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陶瓷铠甲WFGD防腐内衬系统
CLT高性能轻质玻化陶瓷砖
陶瓷铠甲烟气防腐内衬系统
一、简介
根据火力发电烟囱的不同结构类型，陶瓷铠甲保护系统分成陶瓷铠甲Ⅰ型系统和陶瓷铠甲Ⅱ型系统两大类。
表一：陶瓷铠甲系统类型分类表
陶瓷铠甲Ⅰ型系统 陶瓷铠甲Ⅱ型系统
CLT-Ⅰ型玻化陶瓷 CLT-Ⅱ型玻化陶瓷
耐酸胶泥 弹性耐酸粘结剂
砌筑型内筒、套筒结构 钢基、混凝土等贴面型结构
由于陶瓷铠甲系统适用于多种基底材料，所以无论是新建电厂，还是旧电厂改造，陶瓷铠甲系统都被证明是可行的。加之陶瓷铠甲系统优良的性价比，便利的施工条件，正在被越来越多的电厂所接受。
二、生产及技术优势
生产优势：
■ 省级技术研发中心，公司与江苏省建筑科学研究院、江苏省节能技术中心共建江苏省高性能轻质玻化陶瓷技术研发中心可根据不同的市场情况及工业用途，研究和开发满足特定环境的陶瓷产品。
■ 稳定的原料资源，采用宜兴特有的资源-酸性陶土为原材料，从源头上控制其产品质量。
■ 先进的生产设备，拥有2条220米生产隧道窑，该窑炉温度控制，计量精度、工艺参数均实行电脑自动控制，以保证产品质量稳定可靠。原料加工采用连续式高精度球磨系统，确保玻化陶瓷产品的优异性能。
■ 精准的切割设备，成品切割均采用国内先进的红外线切割机，以保证产品规格的规范统一。
管理优势：
■ 雄厚的技术团队，教授级高级工程师2名，中高级工程师20名，各类专业技术人才36人，其管理、技术人员占企业总人数的60%。
■ 优异的技术创新，凭借对技术的不断追求，公司先后获得了江苏省创新基金立项，江苏省高新技术产品认定、轻质玻化陶瓷砖专利证书等荣誉
■ 标准化的质量管理，质量为本，品质优先，通过层层把关，严格控制产品质量，公司获得了ISO9001:2008质量管理体系认证和清洁生产认证，并且获得电力行业烟囱内衬材料的供货许可。
三、产品说明
1、系统说明
目前经烟气脱硫处理后，烟囱逐渐由单筒式转变为套筒式或多管式。套筒式烟囱的出现将烟囱由一个免维护砼构筑物提升成为一个具备维护条件的排烟设备，即外筒为现浇钢筋砼结构，承担外部作用和内筒重力；内筒为钢结构或耐酸砖砌体排烟筒，两者之间有不小于750㎜的维护通道。
在砖砌体排烟筒中，传统的普通耐酸转由于吸水率高，容重大，耐腐蚀性差，已经不适合于应用在湿法脱硫后的烟囱防腐内衬。
陶瓷铠甲Ⅰ型系统由轻质玻化陶瓷砌体砖和防水抗渗耐酸胶泥组成，具有轻质、耐酸、抗渗、保温、隔热、高结构强度等性能，完全解决了砖缝间防渗、耐酸问题，能保证在湿法脱硫前提下的复杂工况的防腐要求。（复杂工况指干湿烟气交替的温度变化侵蚀，包括旁路直排、混排等情况）而且相同条件下较钢结构排烟筒造价节约1000万元左右，节约钢材达600多吨。在新建和改造项目中有着较大的优势。
2、CLT-Ⅰ轻质玻化陶瓷砌体砖
产品特点：
CLT－Ⅰ型砌体砖强度高，可以直接作为烟囱内套筒砌筑的主材，无须增加钢套筒，大大降低了工程造价。同时由于比重轻，简化了烟囱内部承载结构，方便了施工。此外还具有耐高温、防水抗渗、阻燃防火、耐酸碱腐蚀等特点，能适应各种恶劣工况环境，各项性能指标均优于电力行业标准。
性能指标：
项 目 电力行业标准 CLT-Ⅰ
轻质玻化陶瓷砖参数
体 积 密 度（kg/m3） 500～750 550
常温抗压强度（MPa）
〈110℃±5℃×24h〉 ≥8.0 ≥8.0
常温导热系数（W/m﹒K）
