摘 要:本文介紹了鱗片復(fù)合樹(shù)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(wàn)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(wú)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(méi)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(lái)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(lái)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(kāi)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(shù)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(xiě)。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(shù)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(guò)無(wú)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(shù)脂是高性能的乙烯基酯樹(shù)脂,該類型樹(shù)脂具有較環(huán)氧樹(shù)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(shù)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(shù)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(wèn)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(wèn)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(jiàn)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(jiàn)表4.1。2-1。環(huán)境溫度常溫,其它測(cè)試時(shí)的條件見(jiàn)表4.1。2-2,一次固定沖刷時(shí)間10min,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)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(guò)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(guò)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(guò)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(jiàn)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(guò)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(kāi)裂,試樣彎曲達(dá)到 25°角度涂層與金屬表面剝離(具體見(jiàn)圖4.2)。而φ7000mm工件在搬運(yùn)過(guò)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(guò)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(kāi)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(guò)脫硫后的煙氣,還是沒(méi)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(guò)程(具體見(jiàn)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(kāi)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(méi)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(guò)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(guò)程可以概括為:隨著溫度的上升,涂層表面(極薄,不超過(guò)10µm)開(kāi)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(méi)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(kāi)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(guò)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(lái)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(shù)脂基料為酚醛環(huán)氧乙烯基類,其分子結(jié)構(gòu)為:
樹(shù)脂固化物的強(qiáng)度、耐熱性,與樹(shù)脂分子主鏈中的主要基團(tuán)的結(jié)構(gòu)、樹(shù)脂的交聯(lián)密度有關(guān)。樹(shù)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(shù)脂的交聯(lián)密度有關(guān)。
從本實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看,溫度到上升120℃,涂層的色澤無(wú)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?shù)脂在聚合過(guò)程中添加的胺類化合物促進(jìn)劑出現(xiàn)氧化。(基料樹(shù)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(shù)脂的開(kāi)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(kāi)裂。
酚醛環(huán)氧乙烯基酯玻璃鱗片涂層的基料樹(shù)脂出現(xiàn)降解的情況下,涂層不可避免的要開(kāi)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(lái)說(shuō),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(méi)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(guò)300℃,即使短時(shí)間(1小時(shí))300度的煙氣沒(méi)有直接造成涂層開(kāi)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(méi)有問(wèn)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(méi)有改變,表面光滑,且無(wú)粘性物質(zhì)附著,說(shuō)明VEGF材料完全能夠滿足煙囪中腐蝕條件,包括在沒(méi)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(wàn)元/2臺(tái)GGH(其中2 臺(tái)GGH的設(shè)備村身費(fèi)用達(dá)3600萬(wàn),其它安裝等費(fèi)用達(dá)600萬(wàn));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(wàn),每臺(tái)煙囪的襯鈦合金成本約為1200萬(wàn)防腐蝕增加費(fèi)用,襯鎳基合金板的費(fèi)用約為1000萬(wàn);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(méi)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(shù)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(méi)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。