)垢、硫酸鹽結(jié)垢。大量運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明[3]，前兩種結(jié)垢通?？梢酝ㄟ^(guò)將pH值保持在9以下而得到很好的控制。在實(shí)際運(yùn)行中，由于pH值較低，且在漿液到達(dá)反應(yīng)槽過(guò)程中亞硫酸鹽達(dá)到一個(gè)較高的過(guò)飽和度，從而在石灰石/石灰系統(tǒng)中亞硫酸鹽結(jié)晶現(xiàn)象難以發(fā)生，因此很少發(fā)生亞硫酸鹽的結(jié)垢現(xiàn)象。然而對(duì)于硫酸鹽而言，其結(jié)垢現(xiàn)象是難以得到有效控制的。防止硫酸鹽結(jié)垢的方法是使大量的石膏進(jìn)行反復(fù)循環(huán)從而使得沉積發(fā)生在晶體表面而不是在塔內(nèi)表面上。5%的石膏濃度就足以達(dá)到這個(gè)目的。為達(dá)到所需的5%石膏濃度其中一個(gè)辦法就是采取控制氧化措施。當(dāng)氧化率為15%~95%，鈣的利用率低于80%范圍時(shí)硫酸鈣易結(jié)垢?？刂蒲趸褪遣捎靡种够驈?qiáng)制氧化方式將氧化率控制在<15%或>95%。抑止氧化通過(guò)在洗滌液中添加抑止化物質(zhì)（扣硫乳劑），控制氧化率低于15%。使?jié){液SO42-濃度遠(yuǎn)低于飽和濃度，生成的少量硫酸鈣與亞硫酸鈣一起沉淀。強(qiáng)制氧化則是通過(guò)向洗滌液鼓入空氣，使氧化反應(yīng)趨于完全，氧化率高于95%，保證漿液有足夠的石膏品種用于晶體成長(zhǎng)。

3.結(jié)束語(yǔ)

在石灰石石膏脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)中在對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化選擇的同時(shí)綜合考慮諸如防腐﹑防堵等一些常見(jiàn)問(wèn)題，不僅能達(dá)到良好的設(shè)計(jì)效果而且能使工藝得到進(jìn)一步完善，為系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠保證。

[參考文獻(xiàn)] [1] 王書(shū)肖等，火電廠煙氣脫硫技術(shù)的模糊綜合評(píng)價(jià)，中國(guó)電力，2001,Vol.34(12).[2] 孫雅珍, 濕式石灰石－石膏法排煙脫硫技術(shù)應(yīng)用, 長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào):自科版, 1994, 2: 46-49.[3] 孔華，石灰石濕法煙氣脫硫技術(shù)的試驗(yàn)和理論研究 浙江大學(xué)博士學(xué)位論文,2001.[4] Hjuler K, Dam-Johansen K.Wet oxidation of residual product from spray absorption of sulphur dioxide.Chem Eng Sci, 1994, 49:4515~4521 [5] 駱文波等，改善濕法石灰石－石膏法脫硫產(chǎn)物石膏質(zhì)量的分析 華中電力

2002 15(2)57～58

第五篇：基于PLC S7-300煙氣脫硫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

基于PLC S7-300煙氣脫硫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)引言

在現(xiàn)代生產(chǎn)再生膠的煙氣脫硫技術(shù)中，存在干法、濕法兩種脫硫方法；本文所涉及的這套控制系統(tǒng)是基于濕法中的雙堿法脫硫技術(shù)而制作的。山東菏澤東明石化6#、7#爐所使用的這套脫硫電氣控制系統(tǒng)是由筆者自行設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)這套控制系統(tǒng)的目的在于：

(1)方便運(yùn)行人員的操作，由于現(xiàn)場(chǎng)存在很多零碎的設(shè)備：渣漿泵、攪拌機(jī)、循環(huán)泵、控制閥、灰?guī)斓?，運(yùn)行人員要想做到有的放矢、從容不迫就需要一個(gè)靈活的操作空間；

(2)plc控制系統(tǒng)的應(yīng)用減少了這些零碎設(shè)備的事故發(fā)生率，減少了脫硫運(yùn)行成本；

(3)實(shí)時(shí)監(jiān)控，方便存儲(chǔ)記錄，達(dá)到自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)相結(jié)合的效果。脫硫工藝概述

經(jīng)過(guò)多年研究，國(guó)內(nèi)外目前已開(kāi)發(fā)出200種以上的so2控制技術(shù)。這些技術(shù)可分為：(1)燃燒前脫硫(如洗煤，微生物脫硫)；(2)燃燒中脫硫(工業(yè)型煤固硫、爐內(nèi)噴鈣)；(3)燃燒后脫硫，即煙氣脫硫(flue gas desulfurization，fgd)。fgd法是目前世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方式，是控制酸雨和二氧化硫污染最主要的技術(shù)手段。

目前，世界上燃煤電廠煙氣脫硫工藝方法很多，這些方法的應(yīng)用主要取決于鍋爐容量、燃燒設(shè)備的類型、燃料的種類和含硫量的多少、脫硫效率、脫硫劑的供應(yīng)條件及電廠的地理位置、副產(chǎn)品的利用等因素。按脫硫的方式和產(chǎn)物的處理形式一般可分為濕法、干法和半干法三大類。

