石灰石_石膏湿法电站烟气脱硫系统防腐蚀措施

湿法烟气脱硫

文章编号:1005-6033(2007)21-0262-02

SCI-TECHINFORMATIONDEVELOPMENT&ECONOMY20071721收稿日期:2007-04-27

石灰石—石膏湿法电站烟气脱硫系统防腐蚀措施

辉1,吕耀荣2

(1.山西华泽铝电公司电力管理部,山西河津,043300;2.山西漳泽电力股份有限公司河津发电分公司,山西河津,043300)

要:分析了石灰石—石膏湿法烟气脱硫(FGD)系统防腐机理,针对脱硫系统设计

情况和运行环境,探讨了适宜的防腐方案。

关键词:石灰石—石膏湿法;烟气脱硫(FGD);防腐机理中图分类号:X701.3

文献标识码:A

用效果不理想,在使用中点蚀、局部腐蚀(缝隙腐蚀)及冲刷腐蚀现象严重,现很少使用不锈钢材质。

碳钢和高合金钢复合钢:碳钢和高合金钢复合钢使用效果和不锈钢类似,同样存在点蚀、局部腐蚀(缝隙腐蚀)及冲刷腐蚀,不适合脱硫系统使用。

除雾器、吸收钛合金:钛为良好的内衬材料,在脱硫系统的冷却器、

塔、加热器中使用有良好的耐腐蚀性。但因材质昂贵、加工性能和强度等原因,逐渐被橡胶、塑料和树脂材料替代。

镍基合金:镍基合金以镍为主,与Co,Mo,Fe,W,Cr等形成连续固溶体合金。其机械强度等性能优于钛合金,国际上在脱硫系统普遍使用,但价钱昂贵,也逐步被新材料替代。

石灰石—石膏湿法烟气脱硫是目前世界上应用最广泛的脱硫技术,市场占有率高达80%以上。该脱硫技术比较成熟,脱硫率高,可以达到

95%以上。石灰石—石膏湿法烟气脱硫机理是:先将未处理烟气升压后进入烟气换热器降温,随后进入SO2吸收塔与脱硫石灰石浆液充分反应吸收,然后再经过升温排放。在工艺流程中,烟气通过换热器时因温度降低而使低温腐蚀开始发生,在以后流程中,包括吸收塔内吸收、氧化、除雾、换热器加热以及烟囱排放,都存在严重的设备腐蚀。因吸收塔内烟气温度最低,腐蚀最为严重,主要以麻点腐蚀为主,其他设备也有不同程度腐蚀。烟气脱硫系统需要长期不间断稳定运行,并便于维护和检修,同时考虑设备经济投入等。因此,综合各种因素分析,防腐问题在脱硫系统中起着非常重要的作用。

1烟气脱硫系统的腐蚀机理及形式

烟气脱硫系统因其系统装置设计复杂性,腐蚀情况比较多样。吸收

2.2橡胶衬里

橡胶衬里俗称衬胶技术,是烟气脱硫防腐主要技术之一,已被广泛

利用。橡胶衬里是使用一种片状耐腐蚀耐磨蚀橡胶材料,使用粘胶粘贴在基体表面,经过特殊技术处理,形成完整连续的保护层,把介质与基体钢材隔离,达到防腐蚀目的。橡胶衬里因橡胶材料质地有弹性,对于基体振动和冲击有很好的缓冲作用,对基体刚性要求不高,也能适应一定温度条件,有很广泛的使用空间。目前我国已完全掌握此项技术。

塔内介质是吸收剂(石灰石、石膏浆液等)和烟气,虽然吸收剂本身腐蚀性不强,但因烟气含有SO2,SO3,HCl、氮氧化物及其水合物、氯化物、氟化物等多种复杂成分,腐蚀性很强。尤其是氯化物、氟化物腐蚀性最强,在高温时腐蚀也很严重,其固体颗粒和沉淀物还会带来磨蚀和加剧腐蚀。因此,多种成分的共同作用造成了设备的腐蚀。目前常见的几种腐蚀形式有:化学腐蚀、局部腐蚀、结晶腐蚀和磨损腐蚀。

