清流縣鍋爐煙囪防腐清流縣鍋爐煙囪防腐煙氣脫硫裝置襯里技術選擇及襯層結構設計
1、濕法煙氣脫硫裝置防腐蝕襯里技術分析
鱗片襯里技術及冷襯橡膠襯里技術作為火電廠煙氣脫硫裝置兩大主流防腐蝕襯里技術已為國內外相關行業(yè)界普遍認同。原因有三：
一是電力行業(yè)在早期引進的煙氣脫硫環(huán)保裝置樣板示范項目中，國外技術承包商均以該兩類技術作為防腐蝕襯里選擇，其中鱗片襯
里技術在國內實際使用先于橡膠襯里技術進十年；二是該兩類技術在國內已形成產業(yè)化基礎，具有良好的國產化條件，特別是國產
鱗片襯里技術在該領域成功應用也已進八年；三是該兩類技術在煙氣脫硫裝置中使用具有良好的性能/價格比，為保證該裝置的長周
期底成本運行提供了可靠的技術保證。+ G" B6 q/ C% `7 j
（1）、抗熱應力破壞性：6 r6 u! ?/ R5 j5 s
熱應力破壞對鱗片襯里而言是由于襯層材料與鋼基體線膨漲系數不同引起的大分子間的力學能破壞，但對橡膠而言則是由于作用于
橡膠大分子的熱能為大分子吸收轉化成化學能引起的大分子本體的深度交聯(lián)（表現為膠板熱老化變硬脆化）及大分子本體的斷鏈降
階（表現為膠板表面龜裂），二者間具有本質區(qū)別。有資料證明，環(huán)境溫度超過80℃時，丁基橡膠在一定的使用時間后具有明顯的
硬化龜裂現象。/ I( {8 y7 q: C8 B/ W. b* C
（2）、抗介質滲透性試驗：從試驗結果看（見圖2 圖中：1-丁基橡膠、腐蝕；2-富士鱗片6H、無異常；3-鎳基合金C、腐蝕；4-鈦
、腐蝕；5-不銹鋼、腐蝕。試驗條件30%H2SO4、80℃）：丁基橡膠的增重遠大于鱗片襯里，這說明丁基橡膠對介質的吸收能力遠大
于鱗片襯里， 圖16-2鱗片涂料與耐蝕金屬和橡膠的耐蝕性能比較5 S/ i1 J+ x+ |+ w
也就是說介質在丁基橡膠中的滲透能力遠大于鱗片襯里。 , D* e, Q& {8 l3 B
（3）、耐磨性：
試驗證明：在無腐蝕環(huán)境條件下，鱗片' V. q8 j6 J+ ?6 p5 U6 {
襯里的耐磨性優(yōu)于丁基橡膠及天然橡膠,略
差于氯丁橡膠。然而在經腐蝕介質浸泡后橡" D( R( d: ~, k
膠的耐磨性急劇下降，而鱗片襯里的耐磨性- j9 O3 w9 x; J5 Z" ?
卻幾乎無變化（見圖3，圖中1-富士鱗片
6RUoAC；2-富士鱗片6RUoAR；3-氯丁橡膠；
4-丁基橡膠。試驗條件5%H2SO4、80℃）
圖3鱗片涂料與橡膠的耐磨性比較9 I* f$ s P: _. K6 F
（4）、鱗片及冷襯橡膠襯里的綜合性能比較 表2：鱗片襯里和冷襯橡膠性能優(yōu)劣比較表
序號 對比指標 鱗片襯里 冷襯橡膠, Y. @2 g2 r; G0 ]' p& e. N
1 抗介質滲透性 很好 好 H3 \+ @* P% M& Z: \
2 界面粘接強度 好 良
3 抗應力腐蝕 好（熱應力環(huán)境需補強） 好（>80℃環(huán)境不可用）$ G: N2 I0 q8 q: ~. F! ^- c
4 抗熱老化 好 差
5 耐溫性 好（適用于全環(huán)境溫度） 低溫（≤80℃）:好、高溫:差
6 抗擴散性底蝕 好 差0 S4 M. P6 b: x
7 本體強度 好 好
8 襯層修補性 好 差( C1 e( C9 G9 M2 s0 V+ M. H
9 施工性 好 差
10 施工成本 適中 較高
11 質檢性 好 良0 x1 P' [& N1 N% c/ a