(1)濕法煙氣脫硫技術(shù)(wfgd技術(shù))

常見(jiàn)的濕法煙氣脫硫技術(shù)主要有石灰/石灰石—石膏法、雙堿法(na-ca)、氧化鎂法、海水脫硫法、磷銨肥法等。第一代的fgd以石灰/石灰石濕法為代表，其裝置主要安裝在美國(guó)和日本。在美國(guó)，大多數(shù)大中型燃煤鍋爐所采用的fgd工藝均為濕法，濕法約占fgd總?cè)萘康?2%。在日本，煙氣脫硫技術(shù)主要采用濕法和回收法，其中濕法石灰石-石膏法約占總?cè)萘康囊话?。隨著技術(shù)運(yùn)用的逐步深入，雙堿法脫硫技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，本文主要以雙堿法進(jìn)行介紹。

(2)干法煙氣脫硫技術(shù)(dfgd技術(shù))

常見(jiàn)的干法煙氣脫硫技術(shù)，主要包括噴鈣循環(huán)流化床反應(yīng)器、爐內(nèi)噴鈣尾部增濕脫硫工藝、電子束照射法、荷電干式吸收劑噴射脫硫法等。其中噴鈣循環(huán)流化床反應(yīng)器脫硫技術(shù)由于具有適中的脫硫效率，工藝技術(shù)較為簡(jiǎn)單，而得到較為廣泛的應(yīng)用。

該法具有無(wú)污水廢酸排出、設(shè)備腐蝕小，煙氣在凈化過(guò)程中無(wú)明顯溫降、凈化后煙溫高、利于煙囪排氣擴(kuò)散等優(yōu)點(diǎn)，但存在脫硫效率相對(duì)較低、反應(yīng)速度較慢、脫硫產(chǎn)物較難綜合利用等問(wèn)題。

(3)半干法煙氣脫硫技術(shù)(sdfgd技術(shù))

常見(jiàn)的半干法煙氣脫硫技術(shù)主要包括循環(huán)懸浮式半干法、噴霧干燥法、循環(huán)流化脫硫裝置等。其中循環(huán)懸浮式半干法煙氣脫硫技術(shù)較為成熟，應(yīng)用也較為廣泛。工藝介紹

3.1工藝介紹

本工藝先經(jīng)除塵器除去99.5%以上的煙塵，再進(jìn)行脫硫。在電除塵器后的引風(fēng)機(jī)后面引出兩路煙道，一路接至脫硫系統(tǒng)，一路作為旁路系統(tǒng)，當(dāng)脫硫系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)可及時(shí)切換至旁路，保證鍋爐系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

本方案選用高效鈉鈣雙堿法脫硫技術(shù)。該工藝成熟可靠，系統(tǒng)簡(jiǎn)便，運(yùn)行穩(wěn)定，具有“雙高雙低”的突出優(yōu)勢(shì)，即脫硫效率高、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠、投資費(fèi)用低、運(yùn)行費(fèi)用低。已在不同規(guī)模鍋爐煙氣脫硫除塵的工業(yè)應(yīng)用中獲得巨大成功。

該法使用na2co3或naoh液吸收煙氣中的so2，生成hso3-、so32-與so42-，反應(yīng)方程式如下：

(1)脫硫過(guò)程

na2co3+so2→na2so3+co2-(1)2naoh+so2→na2so3+h2o(2)na2so3+so2+h2o→2nahso3(3)

其中：式(1)為啟動(dòng)階段na2co3溶液吸收so2的反應(yīng)；

式(2)為再生液ph值較高時(shí)(高于9時(shí))，溶液吸收so2的主反應(yīng)；

式(3)為溶液ph值較低(5~9)時(shí)的主反應(yīng)。

(2)氧化過(guò)程(副反應(yīng))

na2so3+o2→na2so4(4)nahso3+o2→nahso4(5)(3)再生過(guò)程

2nahso3+ca(oh)2→caso3+na2so3+2h2o(6)na2so3+ca(oh)2→caso3+2naoh(7)式(6)為第一步再生反應(yīng)，式(7)為再生至ph＞9以后繼續(xù)發(fā)生的主反應(yīng)。

在石灰漿(石灰達(dá)到過(guò)飽和狀況)中，nahso3很快跟石灰反應(yīng)從而釋放出[na+]，隨后生成的[so32-]又繼續(xù)跟石灰反應(yīng)生成caso3而以半水合物形式沉淀下來(lái)，從而使[na+]得到再生，吸收液恢復(fù)脫硫能力而循環(huán)使用。

