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1、烟囱防腐工作经验交流北京能源投资（集团）有限公司臧电宗2019年7月,各位来宾、各位专家、各位代表：早上好！,感谢主办方中国电力企业联合会搭建的这个平台，使我们广大发电企业的技术管理人员能够有机会进行烟囱防腐工作的技术交流和研讨。我代表京能集团把烟囱防腐工作中的几点体会与各位代表进行交流。,交流提纲,重视行业交流，获取有价值的信息重视调研工作取得第一手资料在方案选择过程中几个焦点问题的分析和解决施工安全质量管理要点结束语,防腐工作开展的背景,根据中电联资料可知：至2019年底，全国已投运烟气脱硫机组超过5.6亿千瓦，约占全国燃煤发电机组容量的86%，石灰石石膏(湿法)脱硫工艺占烟气脱硫机组的9
2、2%。大家知道，随着近年来火电机组装机容量的快速发展，湿法脱硫未安装GGH的机组日益增加，烟囱腐蚀问题日益突出。2019年初，北京能源投资（集团）有限公司（以下简称“京能集团”）控股的一家发电公司（机组为湿法脱硫未装GGH）在运行一段时间后烟囱防腐层失效，烟囱腐蚀严重，酸液外渗，需进行防腐工程改造。两家在建的发电公司则处于烟囱防腐方案选择时期。为做好烟囱防腐工作京能集团成立了烟囱防腐工程小组，集团安全与科技环保部梅东升主任担任组长，小组由集团本部及四家发电公司成员组成，小组成员20人，成员专业背景丰富，包括锅炉、热工、脱硫、化学、土建等专业人员。小组的成立便于整合集团各发电公司的思路和信息进行
3、防腐工作管理，小组成员综合实力强，便于在面对复杂问题时能够进行专业分析判断。小组成立后，进行了一系列咨询、调研、技术交流、试验等工作，现把一年多来的工作做一个总结。,1. 重视行业交流，获取有价值的信息,在开展防腐工作初期，面对大量的信息，防腐方案众多，有成功的案例有失败的案例，各类方案价格差异较大，方案选择风险很大，为获取有价值的信息，京能集团安全与科技环保部在漳山发电公司组织召开了烟囱防腐技术交流会议。参加会议的有集团本部、集团所属十家燃煤发电公司、六位业内知名专家、多家防腐公司的代表。通过此次会议，我们对国内烟囱防腐现状有了一个较为清晰的认识，结合我们要选择方案的四个发电公司烟囱结构、工
4、况，拟订了下一步调研工作方向。我们集团在此前做的一些前期工作以及专家建议是我们拟订调研方向的重要依据。,2. 重视调研工作取得第一手资料,为对防腐方案有个具体的了解，我们组织进行了大量调研工作。到河北省冀州市玻璃钢制品公司、河北省三河热电厂、常熟一家发电公司对玻璃钢防腐方案进行调研；到大连顾德公司对、GD-APC防腐方案进行调研;到江苏常熟发电有限公司对聚四氟乙烯防腐方案进行调研；到华电山西武乡发电公司进行钛板方案调研；到大唐南京发电公司进行宾高德防腐方案调研。在每次调研过程中我们对被调研的方案进行充分讨论分析，调研结束后及时编写调研报告。及时编写调研报告很重要，在调研时经过观察咨询获取了一些
5、信息，在与团队成员讨论过程中形成了一些观点，如不及时记录下来，过一段时间只能留下一个观点，而支撑这些观点的论据则变得模糊，因此及时总结对以后利用调研结果进行方案抉择至关重要。应该说调研过程是方案选择的重要酝酿阶段，在调研中我们对此前获取的一些信息进行了修正和丰富，为科学选择方案奠定了基础。,3. 在方案选择过程中几个焦点问题的分析和认知3.1 一种组合玻璃钢方案的可靠性分析,我们遇到的一个难题是如何鉴别一种组合玻璃钢方案（见图1）在工程中应用的安全可靠性，防腐公司对此种方案有充分的解释，经过我们分析提出如下疑问：玻璃钢组装方案竖向波纹膨胀量吸收方式的可靠性，尚未在现场应用中得到检验。玻璃钢波纹
