1 概述

　　煙氣對煙囪的液態(tài)腐蝕是煙囪遭腐蝕的主要原因。國內電廠普遍采用石灰石洗滌法（俗稱濕法）脫硫，采用該脫硫工藝的電廠普遍存在煙囪受腐蝕的情況。本文首先探討煙囪的腐蝕機理，進而介紹一種性價比高，耐腐蝕性能優(yōu)良的新型煙囪——玻璃鋼煙囪。

2 電廠煙囪腐蝕的機理

　　2.1 煙囪的運行工況

　　目前，我國電廠煙囪主要有以下三種運行工況：

　　1）排放未經脫硫的煙氣。進入煙囪的煙氣溫度在120℃～130℃左右，煙囪內壁處于干燥狀態(tài)，煙氣對煙囪內壁材料僅產生相當輕微的氣態(tài)腐蝕。目前，隨著國家環(huán)保新政的出臺，該種運行工況已基本不允許。我們稱此這種工況的煙氣為“干煙氣”，排放“干煙氣”的煙囪為“干煙囪”。

　　2）排放經濕法脫硫處理的煙氣，煙氣經GGH系統(tǒng)加熱。進入煙囪的煙氣溫度在70℃～80℃左右，煙囪內壁有輕微結露。根據(jù)排放煙氣成分、機組的負荷情況、脫硫系統(tǒng)GGH性能等條件的不同，結露狀況將有所變化。我們稱此這種工況的煙氣為“半濕煙氣”，排放“半濕煙氣”的煙囪為“半濕煙囪”。

　　3）排放經濕法脫硫處理的煙氣，無GGH系統(tǒng)。進入煙囪的煙氣溫度在45℃左右，煙囪內壁有嚴重結露，沿筒壁有結露液流淌。我們稱此這種工況的煙氣為“濕煙氣”，排放“濕煙氣”的煙囪為“濕煙囪”。

　　2.2 煙囪遭受腐蝕的煙氣條件

　　煙氣對煙囪的腐蝕可分為氣態(tài)介質腐蝕和液態(tài)介質腐蝕兩種情況，我們需特別重視的是液態(tài)介質腐蝕。煙囪產生液態(tài)介質腐蝕的必要條件是：含有腐蝕性介質的煙氣；具備煙氣結露條件。

　　上述第一種工況的干煙氣對煙囪的腐蝕以氣態(tài)腐蝕為主，僅早期的單筒鋼筋混凝土煙囪存在一定的液態(tài)介質腐蝕情況。早期電廠常采用單筒鋼筋混凝土煙囪這種最簡單的煙囪型式。由于單筒煙囪混凝土內壁處的溫度T2一般低于露點溫度，在正壓的作用下，有部分煙氣通過磚內襯的縫隙到達混凝土內壁處結露，對煙囪產生腐蝕。當采用套筒式煙囪后，已能有效防止干煙氣對煙囪的腐蝕。而排放半濕煙氣和濕煙氣的煙囪則具有產生液態(tài)介質腐蝕的可能。

　　2.3 濕法脫硫工藝對煙氣的影響

　　在燃煤電廠中煙氣中的SOx、NOX是主要的空氣污染物，濕法脫硫后，煙氣中90%以上的SO2被有效除去，但是該脫硫工藝對煙氣中SO3脫除效率并不高（僅20%左右）。相關研究表明，經濕法脫硫的煙氣中含有SO2，SO3，HCl和H2O等成分。煙氣的溫度和露點是最重要的結露條件。脫硫后的煙氣溫度一般為45～50℃，該煙氣或直接從煙囪排放，或通過GGH裝置加熱到80℃左右，再經煙囪排放。脫硫后煙氣的露點與其H2SO4和水的含量有關，其中H2SO4對煙氣的露點影響很大。在一般情況下脫硫效率90%時酸性煙氣的露點為83.5～94.2℃，脫硫效率95%時酸性煙氣的露點約為76.5～87.4℃。