12 對環(huán)境要求 較高 高: _4 ^$ b; ` @
13 施工周期 短 長$ Y; k x! |- I4 j
14 對基體要求 適中 較高# _. J) k6 N9 {0 P+ R- O+ [% E
15 質量控制要點 針孔，厚度（可查） 膠縫,粘貼界面（不可查）3 X* C7 c2 g4 K2 ^ `
16 耐磨性 好 低溫（≤60℃）:好 高溫:差
防腐蝕材料性能比較說明：橡膠與鱗片襯里之間的許多性能間的比較如：耐溫性、施工性、修補性、耐熱老化性、本體強度、抗擴
散性底蝕能力、施工周期性等性能鱗片較優(yōu)是不言而喻的。但其抗介質滲透性、抗熱應力能力及耐磨性優(yōu)于橡膠是許多人疑惑的，
但實踐及試驗均證明了此結論。
2、煙氣脫硫裝置非金屬防腐蝕襯里材料體系選擇及結構設計
（1）、冷襯橡膠防腐蝕襯里材料體系及結構設計3 P) [+ r% L5 N7 q4 q3 B# G' J, i
①、冷襯橡膠防腐蝕襯里的材料體系：由于冷襯丁基橡膠材料的最高使用溫度為90℃（國產材料長期使用溫度控制在80℃為宜），
不足以滿足裝置溫度環(huán)境的要求，故以橡膠為主導材料的防腐蝕內襯通常在高溫原煙氣煙道配套采用耐高溫鱗片涂料。又由于裝置
低溫凈煙氣煙道腐蝕環(huán)境較緩和，采用厚襯層防腐性能/價格比不合適。加之煙道鋼基體壁板較薄，剛性不足，膠板粘貼滾壓時易因
鋼板形變而導致膠板受壓不足，影響界面粘貼質量，故該區(qū)域防腐蝕內襯通常也配套采用耐低溫厚漿型鱗片涂料。目前在我國引進
裝置中，以橡膠作為防腐蝕內襯技術選擇的裝置均采用此防腐材料體系。! E3 [5 S( g; K! H9 Y9 J3 r+ M, Q
②、冷襯橡膠防腐蝕襯里的襯層結構設計：; D- R% W% c- X4 J: y
目前在吸收塔襯膠防腐設計中,多采用3-4mm厚膠板單層結構,膠縫采用搭接或壓膠條結構（如圖4a、b所示）。該結構最大缺陷一是
膠縫一旦為介質破壞或施工質量有缺陷，介質將直接沿膠縫滲透腐蝕金屬基體并形成擴散性底蝕。二是搭接膠縫或所壓膠條高出襯
層表面，易于被含固體物料介質磨損破壞，導致膠縫破損形成滲透腐蝕。建議襯膠防腐設計采用圖4c所示結構。該結構是采用2mm厚
膠板兩層貼襯，兩層膠板的膠縫錯位坡面對接，且坡面對接縫與介質流動方向相同，避免形成介質啃邊破壞。) ^# B N' C2 Q" b+
n
圖4襯膠結構設計示意圖% H% W! X9 ?' n* H: A/ K
橡膠襯里對熱蒸汽的抗?jié)B性較差，易于形成熱蒸汽性擴散滲透鼓泡破壞，因此至少在吸收塔煙氣入口熱蒸汽豐富區(qū)應采用雙層膠板
襯里結構防腐。1 k0 O# u' j5 q) [3 k
煙道區(qū)鱗片防腐結構在鱗片防腐結構中說明，此處不再贅述。
（2）、鱗片防腐蝕內襯材料體系及結構設計
盡管鱗片襯里材料在煙氣脫硫裝置中已有近三十年的實際應用，但其單獨作為煙氣脫硫裝置的防腐蝕襯里技術仍存在著耐磨損及抗
熱應力破壞性不足兩大缺陷。我國自二十世紀九十年代引進煙氣脫硫樣板示范裝置以來，此兩大缺陷即成為業(yè)主的心病，也成為行
業(yè)科技人員關注的焦點。經十多年不懈地研究實踐，在充分認識煙氣脫硫裝置腐蝕環(huán)境特點的基礎上，提出了依環(huán)境溫度及磨損程
度劃分裝置防腐蝕區(qū)域，依區(qū)域腐蝕重度確定復合襯里結構的腐蝕控制對策。即以鱗片結構層（抗?jié)B層）、纖維鱗片結構層（抗?jié)B
、抗熱應力層）、鱗片纖維耐磨膠漿結構層（抗?jié)B、抗磨、抗熱應力層）、鱗片耐磨膠漿結構層（抗?jié)B、抗磨）作為復合襯里結構
