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VEGF鱗片復(fù)合材料在脫硫煙囪中的應(yīng)用可行性研究
王天堂 黃志強(qiáng)* 籍文豪* 陸士平
(上海富晨化工有限公司 上海 200233, *上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究所,200240)
摘 要:本文介紹了鱗片復(fù)合樹脂膠泥的特點(diǎn),以及目前國(guó)內(nèi)電廠煙囪的實(shí)際運(yùn)行情況,討論了VEGF材料在脫硫煙囪中應(yīng)用的技術(shù)可行性,并就VGEF在煙囪防腐蝕應(yīng)用中可能采用的技術(shù)措施進(jìn)行了試驗(yàn)表征和分析。
關(guān)鍵詞: VEGF 鱗片 脫硫煙囪 應(yīng)用可行性
1、 前言
我國(guó)是一個(gè)能源結(jié)構(gòu)以燃煤為主的國(guó)家,大氣污染屬煤煙型污染,粉塵、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)是我國(guó)大氣的主要污染物。如2000年我國(guó)燃煤電廠的NOx的排放量達(dá)到290萬噸。由于我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),導(dǎo)致了酸雨的環(huán)境污染和較多的腐蝕情況,因此對(duì)于燃煤發(fā)電廠中產(chǎn)生大量的二氧化硫或氮氧化物的防治是勢(shì)在必行。目前國(guó)內(nèi)外較為有效的手段是煙氣脫硫(Flue Gas Desulfurization 簡(jiǎn)稱“FGD”)。而采用濕法石灰石洗滌法是當(dāng)今世界各國(guó)煙氣脫硫技術(shù)中應(yīng)用最多也是最成熟的工藝。2003年我們國(guó)家的濕法脫硫設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率已在96%以上,預(yù)計(jì)到2010年,國(guó)產(chǎn)化率可達(dá)100%。 雖然脫硫后煙氣中含有的腐蝕性介質(zhì)含量較少,但由于脫硫后煙氣的溫度一般都在硫酸的露點(diǎn)以下,因此對(duì)于不同結(jié)構(gòu)形式的煙囪內(nèi)壁,均有不同程度的腐蝕發(fā)生。而我們國(guó)內(nèi)針對(duì)脫硫煙囪的防腐蝕措施,無論在煙囪的設(shè)計(jì)、施工等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范方面,還是在工程實(shí)際應(yīng)用上面,都存在著空白或沒有足夠的經(jīng)驗(yàn)積累。目前國(guó)內(nèi)新煙囪選擇了鈦材,但鈦材不僅成本高,而且目前市場(chǎng)供需矛盾明顯,是否能滿足防腐蝕要求還需要觀察和跟蹤。由于VEGF玻璃鱗片復(fù)合材料已成功應(yīng)用于煙氣脫硫裝置,積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn),因此我們來探討VEGF玻璃鱗片復(fù)合材料在煙囪中的防腐蝕應(yīng)用可行性,這不僅為新建脫硫煙囪采用的防腐蝕措施提供了一個(gè)新的選擇,同時(shí)也為國(guó)內(nèi)電廠舊煙囪的改造帶來實(shí)際的參考價(jià)值。
2、 濕法煙氣脫硫工藝的煙囪運(yùn)行工況條件
