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      玻璃鋼煙囪防腐

      添加時間:2019-6-12  錄入:本站  來源:原創

       環保節能煙囪的技術特征 提出了一種新型煙囪技術,即利用旋渦流動的空氣動力學特點,妥善地解決了濕法脫硫后煙囪內壁的腐蝕問題。同時,新型煙囪還具有更好的節能、環保效果。系統地論述了新型煙囪技術的基本內涵、主要技術優勢、設計要點與運行原理,從空氣動力學原理和工程實踐兩方面說明新型煙囪技術的合理性與實踐可行性!

      煙囪的作用

      編輯
      煙囪的主要作用是拔火拔煙,排走煙氣,改善燃燒條件。高層建筑內部一般設置數量不等的樓梯間、排風道、送風道、排煙道、電梯井及管道井等豎向井道,當室內溫度高于室外溫度時,室內熱空氣因密度小,便沿著這些垂直通道自然上升,透過門窗縫隙及各種孔洞從高層部分滲出,室外冷空氣因密度大,由低層滲入補充,這就形成煙囪效應。煙囪效應是室內外溫差形成的熱壓及室外風壓共同作用的結果,通常以前者為主,而熱壓值與室內外溫差產生的空氣密度差及進排風口的高度差成正比。這說明,室內溫度越是高于室外溫度,建筑物越高,煙囪效應也越明顯,同時也說明,民用建筑的煙囪效應一般只是發生在冬季。就一棟建筑物而言,理論上視建筑物的一半高度位置為中和面,認為中和面以下房間從室外滲入空氣,中和面以上房間從室內滲出空氣。
      在煙囪效應的作用下,室內有組織的自然通風、排煙排氣得以實現,但其負面影響也是多方面的:首先,風沙通過低層部分各種孔洞、縫隙吹入室內,消耗熱量并污染室內;其次,風通過電梯井由底層廳門人口被抽到頂層的過程中,導致梯門不能正常關閉;第三,當發生火災時,隨著室內空氣溫度的急劇升高,體積迅速增大,煙囪效應更加明顯,此時,各種豎井成為拔火拔煙的垂直通道,是火災垂直蔓延的主要途徑,從而助長火勢擴大災情。有資料顯示,煙氣在豎向管井內的垂直擴散速度為3-4m/s,意味著高度為100m的高層建筑,煙火由底層直接竄至頂層只需30s左右。如果燃燒條件具備,整個大樓頃刻問便可能形成一片火海。為有效減弱煙囪效應產生的負面影響,可采取以下一些措施。
      1.在冬季,空氣主要是通過各種外門從底層流入室內,最直接的方法是將建筑通向外界的所有門,盡可能地設置成兩道門、旋轉門、加裝門斗或在外門內側設置空氣幕等,這對于大廳門尤為必要,對于那些次要通道連同地下停車場的外門口等,在冬季也要裝門,至少應增掛厚門簾。在冬季,電梯井頂部的通風孔應適當向小調整或關閉。
      2.對于已采暖的建筑物,盡量不使低層部分的室內溫度高于高層部分。
      3.當火災發生時,不僅在任何季節通過各類豎井產生煙囪效應,而且還可能在小范圍內通過穿越樓板的空調管道,甚至是一些不引人注意的孔隙產生煙囪效應。對此,《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045-1995)有以下明確規定。
      (1)當圍護結構采用幕墻形式時,“與每層樓板、隔墻處的縫隙,應采用不燃燒材料嚴密填實”。
      (2)“建筑高度不超過100m的高層建筑,其電纜井、管道井應每隔2~3層在樓板處用相當于樓板耐火極限不燃燒體作防火分隔;建筑高度超過100m的高層建筑,應在每層樓板處用相當于樓板耐火極限的不燃燒體作防火分隔”。因施工缺陷、橋架和管道根部形成的各種孔隙,必須用不燃燒材料填塞密實。
      (3)“樓梯間和前室的門均為乙級防火門”,并“應具有自行關閉的功能”;各種豎向管井“井壁上的檢查門應采用丙級防火門”;“電纜井、管道井與房間、走道等相連通的孔洞,其空隙應采用不燃燒材料填塞密實”;“垂直風管與每層水平風管交接處的水平管段上應設防火閥”;“廚房、浴室、廁所等的垂直排風管道,應采取防止回流的措施或在支管上設置防火閥”,以確;馂臅r與走道及房間的分隔,防止各樓層之間通過豎井交叉蔓延。
      (4)大煙囪煙囪的作用在于使其根部產生足夠吸力,克服焦爐加熱系統阻力(包括分煙道阻力)和下降氣流段熱浮力,從而使爐內廢氣排出,空氣吸入。爐內上升氣流熱浮力則有助于氣體流動和廢氣排出。煙囪根部吸力靠煙囪內熱廢氣的浮力產生,其值由煙囪高度和熱廢氣與大氣的密度差決定。煙囪的工藝設計主要是根據加熱系統的阻力和浮力值確定根部需要的吸力值,并據此計算煙囪高度和直徑。

