電廠濕法煙氣脫硫裝置腐蝕是怎么回事？如何防腐？

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煙氣脫硫系統(tǒng)已是我國(guó)新建火力發(fā)電機(jī)組要求必須具有的環(huán)保裝置，而石灰石－石膏濕法煙氣脫硫是目前世界上技術(shù)最成熟、適合我國(guó)國(guó)情且國(guó)內(nèi)應(yīng)用最多的高效脫硫工藝。

但在實(shí)際應(yīng)用中濕法脫硫煙氣中含有的粉塵、水蒸氣、SO?、NO?、HF、HCl、H?SO?、H?SO?等復(fù)雜的組分，和酸堿交替、冷熱交替、干濕交替，腐蝕與磨損并存的復(fù)雜環(huán)境，脫硫設(shè)備承受著多種多樣的物理、化學(xué)、溫度和機(jī)械負(fù)荷，特別是液相成分的SO?2?、SO?2?、F?、Cl?對(duì)設(shè)備材料的強(qiáng)烈腐蝕等。

如不從多方面采取合理的防腐對(duì)策，將達(dá)不到預(yù)期的防腐效果，帶來(lái)一系列脫硫系統(tǒng)投用后的棘手問(wèn)題，最終影響脫硫系統(tǒng)的投用率和脫硫效率。

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石灰石－石膏濕法脫硫工藝及原理

從電除塵器出來(lái)大約130℃左右的高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)BUF(增壓風(fēng)機(jī))進(jìn)入GGH(換熱器)，煙氣被冷卻到80℃左右進(jìn)入吸收塔，與石灰石漿液進(jìn)行氣液相的噴淋混合。漿液中的部分水份被蒸發(fā)掉，煙氣得到進(jìn)一步冷卻（60℃左右）。

煙氣經(jīng)吸收塔內(nèi)循環(huán)石灰石漿液的洗滌，可將煙氣中95%以上的硫脫除。同時(shí)還能將煙氣中近100%的氯化氫除去。在吸收塔的頂部（或側(cè)部），煙氣穿過(guò)兩級(jí)Me（除霧器），除去大部分懸浮水滴（除霧后液滴含量小于75mg/Nm3）。

離開(kāi)吸收塔以后，在進(jìn)入煙囪之前，煙氣再次穿過(guò)GGH，進(jìn)行升溫到80℃以上。吸收塔出口溫度一般為50-70℃，煙囪的最低氣體溫度在國(guó)外常常以排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定下來(lái)。

如德國(guó)規(guī)定最低為75℃，在我國(guó)目前暫無(wú)具體規(guī)定，一般煙囪出口的最低氣溫為80℃左右。大部分FGD都配備有旁路擋板（正常情況下處于關(guān)閉狀態(tài)）。在緊急情況下（如原煙氣溫度達(dá)到160℃或漿液循環(huán)泵全停等）或機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，旁路擋板打開(kāi)，以使煙氣繞過(guò)FGD，直接排入煙囪。

吸收塔沉淀池中的石灰石—石膏漿液通過(guò)漿液循環(huán)泵打入安裝在塔頂部的多層噴嘴集管中。在石灰石—石膏漿液經(jīng)大量SIC噴嘴的噴淋下落過(guò)程中，它與上升的煙氣接觸。煙氣中的SO?溶入水溶液中，并被其中的堿性物質(zhì)中和，從而使煙氣中的硫脫除。石灰石中的碳酸鈣與二氧化硫和氧（由氧化風(fēng)機(jī)鼓入吸收塔內(nèi)空氣）發(fā)生反應(yīng)，并最終生成石膏，這些石膏在沉淀池中從溶液中析出。

石膏漿液由石膏排出泵從吸收塔沉淀池中抽出，經(jīng)石膏旋流器、真空皮帶脫水機(jī)的濃縮、脫水和洗滌后，儲(chǔ)存在石膏倉(cāng)中，然后再?gòu)漠?dāng)?shù)剡\(yùn)走商業(yè)出售，用于水泥及石膏制品生產(chǎn)行業(yè)。石膏脫水后回收的濾液和石膏旋流器上清液經(jīng)廢水旋流器再次濃縮后的底流，返回吸收塔重復(fù)利用，而廢水旋流器的頂流（富集高氯離子并含有重金屬等）排向脫硫廢水處理系統(tǒng)，處理后達(dá)標(biāo)排放或重復(fù)利用。

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脫硫設(shè)備腐蝕機(jī)理

脫硫設(shè)備主要是由金屬材料制成，也包括一部分非金屬材料。

金屬材料腐蝕機(jī)理：

（一）一般腐蝕

一般腐蝕是金屬表面的均勻腐蝕，其腐蝕速度一般以mm/a來(lái)表示，它是危害性最小的一種腐蝕類型。一般腐蝕反應(yīng)可分為陽(yáng)極反應(yīng)和陰極反應(yīng)，它們同時(shí)不連續(xù)發(fā)生在金屬表面上。

（二）點(diǎn)蝕

發(fā)生點(diǎn)蝕時(shí)，腐蝕局限于有限的面積之內(nèi)，其被腐蝕面積與總表面積相比較小，金屬表面出現(xiàn)深淺不一、大小不一的蝕坑。金屬表面的不均勻處、氧化保護(hù)膜的斷裂處容易出現(xiàn)點(diǎn)蝕。此外，金屬表面局部鹵化物濃度過(guò)高也是造成點(diǎn)蝕的主要原因之一。