濕法石灰石洗滌法是國(guó)外應(yīng)用最多和最成熟的工藝,也是國(guó)內(nèi)火電廠脫硫的主導(dǎo)工藝。濕法脫硫工藝主要流程是,鍋爐的煙氣從引風(fēng)機(jī)出口側(cè)的煙道接口進(jìn)入煙氣脫硫(FGD)系統(tǒng)。在煙氣進(jìn)入脫硫吸收塔之前經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)升壓,然后通過煙氣—煙氣加熱器(GGH),將煙氣的熱量傳輸給吸收塔出口的煙氣,使吸收塔入口煙氣溫度降低,有利于吸收塔安全運(yùn)行,同時(shí)吸收塔出口的清潔煙氣則由GGH加熱升溫,煙氣溫度升高,有利于煙氣擴(kuò)散排放。經(jīng)過GGH加熱器加熱后煙氣溫度一般在80℃左右,可使煙囪出口處達(dá)到更好的擴(kuò)散條件和避免煙氣形成白霧。GGH之前設(shè)的增壓風(fēng)機(jī),用以克服脫硫系統(tǒng)的阻力,加熱后的清潔煙氣靠增壓風(fēng)機(jī)的壓送排入煙囪。當(dāng)不設(shè)GGH加熱器加熱系統(tǒng)時(shí),煙氣溫度一般在40~50℃。
煙氣經(jīng)過脫硫后,煙氣中的二氧化硫的含量大大減少,而洗滌的方法對(duì)除去煙氣中少量的三氧化硫效果并不好,因此仍然殘留近10%的二氧化硫和三氧化硫。由于經(jīng)濕法脫硫,煙氣濕度增加、溫度降低,煙氣極易在煙囪的內(nèi)壁結(jié)露,煙氣中殘余的三氧化硫溶解后,形成腐蝕性很強(qiáng)的稀硫酸液。脫硫煙囪內(nèi)的煙氣有以下特點(diǎn):
1) 煙氣中水份含量高,煙氣濕度很大;
2) 煙氣溫度低,脫硫后的煙氣溫度一般在40~50℃之間,經(jīng)GGH加溫器升溫后一般
在80℃左右;
3) 煙氣中含有酸性氧化物,使煙氣的酸露點(diǎn)溫度降低;
4) 煙氣中的酸液的濃度低,滲透性較強(qiáng)。
5) 煙氣中的氯離子遇水蒸氣形成氯酸,它的化合溫度約為60℃,低于氯酸露點(diǎn)溫度時(shí),就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕,即使是化合中很少量的氯化物也會(huì)造成嚴(yán)重腐蝕。
由于脫硫煙囪內(nèi)煙氣的上述特點(diǎn),對(duì)煙囪設(shè)計(jì)有如下影響:
1) 煙氣濕度大,含有的腐蝕性介質(zhì)在煙氣壓力和濕度的雙重作用下,結(jié)露形成的冷凝物具有很強(qiáng)的腐蝕性,對(duì)煙囪內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)致密度差的材料產(chǎn)生腐蝕,影響結(jié)構(gòu)耐久性。
2) 低濃度稀硫酸液比高濃度的酸液腐蝕性更強(qiáng)。
3) 酸液的溫度在40-80℃時(shí),對(duì)結(jié)構(gòu)材料的腐蝕性特別強(qiáng)。以鋼材為例,40-80℃時(shí)的腐蝕速度比在其它溫度時(shí)高出約3-8倍。
由此可知,排放脫硫煙氣的煙囪比排放普通未脫硫煙氣的煙囪對(duì)防腐蝕設(shè)計(jì)要求要高得多,這也許與我們的傳統(tǒng)觀念有所不同。目前,電廠煙囪主要在以下三種工況下運(yùn)行:
1) 排放未經(jīng)脫硫的煙氣,進(jìn)入煙囪的煙氣溫度在1300C左右。在此條件下,煙囪內(nèi)
壁處于干燥狀態(tài),煙氣對(duì)煙囪內(nèi)壁材料屬氣態(tài)均勻腐蝕,腐蝕情況相當(dāng)輕微。
2) 排放經(jīng)濕法脫硫后的煙氣,并且煙氣經(jīng)GGH系統(tǒng)加熱,進(jìn)入煙囪的煙氣溫度在800C
左右,煙囪內(nèi)壁有輕微結(jié)露,導(dǎo)致排煙內(nèi)筒內(nèi)側(cè)積灰。根據(jù)排放煙氣成分及運(yùn)行等條件的不同,結(jié)露腐蝕狀況將有所變化。
3) 排放經(jīng)濕法脫硫后的煙氣,進(jìn)入煙囪的煙氣溫度在40~500C,煙囪內(nèi)壁有嚴(yán)重結(jié)
露,沿筒壁有結(jié)露的酸液流淌。
在設(shè)有脫硫系統(tǒng)的電廠,由于在運(yùn)行時(shí),煙氣有可能不進(jìn)入脫硫裝置,而通過旁路煙道進(jìn)入煙囪。此時(shí),煙氣溫度較高,一般在130℃左右,故設(shè)計(jì)煙囪時(shí),還必須考慮在此溫度工況下運(yùn)行對(duì)煙囪的影響。
