砖套筒烟囱的防腐改造技术与应用

1 工程简介

1.1 烟囱基本参数及状况

某电厂两台炉合用一根210 m 排烟筒，烟囱结构为复合式结构（0～64.7 m 为混凝土内筒、64.7～210.0 m 为砖内筒的套筒式烟囱），外筒为承力混凝土结构。烟囱高209.7 m，排烟筒出口直径φ11 m。烟囱两侧各设烟道口与烟道相连。脱硫系统采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，脱硫改造将取消烟气加热GGH装置及增压风机。

1.2 烟囱运行条件

该电厂位于内蒙古自治区，历年平均气温5.1 ℃，最高气温36.7 ℃，最低-48.5 ℃。经湿法脱硫处理的烟气含水量饱和，湿度大，脱硫运行工况烟气温度为40.0～50.0 ℃，低于烟气中水汽的露点温度，进入烟道和烟囱后会出现明显的烟气冷凝结露现象。

1.3 改造前后烟气流速对比

该工程采用宾高德泡沫玻璃砖，砖厚38 mm，胶粘剂厚3 mm，全部内衬厚度为41 mm。通过设计对比宾高德防腐施工前后，烟囱的烟气流速变化非常小，不影响烟囱的烟气排放。

2 关键部位施工设计方案

2.1 防腐设计介绍

砖套筒烟囱内筒主体防腐改造包括内壁宾高德防腐系统安装、积灰平台防腐、排水系统安装、伸缩缝软连接安装、顶口防结冰内筒装置安装等。每一部位安装都是结合宾高德防腐系统进行的，特别是连接件之间通过宾高德胶粘剂来密封、耐腐和抗渗。

2.2 防腐系统基本结构

该工程内壁宾高德防腐系统的结构包括：宾高德底涂、胶粘剂和砖。底涂可以增强砖砌体强度。胶粘剂可以粘接宾高德砖，使得宾高德砖覆盖基材表面，隔绝酸液，胶粘剂具有耐腐蚀、高弹性、耐老化特点。宾高德砖比重小、隔热好，能够耐烟气环境腐蚀、耐温变冲击，同时可以保护胶粘剂免受破坏。

2.3 积灰平台防腐工艺

积灰平台防腐工艺要求：一般以排水口为最低点，用混凝土找坡，大于2%，酸液能自流至排水口；积灰平台与烟囱筒壁间的环形施工缝，涂抹粘剂，粘贴防水膜；积灰平台整个表面采用宾高德防腐系统；胶粘剂固化后，砖表面浇筑一层厚度为50 mm的耐酸保护层。

2.4 排水系统安装工艺

在积灰平台和烟道的膨胀节两侧设置浆液收集口。排水管采用DN200玻璃钢管，玻璃钢管之间用法兰和手糊方式连接。玻璃钢管与混凝土平台预埋件固定连接，排液管上可以设置反冲洗装置，电动执行器等，烟气酸液收集后可以排放至烟囱外的脱硫污水地坑内。

2.5 伸缩缝部位防腐工艺

(1) 伸缩缝牛腿部位上方如果有滴水板，先拆除滴水板，并打磨干净，用速凝修补砂浆修补平整，下方砖砌体平面也同样修补平整。

(2) 将预制好的环形玻璃钢大角钢用膨胀螺栓固定在伸缩缝下方砖砌体表面，之间用胶粘剂密封，角钢之间用玻璃丝布和树脂手糊连接成整体。

(3) 在滴水板位置，环向使用3 mm的厚蒙皮胶板覆盖在伸缩缝上，蒙皮胶板上边缘用玻璃钢压条和自攻螺丝压

平固定，蒙皮胶板和砖基体间用胶粘剂密封；蒙皮胶板下边缘与玻璃钢大角钢间密封固定，同样用玻璃钢压条和自攻螺丝压实固定，用胶粘剂密封。

(4) 蒙皮胶板内侧伸缩缝间的缝隙用硅酸铝棉填充，蒙皮胶板留有伸缩余量，满足上下砖砌体段之间的膨胀要求。

2.6 烟囱顶口防腐工艺

(1) 烟囱顶部平台防腐处理首先清理垃圾，并用角磨机打磨基体表面，露出混凝土坚实基体。

(2) 对顶部压顶和内面用速凝修补砂浆修补平整。

(3) 除顶口预留防溢流组件安装位置，全部粘贴宾高德砖。

(4) 最后顶口宾高德砖表面加涂宾高德胶粘剂。

2.7 防结冰内筒工艺

在冬季，由于排放烟气夹带着液体，液体流挂在烟囱顶口外壁容易结冰和脱落，形成高空落物的风险。本方案在套筒烟囱顶口加装玻璃钢内筒，内筒上设置溢流孔，顶口平面外边缘设置50 mm防溢流台阶。其作用：一是利用内筒内排放的烟气余热传导到玻璃钢外壁，可以防止烟气下洗的冷凝液附着在烟囱顶口外壁结冰，液体可以顺着玻璃钢内筒外壁流至顶口平台，通过溢流孔导流到烟囱内；二是提高烟气排放高度，减少烟羽的下洗和与外筒壁面接触，降低外筒外壁结冰。