〈平均温度100℃〉 ≤0.25 ≤0.2
体 积 吸 水 率（%） ≤5.0 0.5
耐 酸 性
〈浸常温40%H2SO4×30d〉 外 观 无腐蚀、裂纹、膨胀、剥落等异常现象
Fs/fO ≥0.9 0.95
耐 热 性
〈205℃×4h〉 外 观 无腐蚀、裂纹、膨胀、剥落等异常现象
fr/fO ≥0.9 0.95
耐 水 性
〈浸常温水30d，
或浸90℃温水15d〉 外 观 无腐蚀、裂纹、膨胀、剥落等异常现象
fSh/fO ≥0.9 0.95
注：耐酸性（fs/fO）、耐热性（fr/fO）、耐水性（fSh/fO）分别为抗压强度保率。
3、耐酸胶泥
产品特点：
主要由无机材料组成，产品初凝终凝时间适中，和易性和施工性能较好，粘性强，抗渗能力优良，用于砌筑CLT-Ⅰ砌体砖时灰缝密实饱满，耐酸性能好。
性能指标：
项 目 单 位 指 标
初凝时间 1h25min
终凝时间 2h50min
110℃x24h烘后体积密度 g/cm3 1.84
110℃x24h常温耐压强度 MPa 28.0
110℃x24h常温抗折强度 MPa 6.8
耐 酸 度%（1000℃烘后） % 98.9
施工操作方法
（1）、在排烟筒体外筒混凝土浇注完以后进行砌筑作业。
（2）、砌筑前对前班施工完的墙体质量进行仔细检查。
（3）、泥工各自负责16等分圆周弧段的砌体砖砌筑，灰缝控制在3mm，并相互与相邻弧段砌块及时接搓，做到同皮同步同收分。每班作业高度1.6米，同时开工与收工，并做好各自砌体的区分标志。
（4）、为了更好的起到保护效果，应采用错缝砌法，同时砌块大小一致，表面整齐。
（5）、在内筒每班作业完后，必须采用雨布覆盖，筒顶用特制顶帽盖好，以防落物对筒体的破坏，绝不允许有高空坠物等现象的发生。
CLT-Ⅰ砖砌筒施工效果图
四、陶瓷铠甲Ⅱ型系统
1、 陶瓷铠甲Ⅱ型系统结构
2 、陶瓷铠甲Ⅱ型系统特点
■ 防止酸性气液相混合体渗透；
■ 抵抗烟气中的混合介质化学腐蚀；
■ 具有隔热、保温功能：防止烟气降温以利于烟气的排放及防止高温烟气对钢内筒壁的侵蚀；
■ 适应干湿、高低温烟气交替运行；
■ 胶黏剂具有膨胀可逆的收缩弹性，可调节、化解不同相材料的热膨胀，有效防止防腐介质主体开裂或脱落。
3、 陶瓷铠甲Ⅱ型系统作用
陶瓷铠甲Ⅱ型系统是一个双重防护内衬结构，内层是有机（弹性）隔离材料，烟气接触面是无机材料，从而形成了膨胀可逆的弹性密封缓冲体，具有如下作用：
■ 优异的抗冲刷性能：轻质玻化陶瓷砖超群的抗压强度及抗折强度，足以抵御烟气的长期冲刷。
■ 优异的抗腐蚀性能：陶瓷稳定的化学性能足以抵御各种低温稀酸液的腐蚀。
■ 优异的抗渗透性能：由于轻质玻化陶瓷砖具有的特殊密闭泡孔结构及极低的吸水率，有效地抵御酸液渗透。
■ 优异的延展率：胶黏剂具有优异的延展率，从而保障砖块与基底粘结并能够抵抗或吸收烟囱正常运行中的张力。
■ 复合式防护内衬：有机地将两种不同结构、不同性能的防腐材料互补结合起来，形成致密而又完整的双重内衬结构，从而提升和增强整个防腐内衬结构的综合防护能力。复合式内衬结构有机地揉和了不同材料的特性，它既有橡胶内衬特有的在不同温度下膨胀可逆的伸缩弹性以及高强度的粘接性能，又有轻质玻化陶瓷砖的耐温、耐渗、耐湿、耐腐蚀、抗老化的特性，具备了能承受高低温和干湿烟气交替变化而产生的高强度抗腐蚀能力。
■ 保温隔热双重功能：轻质玻化陶瓷砖经过1220℃ 窑炉高温烧制而成的具有密闭、互不贯通泡孔结构、低导热性的轻质材料，有效地保持烟温并隔离高温烟气对钢内筒壁的热腐蚀。