6、吸收竖向膨胀量差异的设计在生产实践中未得到证实，参观三河热电厂的整体玻璃钢烟道时，发现玻璃钢烟道上未使用此种波纹吸收膨胀的结构，而是采用安装膨胀节的方式。相关调研结束后，经查阅有关资料获悉，在玻璃钢片波纹处经过几次热胀冷缩后，有可能在此处断裂；玻璃钢片组装方案环向膨胀量的吸收方式的可靠性尚未在实践中验证，并且存在着隐患。每片玻璃钢片用4条螺栓固定，上下相邻的片间用螺栓连接，用玻璃钢材料现场手工糊制，每条螺栓紧固后用玻璃钢材料密封。在玻璃钢片受热膨胀时，向外或向内变形伸长时，在螺栓处玻璃钢片孔与螺栓有相对移动趋势，而螺栓处玻璃钢片与螺栓密封胶结后会阻止相对移动，,3.1 一种组合玻璃钢方案的可靠
7、性分析,造成密封的破坏；烟囱内烟气紊流引起玻璃钢片振动，玻璃钢片的振动会造成相邻片之间螺栓连接处的松动，甚至会引起螺栓的松动，连接处的松动以及膨胀时的移动会引起玻璃钢片孔处的磨损破坏，进而玻璃钢片振动加剧，造成玻璃钢片的脱落。京能集团一家燃气公司的余热锅炉内壁采用的是一种类似结构，由不锈钢板拼接的结构内护板结构，不同之处，每片之间未做密封，不锈钢板下是保温层，在安装过程中因少数螺栓与不锈钢板之间的定位垫未安装，在不锈钢板振动加大时，造成此处的螺栓孔开裂、螺栓切断，不锈钢板脱落，该公司为此停机一次进行检修。余热锅炉定位螺栓螺母采用点焊的方式，防止螺栓松动。烟囱内的烟气温度远远低于余热锅炉内的烟气
8、温度，但烟气流速高于余热锅炉烟气流速，因此玻璃钢片拼接方案的整体抗振动性存在很大的隐患。如果运行中，其中一片玻璃钢片脱落，相邻的玻璃钢片会振动加剧，引发连锁反映，玻璃钢片会纷纷脱落。,3.1 一种组合玻璃钢方案的可靠性分析,图1 玻璃钢组合方案图1 玻璃钢组合方案,3.2 GD-APC方案中膨胀系数差异的分析,在分析判断GD-APC方案的安全可靠过程中，我们进行了大量的调研、送样试验、集团内部试验室试验，在过程中存在的一个重大疑虑是膨胀系数问题。大连顾德公司最初提供的线膨胀系数是1.110-5，为平均线膨胀系数，是由国家玻璃钢质量监督检验中心采用GB/T2572-2019玻璃钢平均线膨胀系数试
9、验方法标准（提供10mm厚样板）测试的，而我们把试样送到上海玻璃钢监测中心进行检测两处检测结果差异很大。按照最初的理解，防腐层与烟囱钢内筒膨胀系数相近，两者膨胀量差异较小，不会产生内应力，是较理想的防腐工艺。在发现膨胀系数差异问题后我们对此种工艺产生了疑虑，为此，我们专程到大连理工大学对此问题进行了探讨。在大连理工大学力学试验室我们观察到了用试样做的拉伸和弯曲试验，对200mm长的试样(4mm厚钢板、4mm厚GD-APC防腐层)进行拉伸和弯曲破坏试验，钢板拉伸变形20mm时防腐层与钢板脱开，即防腐层断裂伸长率达到10%。试样在弯曲30度时防腐层断裂（图1），,3.2 GD-APC方案中膨胀系数
10、差异的分析,但断裂处两侧防腐层与钢板结合良好。试验表明：防腐层与钢板粘结力强，抗拉伸、抗弯曲破坏能力强。因膨胀系数远远小于防腐层断裂伸长率，膨胀系数与防腐层断裂伸长率不是一个数量级，即使防腐层与钢板膨胀系数差异大，在发生膨胀变形时也不会与钢板脱离，从力学上讲，此种防腐工艺可以满足烟囱内部使用。此后在大连理工大学进行线膨胀系数测试，GD-APC材料的线性膨胀系数在1.1-2.510-5之间。后经过咨询相关力学专家，得知，在防腐层与钢板的粘结强度超过定值时，两种材料的膨胀差异引起的内应力不会造成剥离破坏。,3.2 GD-APC方案中膨胀系数差异的分析,图2 超厚GD-APC破坏性试验拉伸、弯曲试验
11、,3.3 宾高德玻璃砖方案施工质量稳定性的分析,因我们集团一家发电公司最初选用粘贴泡沫玻璃砖防腐工艺，在投产一段时间后，出现泡沫玻璃砖大量脱落、钢内筒腐蚀现象，另一家发电公司烟囱防腐材料为轻质耐酸玻化砖、耐酸胶泥砌筑，在运行一段时间后烟囱酸液外渗，防腐层失效。由于贴砖防腐方案粘贴工作量大，烟囱内施工为高空作业，难以全过程进行质量监督，施工质量控制难度大，因此，我们最初对贴砖防腐方案存在很大的疑虑。后经过多方咨询了解，并到大唐南京电厂进行调研，得知玻璃砖保护胶粘剂，起防腐作用的是胶粘剂，施工顺序是胶粘剂先涂抹一圈，顺次贴砖一圈，可以保证玻璃砖后胶粘剂的饱满密实。我们集团一家公司原玻璃砖防腐方案失