      脫硫方法

      在碳鋼基層上使用:
      ①先將表面除油去污,之后再進行除銹,除銹等級應滿足不低于Sa2.0或St3標準。在銹面清理干潔后,用VEGF樹脂打底,待干后施工。
      ②用手工泥刀刮鏝成1-2mm(每道)厚的VEGF膠泥層,數小時后即硬化,再按設計要求施工至規定厚度。一般在每涂1mm厚度時進行檢測,以確認涂層是否有針孔及其它瑕疵。
      ③在彎角或形狀突變處適當增加厚度,或同FRP復合使用。
      ④用VEGF樹脂罩面一至二道。
      ⑤VEGF鱗片膠泥涂層質量控制。VEGF鱗片膠泥涂層的質量好壞直接影響其耐腐蝕性能和使用壽命,因此應對VEGF鱗片膠泥涂層的質量加以嚴格控制。一般情況下,涂層的最終檢測項目主要有:外觀缺陷、硬度、針孔測試、厚度測試、錘擊檢查等。
      表2.3.5.2 膠泥用量表
      品 種 規 格用 量 (KG/M2)
      底涂(每道)膠泥層 (1mm厚)面涂(每道)
      金屬面VEGF-1-M0.20~0.251.4~1.60.25
      VEGF-2-M0.15~0.201.3~1.50.20
      3)防腐涂料層、耐酸澆筑料內襯構造
      鋼內筒由厚度為10~18mm的鋼板卷成弧形后焊接而成。鋼內筒外面沿高度每6m左右間隔設置一個鋼性環(T型鋼或加勁角鋼)。在檢修平臺和吊裝平臺標高處設有鋼內筒穩定裝置,以保證鋼內筒的橫向整體穩定。鋼內筒采用耐硫酸*腐蝕鋼板,在鋼內筒結構設計計算時,預留2mm厚度的腐蝕富裕度。
      鋼內筒內表面澆筑一層厚度為60mm的耐腐蝕混凝土防腐層;炷练栏瘜拥哪z結料為鉀硅砂漿,混凝土防腐層內配有鋼筋網,并與鋼內筒有錨筋聯結。鋼內筒簡圖如下。
      4)工程應用
      國內北侖港電廠#1、#2 (600MW)機組(未脫硫)采用耐酸耐熱料、韓城第二發電廠新建600MW機組(脫硫)采用鉀水玻璃耐酸砂漿層內貼陶瓷耐酸板。這種耐腐做法的煙囪,日本國在有塔架及無塔架式鋼煙囪上應用較多。
      根據國家“十一五”規劃綱要的要求,到2010全國主要污染物排放量要比“十五”期末減少10%,相應需要削減SO2排放總量10%以上。為了達到此目標,我國的燃煤機組都要配套安裝煙氣脫硫設施。在我國燃煤機組脫硫基本上都采用石灰石,石膏脫硫技術,由于該技術它的載體就是水和石灰石,脫硫煙氣溫度降低45攝氏度左右,并含有大量的水蒸氣和SO2,在煙道和煙囪內部形成凝結水,凝結冰的主要成份就是H2SO4、HC1和其他腐蝕氣體液體,對煙囪和煙道形成腐蝕,因此燃煤機組在脫硫后煙囪和煙囪防腐是重中之重需解決的問題。
      腐蝕是FGD系統中一個嚴重的問題,更是煙道和煙囪面臨的必須解決的難題,就世界和中國對煙囪和和煙道的防腐,主要采用以下類型的四種防腐材料.
      (1)煙囪防腐材料—玻璃鋼;(FRP)
      ①由于玻璃鋼化學腐蝕而且造價比高鎳合金低,所以許多濕法脫離系統裝置使用玻璃鋼已取得了很好的效果,根據國外資料介紹,玻璃鋼已在濕法脫硫系統以下方面獲得了成功的應用:吸收塔塔體,石灰溶解槽,集液器,除霧器,漿液輸送管道,煙道,煙囪.
      ②由于玻璃鋼內表光滑,不易積垢,耐磨耐酸.所以在流速很高及顆粒物濃度較高的區域通常都有比較好的效果.
      玻璃鋼系列的防腐材料在國內市場上比較常見的有: 環氧樹脂, 改性的有OM特種防腐涂料.
      (2)煙囪防腐材料—橡膠
      在國內市場上比較常見的有硅橡膠,聚脲.但該產品不耐高溫,防水防酸性能極好,不利于燃煤機組長時間直排
      (3)煙囪防腐材料—玻璃磷片
      由于玻璃鱗片的主要填充材料是SiO2,其耐溫性,耐酸性極好,在市場上比較常見的有:泡沫玻璃磚和玻璃鱗片
      (4)煙囪防腐材料—耐酸膠泥
      ①用途
      用于濕法脫硫耐酸磚內筒煙囪內襯防腐。涂層耐溫性及耐酸性能好、附著力強、使用壽命長(20年以上),可以承受高低溫煙氣的長期沖刷和急熱急冷工況下的長期作用,是濕法FGD后排放凈煙氣的煙囪內襯防腐的專用涂料材料。