同時(shí)在煙囪的防腐蝕設(shè)計(jì)中還應(yīng)該考慮到以下幾個(gè)綜合因素:殘留的灰粉平均粒度(大約10um)、灰粉的硬度(約莫式硬度7.0)、灰粉的沖擊能量(2.05*10-12J)、灰粉的濃度(600mg/m3)、煙囪的最大曲率變化(實(shí)際不大于1%)。
歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家電廠煙氣脫硫開始的時(shí)間比較早,根據(jù)國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn),目前濕法脫硫后的煙囪鋼內(nèi)筒內(nèi)襯防腐主要有四類形式:
l 耐酸腐蝕的金屬合金薄板材作內(nèi)襯,材料包括鎳基合金板(C-276、C22)、鈦板(TiCr2)等;
l 耐腐蝕的輕質(zhì)隔熱的制品粘貼,隔絕煙氣和鋼內(nèi)筒接觸,如發(fā)泡耐酸玻璃磚內(nèi)襯;
l 采用耐酸、耐熱、保溫澆筑材料,使用澆注或壓力噴漿技術(shù)安裝內(nèi)襯;
l 玻璃鱗片涂層等防酸腐蝕涂料,
3、VEGF材料的特點(diǎn)
VEGF鱗片膠泥(涂料)是以乙烯基酯樹脂材料為主材加入10%-40%片徑不等玻璃鱗片等材料配制而成的,其中VEGF是vinyl ester glass flake的縮寫。鱗片膠泥含有的玻璃鱗片,在膠泥施工完畢后,扁平型的玻璃鱗片在樹脂連續(xù)相中呈平行重疊排列,從而形成致密的防滲層結(jié)構(gòu)。腐蝕介質(zhì)在固化后的膠泥中的滲透必須經(jīng)過無數(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的延長(zhǎng),相當(dāng)于有效地增加了防腐蝕層的厚度。所以VEGF材料具有以下特點(diǎn):
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,該類型樹脂具有較環(huán)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(huán)氧樹脂涂料高6-15倍,比普通環(huán)氧FRP高4倍。
3》 鱗片涂層具有較強(qiáng)的粘結(jié)強(qiáng)度,不僅指樹脂基體與其中的玻璃鱗片之間的粘結(jié)強(qiáng)度較高,而且鱗片涂層與基材之間的粘結(jié)強(qiáng)度高,同時(shí)鱗片涂層不易產(chǎn)生龜裂、分層或剝離,附著力和沖擊強(qiáng)度較好,從而保證較好的耐蝕性。
4》 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(shù)的差別,鱗片涂層的線膨脹約為11.5×10-6m/m℃,鋼鐵的線膨脹系數(shù)為12.0×10-6 m/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(huán)境。
5》 耐磨性好。鱗片涂層在固化后的硬度較高,且有韌性,在粒子的沖刷耐磨性較好,鱗片涂層的破壞是局部的,其擴(kuò)散趨勢(shì)小,易于修復(fù)。
6》 具有適中的造價(jià)。與目前FGD裝置中的主要選用:鈦復(fù)合板、不銹鋼、整體鎳基合金、整體玻璃鋼等相比,玻璃鱗片涂層具有最好的性價(jià)比。
7》 工藝性較好。由于鱗片涂層的固體成份和添加劑根據(jù)需要可以調(diào)節(jié)配比,使涂料能適應(yīng)多種氣候,多種工藝要求的配置方法。能解決低溫氣候的固化問題,和每道工藝之間的施工間隙時(shí)間的長(zhǎng)短。
4、VEGF材料的應(yīng)用性研究
根據(jù)VEGF材料在電廠煙囪中的實(shí)際應(yīng)用中可能出現(xiàn)的一些技術(shù)問題,我們分別對(duì)材料的各方面的性能進(jìn)行了測(cè)試和表征。
4.1 VEGF涂層的耐磨損特性
如前文所述,煙氣中含有大量的粉塵,同時(shí)在腐蝕性的介質(zhì)作用下,磨損的實(shí)際情況可能會(huì)較為明顯,所以我們對(duì)碳鋼上表面涂覆VEGF膠泥的試樣進(jìn)行了耐磨損試驗(yàn)。