12、效了，但未脱落玻璃砖后贴满胶的部位下钢板防腐效果很好。为解决全程质量稳定的问题，宾高德采用了全程监理旁站、视频监控的措施，施工质量控制措施可行。同时，通过我们防腐工程小组的对已使用宾高德玻璃砖防腐方案的电厂调研信息，宾高德防腐方案可以作为一种选择。,3.3 宾高德玻璃砖方案施工质量稳定性的分析,图3 大唐南京电厂宾高德施工现场,3.4 钛钢板方案的认知,钛是活性金属，能在常温下生成氧化膜而具有非常优良的耐蚀性能，在低浓度酸液和常温静态环境（烟气温度50左右，酸浓度10%）下使用最有利。目前国内多家电厂采用了钛钢复合板烟囱，经过调研得知使用效果良好。对于可能出现焊缝处、或局部腐蚀的隐患，应对措施
13、就是把烟囱作为设备定期检查维护，因为缺陷即使有，也是少量可控的。图4 京玉公司钛钢复合板烟囱,3.5 整体缠绕式玻璃钢方案的认知,整体缠绕式玻璃钢是一种理想的防腐方案，我们一直在关注着国内玻璃钢烟囱的设计安装现状。2019年12月份，我们到常熟一家电厂进行调研。该厂建有一台50MW机组，于2019年投产发电，烟囱内筒使用状况良好。烟囱高度为100米，外筒为钢筋砼结构，可容纳两只内筒。目前只安装一支内筒，留有扩建另一支内筒的位置。内筒为整体玻璃钢，采用悬挂结构，玻璃钢段之间设有膨胀节，玻璃钢烟囱直径2.7米。经了解，施工时玻璃钢内筒每段为12米，在生产车间制作完成后，运至现场组装，每段接口部位在
14、现场人工缠绕，吊装组合成100米高的整体内筒。发电厂要求玻璃钢的耐热温度为150，因烟囱不设置旁路，所以在实际运行过程中，烟气的温度在45-52之间。由于使用效果很好，该厂近期准备扩建，仍选用玻璃钢内筒。在此次调研结束后我们与国内玻璃钢生产厂家进行了交流沟通，并与专家探讨，得知，由于种种原因，目前国内还没有应用在大型机组上的整体缠绕式玻璃钢烟囱。我们关注着国内的玻璃钢烟囱的发展，,3.5 整体缠绕式玻璃钢方案的认知,如果把烟囱作为设备来看待，玻璃钢烟囱防火问题可以纳入到电厂安全管理中。在国家环境保护部关于火电企业脱硫设施旁路烟道挡板实施铅封的通知（环办201991号）颁布后，玻璃钢烟囱承受的烟
15、温可以适当降低，玻璃钢烟囱造价可以大幅度降低，在造价降低后，将会具有市场竞争优势。,3.5 整体缠绕式玻璃钢方案的认知,图5 常熟电厂整体缠绕式玻璃钢烟囱,4. 施工安全质量管理要点,工程施工管理关键是选择一只素质高施工经验丰富的队伍，如果无条件选择，至少要有几个素质高经验丰富的骨干。防腐公司施工队伍水平参差不齐，从责任上讲施工队伍的管理是防腐公司的事情，但是如果施工队伍人员素质不高，就不可能有高水准的防腐工程质量，如果他们缺乏安全常识，还有安全事故隐患。为此，在工程开工之初要特别注意观察施工队伍的整体水平，在施工中要观察施工队伍的特点。在对施工队伍进行完入厂安全培训后还要派专人对他们的安全、
16、质量管理进行监督，发现问题及时沟通解决。我们是电力行业工作者，大家知道大部分不安全事件都是有苗头的，比如，管理松懈，有的事情无人负责，急于抢工期忽视安全质量管理，到现场去观察一下就能发现问题，立即采取措施进行补救。,结束语,经过我们防腐工程小组的团结协作、慎重选择，两家发电公司选用了GD-APC防腐方案，一家基建期的发电公司选择了钛钢复合板方案。防腐工作事务工作繁杂、各类信息量大，但工作思路方法很清晰。概括起来是：重视与防腐行业进行交流，获取有价值的信息；重视调研工作，获得第一手资料；分析问题时发挥团队的整体力量，做到专业优势互补；选择方案是防腐工作中的关键，要有科学求实精神；判断施工队伍的整体实力发现问题及时解决，做好施工安全质量管理工作。以上是京能集团烟囱防腐工作的简要汇报，请各位来宾、专家、代表指正！,祝各位来宾、专家、代表劳有所获、心情愉快,谢谢！,