4、 CLT-Ⅱ轻质玻化陶瓷贴面砖
4.1 产品特点：
CLT-Ⅱ型贴面砖的工作表面为光滑的玻璃相，作为烟囱钢套筒内衬既满足了防腐保温的技术要求，还显著降低了烟气的升腾阻力。与同类型的进口或是国产泡沫玻璃轻质砖相比，其重要的强度指标成倍高于它们。高强度有效地避免了装卸、运输、施工和运行冲刷诸多环节的破碎、断裂和脱落问题的发生，施工耗材少，使用寿命长。
4.2 性能指标
项目名称 单 位 CLT-Ⅱ
轻质玻化陶瓷砖参数
体积密度 Kg/m3 ≤350
抗压强度 MPa ≥2.5
抗折强度 MPa ≥1.6
导热系数 W/（m•k） ≤0.15
耐酸性（常温、40% 硫酸、30天） % 95
耐热性（250℃、4小时） % 90
吸水率（仅表面） % ≤0.5
5、 弹性耐酸粘结剂
5.1 产品特点：
弹性耐酸粘结剂是一种由有机高分子材料与无机硅酸盐配比而成的双组分粘结剂，涂覆在钢板、混凝土等衬基材料上，耐高温、耐腐蚀、抗老化、不吸水、粘结强度高，能够始终保持其延展性，在大幅度剧烈温度梯度变化环境下，与筒体基面保持牢固的粘结。
5.2性能指标：
项目名称 性能指标
邵尔A硬度：度 45
抗拉强度：MPa 2.0
拉断伸长率：% 100
耐热性 （热空气老化（210℃×168h）后） 邵尔A硬度：度 40
拉伸强度：MPa 1.8
拉断伸长率：％ 100
耐酸性 （耐5％H2SO4（常温×7d）后） 拉伸强度保持率：％ 90
耐酸性 （耐40％H2SO4（常温×7d）后） 拉伸强度保持率：％ 90
6、 施工操作方法
（1）、施工顺序
施工准备→平台搭设→基底清理（钢筒喷砂或者改造烟囱水冲洗）→喷刷底涂→分部验收→玻化陶瓷砖CLT-Ⅱ安装粘贴→验收→施工平台拆除
（2）、CLT-Ⅱ轻质玻化陶瓷贴面砖的安装
1)）基底喷砂
采用压力式喷砂机对母材表面进行喷砂，除去表面全部产物。喷砂后要进行清扫，充分除去灰尘。除锈等级达到Sa2 1/2级。
检验方法：目视法，用比较样块方法进行粗糙测量。粗糙度50～70μm
磨料要求：磨料采用有棱角的铜矿砂，粒径在0.8-1.0mm之间。
压缩空气：喷砂用压缩空气必须配备除油、除湿系统，保证压缩空气质量达到无油、无水；
喷砂工艺参数：压缩空气压力在0.5Mpa以上，喷射角度60～90度，喷射距离100～200mm；
喷砂质量：喷砂质量的检查包括清洁度、粗糙度两个方面，每件每个部位都必须检查，不合格应及时重新喷砂直到合格为止。
2）刷底涂：
a、施工环境温度宜5-30℃相对湿度不宜大于80%。冬季施工应采取加热保温措施，但不能采用明火和蒸汽法直接加热。
b、配制底涂、底胶及粘合剂的容器及工具应清洁、干燥，配制粘合剂应根据施工用量边用边配，并在3小时内用完。施工过程中如发现凝结块等现象时，不得继续使用。
c、滚涂一道底涂干膜厚约40um
3）粘贴玻化陶瓷砖：
a、陶瓷砖的粘贴施工前，要求基层表面干燥、清洁、无浮尘、无油污。
b、施工前首先要对陶瓷砖进行挑选，要求外形尺寸一致、无缺角、裂缝以及明显的凹凸现象。
c、对于主要部位要先进行试排，按尺寸进行切割。然后将涂层表面的灰尘以及浮砂清理干净，找好垂直水平线方可进行粘贴。
d、用抹灰刀在基层表面上抹一层1.5mm厚的粘合剂，在要安装的陶瓷砖的底部和所有各边均匀的抹上一层粘合剂，厚度控制在1.4-1.6mm。然后将陶瓷砖粘贴到衬砌的位置，将陶瓷砖在衬基表面上前后上下移动挤压以消陶瓷砖与衬基之间的空隙。并用橡皮手锤轻轻地敲打，使陶瓷砖牢固的与基层结合，并使其与相邻的砖紧靠。将砌缝中挤出的多余的粘合剂用刀刮去。粘合剂的厚度与各砖的缝隙应控制在2.6-3.0mm。