化学腐蚀:化学腐蚀因成分均匀分布在介质中,腐蚀也比较均匀,腐蚀介质有SOx,NOx,Cl-,F-等,在一定温度、湿度条件下与金属材料发生化学反应,生成可溶性盐,逐渐破坏设备。脱硫系统中,腐蚀源复杂、环境温度较高的地方化学腐蚀更为严重。

局部腐蚀:一是脱硫工程结构中,焊接、铆接、螺栓连接部件较多,在连接区域可能有缝隙存在,而这些缝隙在化学介质中极易形成闭塞电池腐蚀;二是金属表面因夹带杂物、晶界、位错等缺陷,受脱硫系统Cl-,F-,

2.3玻璃鳞片树脂衬里

玻璃鳞片树脂衬里不仅具有良好的抗渗透性,本身也有较强的机械

强度和高耐腐蚀性,而且耐温性比橡胶衬里范围更广(一般可以在180

℃内使用,短期可以在220℃以内使用),因而也在烟气脱硫技术上被广泛使用。玻璃鳞片树脂衬里因其自身特点,常被应用在脱硫烟气入口、出口烟道和换热器本体上。玻璃鳞片树脂衬里被证明其使用寿命很长,已有10万h安全运行记录。

2.4玻璃钢衬里

玻璃钢衬里主要是起到屏蔽介质把金属材料隔离开的作用,因而也

SO32-等离子腐蚀发生点蚀;三是脱硫系统中裂纹和蚀孔尖端区pH值及氧含量低,造成了极小面积的阳极,而裂纹和蚀孔外氧量供应充分形成了极大面积的阴极,这样一来,在小阳极和大阴极作用下电化学腐蚀更为严重。脱硫系统运行中,点腐蚀和缝隙腐蚀是最常见的局部腐蚀。

结晶腐蚀:碱性浆液吸收SO2后会产生可溶性盐(CaSO4,CaSO3等),当液相渗入表面防腐层毛细孔内,设备停运时,因自然干燥,该溶液形成粉结晶盐,同时体积膨胀,使腐蚀材料自身产生内应力,造成材料脱皮、化、疏松,甚至裂纹损坏。

磨损腐蚀:因大量的固体颗粒被带入脱硫系统,流体中固体颗粒与设备表面湍动摩擦,加剧表面腐蚀。

在烟气脱硫系统中部分采用,如做输送管道、吸收塔内喷淋管道等。其优点是施工工艺简单,成本较低,修复方便,厚度可以自由调整;缺点是容易出现针孔、起泡、微小裂纹等,使用温度范围相对小点。

3我厂烟气脱硫系统防腐设计和施工要求

(1)吸收塔。吸收塔采用逆流空塔设计,即烟气经过换热器冷却到

100℃左右进入吸收塔,在吸收区与石灰石浆液逆向接触反应,使烟气在吸收塔出口降温到45℃左右。由于在吸收区,浆液以较高的速度喷出,易对吸收塔侧壁造成冲刷;在除雾器层和吸收塔顶,除雾器对烟气扰流影响和烟气气流方向改变,易造成吸收塔内壁磨损;在反应区吸收塔搅拌器搅拌,浆液会对吸收塔2m以下内壁和吸收塔底加速冲刷;吸收塔内支撑梁会阻挠烟气通流,加强冲刷等。所以在这些区我们使用了两层

2.1

烟气脱硫系统的防腐措施

耐腐蚀材料的选用

在脱硫系统防腐中,材料的合理选用是非常重要的。其中脱硫烟道、

4mm厚的橡胶衬里,吸收塔内喷淋管道使用玻璃钢衬里。

(2)烟道、换热器。靠近换热器的部分入口烟道、换热器和出口烟道使用玻璃鳞片树脂衬里,以保证在温度较高、湿度较大的环境下能满足使用要求。

(3)处理所有地坑和沟道。在原混凝土结构上均使用玻璃钢衬里,

脱硫塔和浆液输送管道是防腐重点。目前已采用过的防腐材料有以下几种:

不锈钢:较早期烟气脱硫工程烟道和脱硫塔采用不锈钢材质。但使

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