3.2 濕法脫硫工藝說(shuō)明

脫硫工藝如圖1所示。

圖1 脫硫工藝圖

整個(gè)工藝由四大部分組成：

(1)煙氣處理系統(tǒng)：鍋爐煙氣通過(guò)除塵器，經(jīng)霧化增濕和初步脫硫后進(jìn)入脫硫塔，在塔內(nèi)煙氣與脫硫液逆流接觸傳質(zhì)反應(yīng)。完成脫硫后的煙氣通過(guò)塔體上段的高效除霧裝置，除去煙氣中的霧滴，可有效地防止風(fēng)機(jī)帶水。凈化后的煙氣經(jīng)過(guò)煙囪排放，出脫硫塔的脫硫液進(jìn)入循

環(huán)系統(tǒng)。

(2)脫硫液循環(huán)系統(tǒng)：包括泵前池、反應(yīng)池、沉淀池、化灰池、石灰漿儲(chǔ)池、循環(huán)池等。出脫硫塔的脫硫液流入反應(yīng)池與加入的石灰反應(yīng)，鈉堿得到再生，再生后的脫硫液在沉淀池中沉淀出固相產(chǎn)物后流入泵前池，再由循環(huán)泵打回脫硫塔內(nèi)繼續(xù)使用,在反應(yīng)池和泵前池設(shè)置ph自動(dòng)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，根據(jù)ph值的變化情況調(diào)整系統(tǒng)加入石灰漿液和鈉堿液量。

(3)脫硫灰渣處理系統(tǒng)：在化灰池中經(jīng)化灰處理的石灰漿液流入石灰漿儲(chǔ)池，根據(jù)ph值的控

制要求打入反應(yīng)池。

(4)脫硫產(chǎn)物處理系統(tǒng)：包括沉淀池、氧化池、壓濾機(jī)等。沉淀池中的硫酸鈣和亞硫酸鈣水合物由渣漿泵打入渣漿池，經(jīng)壓濾處理后綜合利用，清液則泵回循環(huán)池重復(fù)使用?？刂葡到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與控制方式

4.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)根據(jù)該脫硫系統(tǒng)工藝要求和設(shè)計(jì)要求，采用德國(guó)西門子公司的s7-300系列plc為主控制單元。其實(shí)用和維修方便，運(yùn)行速度快，可靠性高，易于擴(kuò)展。按“集中管理，分散控制”的原則，采用了分布式結(jié)構(gòu)。該脫硫系統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)由主控制室監(jiān)控、plc就地控制站和現(xiàn)場(chǎng)儀表及電控柜構(gòu)成二級(jí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

控制系統(tǒng)為1臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)，還有1個(gè)plc控制主站。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線將主控制室和plc就地控制站中相連接，便于監(jiān)控。并將主控制室的計(jì)算機(jī)接入以太網(wǎng)，由管理機(jī)完成各項(xiàng)管理功能。這樣整個(gè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)便形成了，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、處理、監(jiān)視及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控

制等功能。

4.2 控制方式

該系統(tǒng)中主要工藝設(shè)備采用三種控制模式，即就地手動(dòng)控制、遠(yuǎn)程plc控制和自動(dòng)控制。現(xiàn)場(chǎng)的泵類、攪拌機(jī)等設(shè)備的開(kāi)關(guān)信號(hào)、各流程模擬信號(hào)(如do、液位、流量等)全部通過(guò)plc

在上位機(jī)上顯示。系統(tǒng)控制功能介紹

5.1 設(shè)備選型

根據(jù)圖1所示的工藝流程選取需要的點(diǎn)數(shù)。得到：di:24，do:10，ai:6。

根據(jù)表1所列點(diǎn)數(shù)選取plc模塊如表所示。

說(shuō)明：(1)根據(jù)上述點(diǎn)數(shù)的描述我們可以對(duì)plc及其附屬設(shè)備進(jìn)行選??；

(2)每個(gè)機(jī)架總驅(qū)動(dòng)電流為1.2a，最多可使用0.8a。

5.2 plc系統(tǒng)原理圖

現(xiàn)場(chǎng)工作實(shí)際狀況如圖3所示。

5.3 實(shí)現(xiàn)功能簡(jiǎn)介

plc s7-300在本脫硫控制系統(tǒng)中所實(shí)現(xiàn)的功能如下：將兩臺(tái)循環(huán)泵(m1、m2)、3臺(tái)攪拌機(jī)(m3、m4、m5)實(shí)現(xiàn)了順序起動(dòng)，起動(dòng)順序?yàn)閙1→m2→m3→m4→m5,時(shí)間間隔為1min，停車時(shí)的順序?yàn)閙5→m4→m3→m2→m1，時(shí)間間隔為30s。程序如圖4所示。

圖4 電機(jī)順序起、停梯形圖 結(jié)論

plc s7-300在脫硫系統(tǒng)中的成功運(yùn)用，大大提高了脫硫系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，其可靠性、易維修性的特點(diǎn)極大的減少了運(yùn)行工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，達(dá)到了現(xiàn)代水處理的要求。該系統(tǒng)自正式投入運(yùn)行以來(lái)，控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)備工作狀況良好，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，設(shè)備的利用率得到提高，操作人員的工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，在一定程度上解決了脫硫系統(tǒng)設(shè)備分散、復(fù)雜、難以控制的難題，并配合脫硫工藝完成了脫硫目標(biāo)，達(dá)到了預(yù)期效果。