      特性

      KY2耐酸膠泥涂料是以優質高硅粉、分散劑、固定劑以及細粒料等為原料,按一定比例科學配制而成,它具有以下優良特性:優良的耐化學介質,耐高溫濕態腐蝕性氣體性能;極低的水蒸氣滲透率、硬化收縮率低、線膨脹系數低;能承受高低溫煙氣的長期沖刷和急熱急冷之工況;極佳的耐磨性;良好的粘接性;常溫硬化,成型施工簡單、修補容易。
      1  備選方案
      1. 1  玻璃鱗片膠泥襯里
      采用乙烯基酯樹脂底涂料、膠泥面涂料(進口材料,厚4 mm) 。
      施工工藝為:除去混凝土表面原有疏松的防腐層和硫化產物;乙烯基酯樹脂底涂打底1~2 道;刮涂乙烯基酯樹脂膠泥層2 道;乙烯基酯樹脂面涂1~2 道;養護固化。
      1. 2  進口磚板襯里防腐
      采用德國或加拿大進口系列的底涂料、膠泥、磚板(磚板厚38 mm) 。
      施工工藝為:去除混凝土表面原有的疏松防腐
      層和硫化產物;均勻涂刷一遍底涂料;按規定的配合比進行膠泥配制;磚板襯砌。在平面上砌筑磚板時,磚板排列一般為橫向連續縫,縱向錯縫。磚板砌筑時,每鋪砌一塊,應在待鋪的另一行用磚板頂住以防止滑動,待膠泥稍干后,進行下一行的鋪砌。在底部襯砌完成,膠泥初凝結后,可開始襯砌立面。襯砌立面時,應由下向上進行,襯砌上層磚板時會對下層磚板產生壓力,使下層砌好但膠泥未固化的磚板層錯位或移動。因此,立面襯砌時不能連續襯砌多層,一般在連續襯砌2~3 層后稍停片刻,待下層膠泥初凝后再繼續襯砌;養護固化。
      1. 3  整體面層防腐
      采用底涂液、耐高溫防腐專用材料、面涂液(防腐層厚度3 mm) 。施工工藝為:鏟除混凝土表面原有的疏松防腐層,對有硫化物滲入混凝土的地方進行噴燈烘烤,使其結晶析出,然后用清水清洗,使混凝土基面達到清潔;在經表面處理的基層上均勻噴涂封底料;待封底料固化后,用修補料修補基層的凹陷不平處;對修補處均勻噴涂一遍封底料,固化后進行整體面層的施工;要求表面平整、潔凈,達到設計的防腐層厚度;在整體防腐面層上再噴涂面涂2 道。
      2  煙囪防腐體系比較
      2. 1  防腐體系性能
      3 種煙囪防腐體系性能比較見表1。
      表1  煙囪防腐體系比較

      方案1

      由表1 可以看出,方案1 采用乙烯基酯樹脂玻璃鱗片膠泥襯里,有較好的防腐性能,但適應溫度比較低,使用壽命較短;由于采用進口乙烯基酯樹脂玻璃鱗片膠泥,使得防腐工程投資偏高,施工周期較長。