3 防腐的具体实施

3.1 防腐方案说明

防腐方案为内筒砖砌体内表面基底清理、打磨、修补，整体进行粘贴宾高德砖胶系统，安装伸缩缝软连接，安装酸液收集排放系统和烟囱顶口防结冰内筒，整个施工工期90天。

3.2 实施步骤

施工准备

吊篮安装

打磨和修补

底涂施工

伸缩缝施工

贴砖

吊篮拆除

积灰平台防腐施工

酸液收集排放系统安装

顶口防结冰内筒安装及防腐

验收

3.3 吊篮安装

在烟囱内筒内安装可以升降的圆形吊篮设备，包括顶部悬挂机构、大吊篮作业平台和小吊篮升降平台。安装时用卷扬机和拔杆将顶部悬挂构件安装至烟囱顶口；再安装吊点和垂放吊篮钢丝绳，在积灰平台上组装大、小吊篮，调试吊篮上下运行。

3.4 打磨和修补

内筒内壁从上到下，采用角磨机打磨内壁表面，要求基材模板缝和凹凸面不超过3 mm，基材表面必须坚固密实，不应有起砂、起壳、麻面等现象；对于凹坑不平、孔洞处采用速凝修补砂浆进行挂网修补，平滑过渡。

3.5 底涂施工

施工前要求基材表面平整，清洁干燥、表面含水率低于6%，无油污。施工时烟囱内环境温度≥10 ℃，相对湿度≤85%，基体表面温度高于露点温度3 ℃。底涂施工可以采用喷涂或滚涂方式进行，要求不得漏涂、流挂。

3.6 伸缩缝施工

在伸缩缝上下部位修补好后，预安装大玻璃钢角钢，待砂浆凝固后，取下大玻璃钢角钢，并刷好底涂，用胶粘贴大角钢在砌体平面，再用膨胀螺栓固定大角钢，环型大角钢用手糊玻璃钢连接成整圈；固定蒙皮上边缘与伸缩缝立面砖内筒上，下边缘固定在大角钢上，蒙皮胶板环向接头使用宾高德胶粘剂粘接和钛螺钉机械连接。

3.7 粘贴宾高德砖

烟囱内筒内壁具备防腐贴砖条件（同底涂），从下往上贴至烟囱顶口。施工时，打开胶粘剂A、B组分，将其混合搅拌均匀，使用抹刀将搅拌好的胶粘剂涂抹在烟囱壁面，涂刮烟囱壁面的胶粘剂必需是连续、均匀的，背胶和砖缝胶厚度为3 mm。粘贴的宾高德砖最小尺寸不小于砖宽的1/3，采用逐层环向粘贴，错缝粘贴，砖背面、侧面双面打胶，手掌按住砖表面来回滑动粘贴，砖缝饱满，固化完全。

3.8 吊篮拆除

烟囱内筒内壁防腐施工完成并自检后，遵循“后装的先拆，先装的后拆”方式进行吊篮拆除，先拆大吊篮，后拆小吊篮，再拆钢丝绳，最后卸钢梁和拔杆。

3.9 积灰平台施工

烟囱底部积灰平台防腐工序同烟囱壁面，清理积灰平台上杂物，恢复积灰平台上的孔洞，在原平台表面浇筑混凝土，并找坡2%，平台混凝土养护后，对其表面打磨，再进行宾高德防腐，自检完成后，在砖表面浇筑一层钠水玻璃浇筑料保护层，厚度为50 mm。

3.10 排水系统安装

在积灰平台和烟道基体处理时，完成排水管口短接的预埋。排水系统管道采用φ200 mm的玻璃钢管，安装时注意法兰口的密封、手糊玻璃钢的固化及厚度、支吊架的牢固，并进行闭水试验、反冲洗装置和电动阀门的调试。

3.11 防结冰内筒安装

在烟囱顶口平面安装增高内筒，直径同砖内筒，厚度为14 mm的玻璃钢材质，设计在最高风速12级台风下保证结构强度，并设置立向、环向筋板增强结构强度。增高内筒与烟囱顶口平面通过M16×210的1.4529合金膨胀螺栓固定，安装面和平台斜坡找平，在外边缘设置一圈防溢台阶，形成一个带坡度的溢水沟；同时在新增内筒底部侧壁向内开设溢水孔。在溢水沟和防溢台阶表面做宾高德防腐系统，玻璃钢内筒与砖内筒连接部分用宾高德胶密封。

3.12 验收

根据技术协议和合同要求，完成所有施工内容，通过多方单位竣工验收，递交相关资料，备案存档。

4 实施效果

某电厂2×600 MW超临界空冷机组一根210 m砖套管式排烟囱，经过90天工期的防腐施工，完成了烟囱内壁全套宾高德防腐系统安装，8套伸缩缝防渗处理，1套酸液排水系统，1套防结冰内筒装置及其他附属设施的维修和更换。于2017年11月7日竣工至今，烟囱无任何酸液渗漏腐蚀，烟囱顶部无明显结冰，彻底解决湿法脱硫砖套筒烟囱腐蚀渗漏的问题。

5 结语

本研究主要针对燃煤电厂湿法脱硫砖套筒烟囱的防腐改造，结合具体烟囱防腐项目，介绍了对伸缩缝的处理、酸液收集与排水系统、内壁宾高德防腐系统、烟囱顶口防结冰内筒安装及防腐工艺，提供了燃煤电厂湿法脱硫砖套筒烟囱的防腐改造方案，有效解决砖套筒烟囱被酸液腐蚀、渗漏的问题，给类似电厂烟囱防腐改造项目提供借鉴和应用。