（三）縫隙腐蝕

縫隙腐蝕主要發(fā)生在沉積物下面、螺栓、墊片和內(nèi)部金屬構(gòu)件的金屬接觸點(diǎn)的不流動(dòng)區(qū)。產(chǎn)生縫隙腐蝕有以下幾個(gè)階段：氧氣貧化，產(chǎn)生帶正電的金屬離子；帶負(fù)電的鹵化物陰極進(jìn)入縫隙與帶正電的金屬離子化合；水解后使局部呈強(qiáng)酸性。法蘭接合處的毛細(xì)作用或滲漏是產(chǎn)生縫隙腐蝕的常見(jiàn)途徑之一。

（四）晶間腐蝕

當(dāng)普通不銹鋼焊接或處理不當(dāng)時(shí)，碳與鉻化合，在晶界處析出鉻的碳化物Cr??C?，雖然它不明顯地破壞晶體本身，但是處于貧鉻狀態(tài)的組織，其電極電位顯著降低，當(dāng)受到腐蝕介質(zhì)作用時(shí)，貧鉻區(qū)為陽(yáng)極，富鉻區(qū)和碳化物為陰極，從而形成微電池，耐蝕性降低。

（五）電化腐蝕

電化腐蝕是由于不同的金屬間電化學(xué)熱差的不同而產(chǎn)生的腐蝕，這種腐蝕常發(fā)生在碳鋼與不銹鋼或其他低合金鋼之間的法蘭連接處。金屬表面與水及電解質(zhì)形成電化腐蝕，在焊縫處也比較明顯。

（六）物理機(jī)械腐蝕

應(yīng)力、疲勞、沖刷等物理過(guò)程也是金屬腐蝕的關(guān)鍵因素。應(yīng)力腐蝕是拉伸應(yīng)力和腐蝕共同作用的結(jié)果。拉伸應(yīng)力既可以是金屬中的殘余內(nèi)應(yīng)力，也可以是外部施加的應(yīng)力，或者是這兩種應(yīng)力的組合，主要是由加工期間產(chǎn)生的。

構(gòu)件在交變應(yīng)力的疲勞作用下，金屬表面不但要承受應(yīng)力，而且還要承受腐蝕介質(zhì)的侵蝕；而金屬表面局部腐蝕后，又反過(guò)來(lái)會(huì)降低金屬的耐疲特性。

當(dāng)流體含有的固態(tài)顆粒（如石灰石漿、煤灰）比受作用的金屬表面硬時(shí)，沖刷腐蝕是由腐蝕和磨損共同作用的結(jié)果。

石灰石－石膏法脫硫工藝中，由于循環(huán)漿液中含有固態(tài)物，對(duì)吸收塔內(nèi)壁有一定的沖刷作用.特別是噴淋層下1米的塔壁周圍及塔底部分和塔底向上2米的區(qū)域以及攪拌機(jī)的葉片等，都極易發(fā)生沖刷腐蝕。

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防腐蝕對(duì)策

設(shè)計(jì)時(shí)選擇合適的防腐材料：

煙氣脫硫環(huán)保技術(shù)（FGD）因其脫硫率高、煤質(zhì)適用面寬、工藝技術(shù)成熟、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)、負(fù)荷變動(dòng)影響小、煙氣處理能力大等特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于各大、中型火電廠，成為國(guó)內(nèi)外火電廠煙氣脫硫的主導(dǎo)工藝技術(shù)。

但該工藝同時(shí)具有介質(zhì)腐蝕性強(qiáng)、處理煙氣溫度高、SO?吸收液固體含量大、磨損性強(qiáng)、設(shè)備防腐蝕區(qū)域大、施工技術(shù)質(zhì)量要求高、防腐蝕失效維修難等特點(diǎn)。因此，該裝置的腐蝕控制一直是影響裝置長(zhǎng)周期安全運(yùn)行的重點(diǎn)問(wèn)題之一。

煙氣脫硫吸收塔防腐蝕材料的選擇必須考慮以下幾個(gè)方面：

（一）滿足復(fù)雜化學(xué)條件環(huán)境下的防腐蝕要求：

脫硫塔內(nèi)化學(xué)環(huán)境復(fù)雜，煙氣含酸量很高，在內(nèi)襯表面形成的凝結(jié)物，對(duì)于大多數(shù)的建筑材料都具有很強(qiáng)的侵蝕性，所以對(duì)內(nèi)襯材料要求具有抗強(qiáng)酸腐蝕能力；

（二）耐溫要求：

煙氣溫差變化大，脫硫后的煙氣溫度在40℃~80℃之間，在脫硫系統(tǒng)檢修或不運(yùn)行而機(jī)組運(yùn)行工況下，煙氣溫度在130℃~150℃之間，那么要求內(nèi)襯具有抗溫差變化能力，在溫度變化頻繁的環(huán)境中不開(kāi)裂并且耐久；

（三）耐磨性能好：

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，所以要求防腐材料具有良好的耐磨性；

（四）具有抗彎曲性能：

由于考慮到一些場(chǎng)景的特性，包括是地球本身的運(yùn)動(dòng)、地震和風(fēng)力作用等情況，脫硫塔、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)脫硫塔、煙囪等在運(yùn)行過(guò)程中存在一定的不可抗力等導(dǎo)致形變發(fā)生，所以要求防腐材料具有一定的抗彎曲性能；

（五）具有良好的粘結(jié)力：

防腐材料必須具有較強(qiáng)的粘結(jié)強(qiáng)度，不僅指材料自身的粘結(jié)強(qiáng)度較高，而且材料與基材之間的粘結(jié)強(qiáng)度要高，同時(shí)要求材料不易產(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。通常我們要求底涂材料與鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的粘接力能夠至少達(dá)到10MPa以上。

（六）無(wú)火災(zāi)隱患：

防腐材料在施工完畢后，必須無(wú)溶劑、稀釋劑等易燃物質(zhì)殘留，且涂層具備耐高溫性能，保證后期不會(huì)產(chǎn)生火災(zāi)等安全隱患。