的基本結構層，按區(qū)域腐蝕重度加以復配選用，實現高性能/價格比條件下的控制腐蝕。試驗與實踐證明，該腐蝕控制對策是有效的
。
①、鱗片防腐蝕襯里材料體系
表3：煙氣脫硫裝置用鱗片襯里材料性能表：$ S5 |. l4 h3 |* [* V% Z1 |4 V$ W
型號
性能 YZJ-3 YZJ-2 YNM-3 YZD-3 YZM-3 YZD-2 YZM-2, p2 U% J7 f( |( F( E
高溫膠泥 低溫膠泥 耐磨膠漿 高溫底漆 高溫面漆 低溫底漆 低溫面漆
抗拉強度 MPa 36 35 ) b& k1 s4 U! b0 V! k! j& i
彎曲強度 MPa 82 79 69 - L9 D1 j2 m. b
抗壓強度 MPa 13、4 12、8 98 # o& N8 y( \8 ?8 A, h+ _
沖擊強度 J/cm2 0、43 0、52 0、38 # O$ p4 U% F8 E$ v( t
比重 g/cm3 1、47 1、52 1、32 1、1 1、1 1、1 1、14 A' Z8 C W* B4 z+ Q* }
樹酯含量 重量% 49 48 45 90 80 90 80
孔隙率 % 1、41 1、43 1、30
巴氏硬度 54 52 58
線膨脹系數×10-6K-1 1.04× 1.06× 1.07×
固化收縮率 % ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 5 W2 ~) P( S* p0 H
磨損系數 59 57 80 74 68
使用溫度 ℃ 160 90 160 160 160 90 90+ n) r4 W) s5 p4 H! |- z
不可溶份含量 % 88 86 90
粘度 mpa.s(25℃) 膠泥狀 膠泥狀 膠泥狀 ≈5 ≈10 ≈5 ≈10& _! t$ R" a+ h8 ?; n9 V
施工料使用時間hr 40-50 40-50 40-50 40-50 40-50 40-50 40-50! P8 H% M6 o- u5 B4 N
單層施工厚度 mm 1-0.2 1-0.2 0.3-0.5 ≈50μm ≈100μm ≈50μm ≈100μm5 ?/ @4 i1 a ]8 L6 _0 t% r* w! Q. d, `
單層涂敷料量g/m2 2250 2250 1100 ≈180 ≈300 ≈180 ≈300 A" X( G) j! T5 f: z
涂敷間隔時間 hr 4 4 4 4 4 4 4& z/ R4 Y. m/ ~
纖維鱗片結構層指采用厚漿型耐高溫鱗片涂料貼襯的短切粗纖氈，該結構層的性能特點是利用纖維的高強度錨固鱗片涂料防止其熱
應力開裂；利用短切氈纖維對應力的兩維松弛性防止熱應力傳導疊加形成薄弱環(huán)節(jié)導致應力集中破壞；利用鱗片涂料的抗?jié)B性防止
腐蝕介質的滲透破壞。$ Y6 V' c; S/ j+ G j
鱗片纖維耐磨膠漿結構層指采用耐磨膠漿貼襯的短切粗纖氈，該結構層的性能特點是利用耐磨膠漿的耐磨損性防止腐蝕介質的磨損
破壞，纖維及鱗片的作用同纖維鱗片結構層。+ s7 y! z& ^, f7 j
鱗片耐磨膠漿結構層建議主要使用在底溫磨損區(qū)。
②、鱗片防腐蝕襯里結構設計
鑒于上述腐蝕環(huán)境及防腐蝕襯里材料特性分析，兼顧防腐蝕設計的實用性、可靠性、科學性及經濟性，根據裝置各區(qū)域腐蝕特點，
特提出下列襯里結構設計，以滿足裝置防腐蝕要求。