e、陶瓷砖上的粘合剂涂抹后与涂在基材表面的粘合剂完全紧密粘结是十分重要的，在陶瓷砖与基衬表面之间不应有空隙。
f、当预期要停工时，将已安装好内衬的衬基上和边缘处多余的粘合剂去掉，复工后再继续安装陶瓷砖。
g、砖与砖之间环缝为联缝，纵缝应错缝排列，错缝宽度为砖宽的1/2，最小不得小于1/3。
h、粘贴施工时，应从支承托架开始往上粘贴的顺序进行。连续粘贴的高度不宜过高，应与粘合剂的固化程度相适应，以免下层砖发生错位或移动。
i、砖缝必须填满压实，不得有空隙，多余的粘合剂用刮刀清 理干净。并保证砖缝的密实。
陶瓷铠甲Ⅱ型系统在国电北仑电厂施工效果图
五、工程应用推荐
1、新建工程
砖套筒防腐方案
排烟筒主体采用CLT-I型高性能轻质玻化陶瓷砖、YF-I型高性能轻质玻化陶瓷专用胶结料砌筑,砖内筒外表面设置耐酸砂浆封闭层（大部分）。
优点：
■ 解决了砖缝的防渗问题，达到烟囱防腐要求。
■ 砌体的密度小、强度高，降低桩基成本。
■ 排烟筒施工简单，无需大型施工机械，施工技术要求低。
■ 相同条件下较钢结构排烟筒造价节约1000万元左右，节约钢材达600多吨。
■ 运行维护方便，设有维护通道
钢内筒防腐方案
1）CLT-II玻化陶瓷砖+YF-II耐酸粘结剂粘结在钢基体上
优点
■ 价格适中，施工方法成熟、便捷
■ 复合式的内衬结构，既有橡胶在不同温度下膨胀可逆的伸缩弹性，又有玻化陶瓷砖耐温、耐腐蚀、耐冲刷、抗热震性好的特点，完全满足烟囱防腐要求
2）采用双层玻化陶瓷砖进行错缝粘贴
内层使用40mm厚玻化砖，外层使用30mm厚玻化砖。
错缝粘贴使得玻化砖之间产生了迷宫效应，最大限度的降低了酸液渗透的可能性，并且大大减少了由工人施工操作造成的漏胶、空鼓等现象而留下的隐患。双层粘贴可以有效的化解烟囱正常运行下的张力，极大提高了整个防腐系统抗热震性能力，延长了防腐系统的使用寿命，较好的解决了关于粘结类材料灰缝的问题，70mm的玻化砖厚度整体提升了保温效果，降低了烟气温度对钢筒的影响。
2、改造工程
关于烟囱筒壁推荐三种方案
1）CLT-II玻化陶瓷砖+YF-II耐酸粘结剂粘结在相应基体上，烟囱顶口及底部高充冲刷区域粘贴CLT-I
2）采用双层玻化陶瓷砖进行错缝粘贴
3）原先内衬腐蚀严重，进而影响到整个烟囱筒体的安全，拆除所有内衬及保温层，先用CLT-I陶瓷砖砌筑，然后再粘贴CLT-II陶瓷砖。该系统既有无机材料的刚性（耐冲刷），又有有机材料的柔性（不同温度下膨胀可逆的伸缩性能），整个双层防腐系统抗渗、抗热震性、耐腐蚀性都得到了极大的优化，对混凝土筒壁形成了多重、致密的保护体系,保证了烟囱的安全运行。
我们针对烟囱技改项目的特殊性以及施工工艺中的难点，从烟气成分、压力，烟囱结构、烟囱防腐工作环境、烟囱防腐工作界面等方面进行全方位的分析与研究，提出最优化的节点设计方案（烟囱顶口、牛腿、积灰平台、水平烟道与烟囱外筒接缝等关键部位）。
六、CLT与进口泡沫玻璃砖、国产泡沫玻璃性能对比
项目名称 单位 宾高德55# 宾高德88# 国产泡沫玻璃 CLT-Ⅱ
体积密度 kg/m3 190 ≤200 <200 350
抗压强度 Mpa 1.4 ≥1.6 0.8 2.5
抗折强度 Mpa 0.63~0.84 0.7 0.6 1.6
导热系数 W/（m•K） 0.084 0.058 0.08 0.15
体积吸水率 ％ 0.2 ≤0.2 <0.5 0.5