      方案2

      為耐腐蝕磚板襯里,具有良好的防腐性能,在國外電廠煙囪防腐中有著優良的業績,使用壽命較長。但是,由于采用進口磚板和膠泥等材料,使得防腐工程投資高,施工周期長。另外,此方案采用38 mm 厚的防腐磚,荷載較大,需要采用圈梁支撐,對于老煙囪的改造難以實現。同時,由于防腐層較厚,煙囪出口內徑縮小較多,增加煙氣流動阻力,使得煙囪正壓運行區域增加。

      方案3

      采用系列專用防腐材料,可以同時滿足耐溫和防腐要求,用它來做防腐整體面層,其整體性好,強度高,使用壽命長,在國內石油化工行業高溫腐蝕環境中有著廣泛的應用。同時,由于是3 mm 厚的噴涂,適合于老煙囪的防腐改造。施工中可采用自上而下的程序,在煙囪頂部設轆轤、卷揚機、外部設升降平臺羅茨風機即可進行施工,簡便可行。

      方案4

      涂刷煙囪防腐涂料ZS ,煙囪防腐涂料成膜物質:制成以無機聚合物為主的互穿網絡聚合物作為成膜物質。志盛威華煙囪防腐涂料主要成分采用納米微粉、陶瓷微珠、碳化硅、氮化硼、細晶氧化鋁、超細氧化鋅、氧化鈦等,制成金屬陶瓷功能填料提高涂層的耐磨,防蝕性能。使用無機纖維,增強涂層的抗沖擊性。配以適當的顏料、溶劑、助劑和加入耐磨增強劑。長效防腐:極好的耐蝕性,抗煙氣中H2S等介質腐蝕。超強的附著力:涂層與基體結合力極強,志盛涂料組合物中含有的金屬氧化物納米材料和稀土氧化物超微粉體,幫助涂層形成一個致密的界面過渡層,使其綜合熱力學性質與基體相匹配。耐高溫:本產品的基料和填料均有耐高溫的無機物組成,耐熱600℃.耐磨:多種組分組成的陶瓷功能填料,相互協同賦予了涂層優異的耐磨、防腐性能。涂料使用壽命長 :涂層使用壽命長,煙囪防腐耐久性好,損壞的涂層可以方便地進行修補。在制備、涂裝和形成涂層過程中對環境無污染
      煙氣經過脫硫后,雖然煙氣中的二氧化硫的含量大大減少,但是,洗滌的方法對除去煙氣中少量的三氧化硫效果并不好。由于經濕法脫硫,煙氣濕度增加、溫度降低,煙氣極易在煙囪的內壁結露,煙氣中殘余的三氧化硫溶解后,形成腐蝕性很強的稀硫酸液。脫硫煙囪內的煙氣有以下特點:
      1)煙氣濕度大,處于飽和狀態的濕煙氣含有的腐蝕性介質在煙氣壓力和濕度的雙重作用下,煙囪內側結構致密度差的材料內部很易遭到腐蝕,影響結構耐久性。
      2)低濃度稀硫酸液比高濃度的酸液腐蝕性更強。
      3)酸液的溫度在 40 ℃ -80 ℃ 時,對結構材料的腐蝕性特別強。以鋼材為例, 40 ℃ -80 ℃ 時的腐蝕速度比在其它溫度時高出約 3-8 倍。
      在煙囪防腐的施工中我們要注意的有以下幾點情況:
      1、施工場地要干凈整潔,有通風措施,有害氣體的含量不能超過規定要求。對除煙囪防腐中使用到的油漆意外的易燃品嚴禁存放于施工現場。就是說注意一些環境安全,把現場清理干凈。
      2、場地禁止吸煙,10米范圍內不允許進行焊接或者明火作業,施工中要采用防爆照明設備。施工操作人員應配帶必要的防護用品,在容器內施工,應輪流作業,并采取良好的通風設施。要有防滑措施,作業人員應系好安全帶。
      3、使用高壓無空氣噴槍時,應將噴槍接地,以避免靜電火花釀成火災、爆炸事故。若是使用無空氣噴涂設備在極高壓力下作業,切勿將噴槍噴孔對著人體與手掌,以免釀成人身傷害。
      4、煙囪防腐施工完畢,在清洗工具及容器內的廢溶劑時,不得隨意傾倒,宜妥善處理。一放出現意外的事情,要放在規定的地方
       

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