4.1.1實(shí)驗(yàn)方法:
采用高壓空氣攜帶一定粒度的磨料,對(duì)玻璃鱗片涂層進(jìn)行快速?zèng)_刷磨損,原理見圖4.1。1。
圖4.1。1:沖蝕磨損試驗(yàn)示意圖
4.1.2 試驗(yàn)條件:
空氣壓力0.1Mpa;磨料為硬度莫式8.5的棱角碳化硅磨料,實(shí)體密度2.45kg/m3,磨料粒度分布見表4.1。2-1。環(huán)境溫度常溫,其它測(cè)試時(shí)的條件見表4.1。2-2,一次固定沖刷時(shí)間10min,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4.1。2-3,
表4.1。2-1 磨料粒度分布
粒度分布 |
>750μm |
750μm~500μm |
500μm~330μm |
<330μm |
百分比(%) |
26 |
11.5 |
31 |
31.5 |
按正態(tài)分布計(jì)算平均粒徑 |
447.5μm |
表4.1。2-2 測(cè)試試驗(yàn)的其它參數(shù)(平均粒徑447.5μm計(jì)算)
空氣流速(口徑Ф6.5mm) |
噴口處200m/s |
磨料粒子流速 |
噴口處200m/s |
噴口至試片距離 |
180mm |
粒子撞擊試片速度 |
70m/s |
粒子沖擊能量 |
平均2.25×10-6J |
磨料的濃度 |
526.6 g/m3 |
表4.1。2-3 耐磨損試驗(yàn)數(shù)據(jù)
試樣編號(hào) |
7# |
9# |
11# |
10min內(nèi)消耗SiC磨料量 |
2673g |
2620g |
2871g |
試樣原重量 |
234.50g |
301.21g |
280.50g |
試驗(yàn)后重量 |
233.60g |
300.50g |
279.77g |
試樣失重 |
0.90g |
0.71g |
0.73g |
3個(gè)磨料消耗平均 |
2721g |
||
3個(gè)失重平均 |
0.78g |
||
3個(gè)平均核心磨損面積 |
40cm×60cm |
||
10min內(nèi)3個(gè)平均磨損厚度 |
2.71×10-3mm |
4.1.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和討論:
A>涂層表面損壞形式:經(jīng)過10min高強(qiáng)度沖刷磨損后,涂層的損壞主要為微小的點(diǎn)狀現(xiàn)象,即在高能量的磨料粒子沖擊下涂層出現(xiàn)類式微切削和微小剝離的狀況,涂層未出現(xiàn)超過1mm直徑的斑點(diǎn)剝離現(xiàn)象,表明涂層具有較好的韌性和良好的涂層結(jié)合能力。
B>涂層估計(jì)的耐磨性能:通過磨料和灰粉的沖擊能量、顆粒數(shù)目和硬度比值可以預(yù)計(jì)(具體見表4.1。3),VEGF涂層安全磨損量為1mm在煙囪內(nèi)的條件下使用,有90.6年的耐磨壽命,即使在高溫條件下涂層的耐磨性能有所變化,再考慮煙囪入口氣流彎轉(zhuǎn)時(shí)的顆粒不均勻性,涂層的耐磨壽命也足夠長(zhǎng)。再者,在煙囪入口沖刷區(qū)將涂層的厚度可適當(dāng)增加,涂層還可以進(jìn)行簡(jiǎn)單方便的修補(bǔ)工作。所以VEGF復(fù)合材料有足夠的耐磨損特性并能夠滿足在煙囪中的使用環(huán)境。
表4.1。3 實(shí)際煙囪工況條件的對(duì)比:
煙囪流速 |
<20m/s |
灰粉平均粒度 |
10μm |
灰粉的硬度 |
約莫式硬度7.0 |
灰粉的沖擊能量 |
2.05×10-12J |
灰粉的濃度 |
<600mg/m3 |
磨料與灰粉的比強(qiáng)度 |
1.2 |
4.2 VEGF涂層的彎曲試驗(yàn)