膨胀系数 10-6/℃ 5.5 ≤8.8 <9.0 6.3
由上表可知（以进口泡沫玻璃砖为例）：
1. 本产品的抗压强度和抗折强度要远胜进口玻璃砖。从实物样品来看，进口玻璃砖样品的机械强度低，用手指轻安样品表面即产生痕迹，易脱落碎屑。而本产品由于强度高故不会出现上述现象。烟囱内烟气气流冲刷的速度很高，在高速冲刷区烟气流速达到了20m/s左右，因此对烟囱内壁防腐体系有很高的耐冲刷与耐冲击要求，防止因烟气冲刷导致材料表面气流风蚀以及碎屑的产生和沉积，甚至于材料的脱落，保证整个烟气防腐体系的安全稳定。玻化陶瓷砖具有极高的材料稳定性及较高的物理强度，并且有完整的封闭式烟气接触平面作为防腐系统的工作面，因此更加适应烟囱内干湿冷热交替的强腐蚀高速烟气的实际工况。
2. 本产品的膨胀系数高于进口玻璃砖，相比之下，本产品就更接近于钢板内筒的膨胀系数，避免了粘贴的两者因膨胀系数的差别过大而导致防腐层裂缝的产生，也就更加适合于脱硫工况和非脱硫工况交替运行的、温度交变的重腐蚀性的环境。
3. 虽然玻化陶瓷砖的容重略大于玻璃砖，但相对于整个钢内筒来说，增加的重量只相当于整个钢内筒总重量的2%，完全在钢内筒及其桩基的设计余量范围之内，并不会对烟囱结构的承重产生影响， 因此也不会增加钢内筒的实际用钢量。
4. 目前市场上，进口玻璃砖的价钱远远高于玻化陶瓷砖，国产玻璃砖的价钱略微比玻化陶瓷砖低，但是结合我们产品在性能上的优势，所以我们产品在整个性价比方面是出色的。
七、部分电力工程应用业绩
序号 工程名称 高度 设计单位 机组大小 采 用 材 料
1 大唐华银金竹山电厂 210 湖南电力设计院 2*600MW CLT-Ⅰ砌体砖
2 大唐湘潭电厂 210 湖南电力设计院 2*600MW CLT-Ⅰ砌体砖
3 湖南益阳电厂 210 湖南电力设计院 2*600MW CLT-Ⅰ砌体砖
4 浙江宁波北仑港电厂七号烟囱 240 华东电力设计院 2*1000MW CLT-Ⅱ贴面砖
5 华润登封电厂一期 240 脱硫技改项目 2*300MW CA-Ⅱ系统
6 浙江平湖电厂 120 杭州联合设计院 2*50MW CLT-Ⅰ砌体砖
7 常州第一热电厂 120 脱硫技改项目 CA-Ⅰ系统
8 辽宁盘锦通达化工集团 120 中国联合工程公司 CLT-Ⅰ砌体砖
9 大唐甘肃景泰电厂 240 西北电力设计院 2*600MW CA-Ⅱ系统
10 中电投上海漕泾电厂 240 华东电力设计院 2*1000MW CA-Ⅱ系统
11 国投曲靖电厂二期 210 脱硫技改项目 2*300MW CA-Ⅱ系统
12 华润彭城电厂三期 240 华东电力设计院 2*1000MW CA-Ⅱ系统
13 中电投平顶山第二电厂一期 240 河南电力设计院 2*1000MW CA-Ⅱ系统
14 国投曲靖电厂一期 210 脱硫技改项目 2*300MW CA-Ⅱ系统
15 徐州彭城电厂三期 240 华东电力设计院 2*1000MW CLT-Ⅱ系统
16 平顶山姚孟电厂一期 150 河南电力设计院 2*300MW CA-II系统 CA-I系统
17 华能济宁电厂 210 山东电力工程咨询院 2*350MW CLT-Ⅱ系统
18 国电榆次电厂 240 山西电力勘察设计院 2*330MW CLT-Ⅱ系统
19 国电谏壁电厂七期 240 华东电力设计院 2*1000MW CLT-Ⅱ系统
20 三吉利商丘裕东电厂 210 脱硫改造项目 2*300MW CLT-Ⅱ贴面砖
注：红色标记为非单筒烟囱