　　從以上數(shù)據(jù)可以看出，對上述“濕煙囪”運行工況，煙氣溫度遠低于其露點溫度，因此濕煙氣在煙囪內壁凝結成大量含硫酸的冷凝水順著內壁向下流動，形成動態(tài)腐蝕。這種不斷流動的酸液將煙囪內筒表面腐蝕后形成的鹽類不斷沖走，不會在表面形成屏蔽隔離作用的保護層，因此腐蝕速度不會隨時間變化而減緩，這種動態(tài)腐蝕造成的危害比同條件下處于靜態(tài)的酸液要大得多。煙囪的環(huán)境特點也決定了煙氣結露酸液的強腐蝕性。首先，對煙囪而言，低濃度稀硫酸液比高濃度的酸液腐蝕性更強，其次，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。所以該工況下煙囪內壁腐蝕環(huán)境非常惡劣。

　　對于“半濕煙囪”運行工況，煙氣溫度比露點略低或接近，此時結露較輕，但實驗觀察到煙囪壁上仍有明顯的水膜存在。該水膜在不斷的蒸發(fā)與吸收中，煙氣中的酸成分逐漸累積，造成水膜內酸濃度的升高，因此雖然此時煙氣溫度較高，但由于酸濃度的增加同樣對煙囪內壁造成腐蝕。

3 電廠煙囪內筒型式的選擇

　　對于濕法脫硫且無GGH裝置的電廠工程，應特別重視煙囪內筒防腐問題。內筒型式的選擇，必須充分考慮內筒的耐腐蝕性能、使用壽命、檢修便利等技術指標，也要考慮造價等經濟指標。濕煙囪內筒材料其材質必須具有以下必要性能：良好的耐化學腐蝕性；必要的耐熱性及機械性能。

　　目前國內經常采用的內筒方案有：1）鋼內筒內側襯Henkel防腐玻璃磚；2）鋼內筒內側襯防腐玻化磚；3）復合鈦板。上述方案均存在不足之處：方案1）效果較好，但是施工難度大，施工質量控制要求很高，且材料主要靠進口，施工周期也較長；方案2）用國產材料代替了進口材料，但從已實施的工程來看，效果并不是很好；方案3）造價高昂，同時內筒體系也存在焊接接頭、膨脹節(jié)等薄弱部位，成為腐蝕發(fā)生的源頭。基于此，本文重點介紹整體玻璃鋼內筒新型煙囪內筒方案。

4 玻璃鋼煙囪內筒

　　4.1 玻璃鋼內筒的特點

　　玻璃鋼（FRP）由有機的耐高溫樹脂和纖維組成，具有很好的耐腐蝕性。根據(jù)《工業(yè)建筑防腐蝕設計規(guī)范》所列材料防腐蝕性能表，樹脂類材料具有較好的耐多種化學介質腐蝕能力。從機械性能看，玻璃鋼是各向異性的材料，其環(huán)向彈性模量6，900～22，000MPa，軸向彈性強度設計值約6.9MPa。

　　煙氣溫度對玻璃鋼造價和性能有很大影響，耐高溫要求越高，材料成本將會快速上漲。且隨著溫度的升高，玻璃鋼的耐腐蝕性能及使用壽命將會降低。本工程脫硫不設旁路且不上GGH，進入煙囪的煙氣溫度在45℃左右，屬低溫煙囪，采用玻璃鋼（FRP）作為煙囪內筒材料非常適合。

　　整體玻璃鋼（FRP）煙囪在脫硫煙囪方面應用是一個發(fā)展方向。玻璃鋼復合材料具有耐化學腐蝕性強、使用壽命長、輕質、熱率導低、強度高、可承受高的熱應力等優(yōu)點，已成為燃煤電廠煙氣脫硫排煙冷卻塔煙道、噴淋管、除霧器、漿液管道等設備的最佳選材。

　　4.2 國內電廠煙囪采用玻璃鋼內筒的可行性

　　電廠的脫硫濕煙囪采用玻璃鋼內筒在國外已有較多實例，但國內由于脫硫項目起步較晚，還沒有電廠玻璃鋼高煙囪（高度超過200m）投運的實例，也沒有玻璃鋼煙囪相關的技術標準，據(jù)了解，國內有幾個小型電廠采用了玻璃鋼煙囪方案，而在煙塔合一的電廠工程中，玻璃鋼用作排煙道的實例已有好幾個。擴展到化工、鋼鐵等其他領域，玻璃鋼（FRP）應用于洗滌塔、煙道、煙囪的時間已超過40年。玻璃鋼整體煙囪用做火電廠濕法脫硫后的套筒濕煙囪內筒在技術上是可行性的。