由于考慮到一些煙囪的高空特性,包括是地球本身的運(yùn)動(dòng)、地震和風(fēng)力作用等情況,煙囪尤其是高空部位可能會(huì)發(fā)生搖動(dòng)等角度偏向或偏離,同時(shí)煙囪在安裝和運(yùn)輸過程中可能會(huì)發(fā)生一些不可控的力學(xué)作用等,所以有必要對(duì)VEGF材料的耐(抗)彎性能進(jìn)行表征和確定。
試驗(yàn)中我們對(duì)2.5mm厚度的碳鋼上涂有2mm厚度的玻璃鱗片涂層進(jìn)行彎曲試驗(yàn)(碳鋼板越厚,其彎曲的曲率半徑越大,涂層越不容易受到破壞,而實(shí)際碳鋼的厚度遠(yuǎn)大于2.5mm),試樣彎曲達(dá)到 15°角度時(shí)候涂層出現(xiàn)微裂紋,試樣彎曲達(dá)到20°角度,裂紋擴(kuò)張開裂,試樣彎曲達(dá)到 25°角度涂層與金屬表面剝離(具體見圖4.2)。而φ7000mm工件在搬運(yùn)過程中,如注意起吊操作的方法,工件可能出現(xiàn)的最大變形將小于5°彎曲角度,因此可以認(rèn)為由于涂層所具有的良好韌性及與金屬基體良好的結(jié)合,完全可以承受搬運(yùn)過程中出現(xiàn)的一定量的變形,而不會(huì)出現(xiàn)涂層剝離和開裂現(xiàn)象。同時(shí),在安裝后的正常運(yùn)作的煙囪的角度偏向在1度以內(nèi),煙筒的碳鋼基體的曲率半徑很大,局部不連續(xù)的可能發(fā)生的最大曲率變化不大于1%,所以VEGF材料的抗彎曲特性完全可以滿足實(shí)際施工和運(yùn)行的需要。
圖4.2 涂層彎曲結(jié)果圖
4.3 VEGF材料的耐高溫特性
如前文所述,不論是經(jīng)過脫硫后的煙氣,還是沒有脫硫后的煙氣,不論FGD系統(tǒng)中是否還有GGH,在設(shè)計(jì)及實(shí)際應(yīng)用中,內(nèi)襯防腐蝕材料均應(yīng)該考慮到在一些正常情況下的材料的耐溫性,以防止不正常運(yùn)作情況下,對(duì)VEGF涂層的破壞。
4.3.1試驗(yàn)方法:
將涂有玻璃鱗片涂層的試樣,置入高溫烘箱內(nèi)加熱,在設(shè)定的溫度區(qū)間內(nèi)保溫一定時(shí)間,取出冷卻后觀察試片表面涂層的變化。
4.3.2試驗(yàn)過程(具體見表4.4):
(1) 放入烘箱試片共10片,保溫1小時(shí),取出一片試片觀察玻璃鱗片涂層表面基本未出現(xiàn)變化;
(2) 9片試片再次升溫在175℃保溫1小時(shí)烘箱(升溫速度10℃/min),取出一片試片觀察玻璃鱗片涂層表面開始出現(xiàn)輕微的色澤(表面微氧化)加深變化,呈淡黃色;
(3) 留7片試片在烘箱中,再次升溫至200℃保溫2小時(shí)后,取出三片試片觀察玻璃鱗片涂層表面與175℃保溫1小時(shí)取出的試片基本一致,表面涂層色澤稍有加深。留四片試片在烘箱中200℃繼續(xù)保溫28小時(shí)后,取出2片試片(累計(jì)30小時(shí))觀察玻璃鱗片涂層表面僅比200℃保溫2小時(shí)取出的試片,表面色澤略有加深。保溫時(shí)間累計(jì)50小時(shí)后,取出最后剩余的2片試片,觀察試片的表面色澤、外觀、打磨的斜坡口與30小時(shí)的試片基本沒有變化。
(4) 另外取出的2片(175度保溫1小時(shí))試片放入300℃電烤箱內(nèi),1小時(shí)后觀察,試片色澤已由黃色轉(zhuǎn)褚紅色,再升溫到340℃,1小時(shí)后對(duì)試片觀察,色澤進(jìn)一步加深,同時(shí)涂層出現(xiàn)裂紋。
表4.5試驗(yàn)中試片安排表
溫度℃ |
120 |
175 |
200 |
300 |
340 |
時(shí)間(hr) |
1 |
1 |
2(3片) |
1 |
|
|
|
28(2片) 50(2片) |
|
1 |
|
試片數(shù)量 |
10 |
9 |
7 |
2 |
4.3.3試驗(yàn)結(jié)果分析:
經(jīng)過不同溫度階段的涂層試片斷面觀察,溫度對(duì)涂層的影響過程可以概括為:隨著溫度的上升,涂層表面(極薄,不超過10μm)開始出現(xiàn)氧化現(xiàn)象,在200℃以內(nèi),涂層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒有出現(xiàn)變化,僅有表面出現(xiàn)氧化,氧化的程度和高溫持續(xù)的時(shí)間有關(guān)。
但首先這層氧化膜極薄,表面不會(huì)開裂,氧化反應(yīng)不會(huì)向涂層縱伸方向發(fā)展,在經(jīng)歷一定時(shí)間后(估計(jì)數(shù)天),氧化過程會(huì)達(dá)到飽和。這些從試驗(yàn)的試片中可以看出:對(duì)比200℃停留2小時(shí)、和200℃停留30小時(shí)和200℃停留50小時(shí)試片,涂層表面氧化膜的顏色改變趨勢(shì)越來越小,涂層內(nèi)部材質(zhì)未發(fā)現(xiàn)變化。隨著溫度上升到300℃以后,涂層內(nèi)部質(zhì)量有所改變,具體原因?yàn)椋?span>
VEGF鱗片涂層采用的樹脂基料為酚醛環(huán)氧乙烯基類,其分子結(jié)構(gòu)為:
樹脂固化物的強(qiáng)度、耐熱性,與樹脂分子主鏈中的主要基團(tuán)的結(jié)構(gòu)、樹脂的交聯(lián)密度有關(guān)。樹脂的耐化學(xué)藥品性即耐水、酸、堿、鹽、溶劑的性能與組成其分子的各基團(tuán)的種類及樹脂的交聯(lián)密度有關(guān)。
從本實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看,溫度到上升120℃,涂層的色澤無變化,而且涂層的硬度有所提高,溫度再提高175℃以上,色澤發(fā)生變化主要因?yàn)榛蠘渲诰酆线^程中添加的胺類化合物促進(jìn)劑出現(xiàn)氧化。(基料樹脂在交聯(lián)完成后,少數(shù)的胺類化合物促進(jìn)劑游離附著于高分子網(wǎng)格鏈之間,與空氣接觸容易被氧化)
高于300℃后,由于分子熱運(yùn)動(dòng)加劇,基料樹脂的開始降解(聚苯乙烯降解溫度為240度),涂層內(nèi)部質(zhì)量下降,穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu)被破壞,涂層出現(xiàn)開裂。
酚醛環(huán)氧乙烯基酯玻璃鱗片涂層的基料樹脂出現(xiàn)降解的情況下,涂層不可避免的要開始破壞(酚醛環(huán)氧的分解溫度360℃),玻璃鱗片雖然存在可以控制破壞,形式為分層破壞,但對(duì)于一個(gè)很大面積的涂層表面來說,這種破壞的修補(bǔ)工作量還是太大了。
所以從上面的試驗(yàn)結(jié)果清楚地表明:
1. 200℃時(shí)涂層的內(nèi)部材料沒有變化,200℃涂層的表面硬度有所提高,耐蝕性能和耐磨損性能不會(huì)有大的變化。
2. 耐溫試驗(yàn)試片的加熱升溫速度和降溫速度,都大于涂層在煙囪內(nèi)(鋼制煙囪帶有外保溫)工作的溫度沖擊速度,涂層在抗熱沖擊的性能上表現(xiàn)優(yōu)越。
3. 涂層使用溫度不能超過300℃,即使短時(shí)間(1小時(shí))300度的煙氣沒有直接造成涂層開裂,涂層的使用年限也會(huì)受到很大的影響。
4. 總之,以酚醛環(huán)氧乙烯基酯玻璃鱗片為核心的VEGF復(fù)合涂層防腐蝕體系,在200℃以下溫度長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性是沒有問題。適合使用在不設(shè)置GGH的脫硫煙囪內(nèi),既耐腐蝕、耐磨損、局部易修復(fù)。
4.4 VEGF材料的耐腐蝕
VGEF類玻璃鱗片復(fù)合材料在國(guó)內(nèi)外的FGD(包括前入口處煙氣中)運(yùn)行多年,均有大量的成功應(yīng)用案例,所以VEGF耐腐蝕性是完全滿足煙囪中的使用要求,同時(shí)我們也把VEGF試片浸泡在10%的稀硫酸和20%的NaOH溶液中,放置25天后,試片顏色沒有改變,表面光滑,且無粘性物質(zhì)附著,說明VEGF材料完全能夠滿足煙囪中腐蝕條件,包括在沒有GGH裝置中的煙囪的防腐蝕。
5、VEGF材料的耐腐蝕襯里的經(jīng)濟(jì)性
如前文所述,如采用VEGF鱗片復(fù)合材料,在FGD裝置中可以省卻GGH裝置,這個(gè)FGD建設(shè)費(fèi)用可節(jié)省4200萬元/2臺(tái)GGH(其中2 臺(tái)GGH的設(shè)備村身費(fèi)用達(dá)3600萬,其它安裝等費(fèi)用達(dá)600萬);同時(shí),以約4000平米的煙囪為計(jì)算單位,VEGF鱗片襯里的防腐蝕費(fèi)用為約400萬,每臺(tái)煙囪的襯鈦合金成本約為1200萬防腐蝕增加費(fèi)用,襯鎳基合金板的費(fèi)用約為1000萬;雖然采用VEGF材料在15年左右會(huì)進(jìn)行維修和防護(hù),但也可根據(jù)情況進(jìn)行局部或者是全部的防腐蝕處理,所以采用VEGF材料作為防腐蝕襯里具有相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)性競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),尤其在老電廠的煙囪的防腐蝕改造,尤其具有更大的競(jìng)爭(zhēng)性。
6、VEGF涂層的應(yīng)用案例
目前國(guó)內(nèi)采用鱗片復(fù)合材料在鋼煙囪內(nèi)襯的應(yīng)用案例基本沒有,但是國(guó)外尤其是日本已成熟地應(yīng)用鱗片復(fù)合材料內(nèi)襯于煙囪中,如日本富士樹脂工業(yè)株式會(huì)社等,泰國(guó)石化集團(tuán)1994的電廠脫硫煙囪,90年代在臺(tái)灣的幾個(gè)大型化纖項(xiàng)目(臺(tái)塑集團(tuán)、南亞集團(tuán))的電廠中的煙囪防腐蝕等得到使用。目前在國(guó)內(nèi)一些非煙囪(如FGD煙道)中的防防腐蝕已正常使用10年了,沒有任何大修。
7、結(jié)論
綜上所述,VEGF復(fù)合材料完全可以勝任電廠中的煙囪防腐蝕應(yīng)用需要,不論FGD總體裝置中是否設(shè)置有GGH,VEGF材料在煙囪的防腐蝕應(yīng)用均具有明顯的綜合經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)可行性,尤其是對(duì)于舊電廠中的煙囪的改造有較大的實(shí)際指導(dǎo)意義。
The anti-corrosion application feasibility study of VEGF compounds in chimney or stack in power plant
Wang Tiantang Huang Zhiqiang Ji Wenhao LuShiping
(Shanghai Fuchen Chemicals Co.,LTD Shanghai 200233)
Abstract: in this paper, some technical tips concerning vinyl ester glass flake compounds(VEGF) is discussed, and on the basis of the anti-corrosion condition of chimney or stack inChina, we have in detail discussed the application feasibility VEGF, and meanwhile we have tested some related properties of VEGF in lab to confirm the technical feasibility.
Keywords: VEGF glass flake anti-corrosion chimney application feasibility
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