玻璃鳞片胶泥--烟囱防腐方案介绍

  1、前言
    随着我们国家对环保的重视程度越来越高，以及《火电厂大气污染物排放标准》（GB  13223—2011）的生效执行，各发电企业都对新建或投产的火力发电项目投入了一定的资金来实现国家现行的排放标准，其中对烟气排放物的整治更是重中之重，经过几年的实践，从过去的在脱硫后的烟道上设置GGH到现在不设GGH，而需要对烟囱进行防腐处理，在烟囱防腐处理上从开始的涂料式到现在的钛复合板、胶泥防腐法、衬防腐砖法、或用玻璃钢法等。本文介绍玻璃鳞片胶泥防腐方法在烟囱防腐中的使用。
  2、玻璃鳞片胶泥材料介绍
    所谓的玻璃鳞片胶泥的全称叫“（抹压型）玻璃鳞片胶泥”。
    合格的玻璃鳞片胶泥是由乙烯基树脂、玻璃鳞片、多种填料、固化剂等为主要材料加工而成，其特点：
    ——优良的耐化学介质、高温湿态腐蚀性气体性能
    ——极低的水蒸气渗透率、硬化收缩率小、线性膨胀系数低。
    ——充分抵挡高温及稳定巨变，较低的磨损性能。
    ——常温硬化、成型施工简单、修补容易
    ——充填性能好，粘接力强，可与金属、混凝土、砖、玻璃、木材、塑料、橡胶、保温材料等任何材料物体粘接，与金属的粘接强度大于15MPa，与混凝土的粘接强度大于20MPa。
    物理性能
序号 检测项目 指标
1 未硬化胶泥外观 各色泥状物
2 拉伸强度MPa ≥25
3 弯曲强度MPa ≥26
4 树脂含量≥ 55%-65%
5 粘接强度≥MPa 10
6 冲击强度J/cm2 ≥0.41
7 延伸率% 0.7
8 线性膨胀系数/℃ ≤1.04*10-5
9 水蒸气扩散速率g/hr.cm2 1.5*10-5
10 长期耐温 ≯160℃
11 短时耐温（30分钟） ≯180℃
    被广泛的用于：
    ——石油储槽、化学品油船、铁路桥梁、高铁路基等表面涂覆
    ——海洋工程建筑物构筑物、钢结构的防腐
    ——防腐抗磨管道、烟气脱硫装置、烟囱的耐腐蚀衬里、烟塔合一的冷却塔衬里防腐
    ——建筑物地表、排水沟、污水池的耐蚀覆盖层
    ——食品、制药工艺设备
  3、烟囱防腐方法对比

序号 烟囱防腐基底结构    防腐方式    技术评判    性价比评论
1    钢结构（钢内筒） 
    1）合金（钛、镍）复合板法 技术可行  造价高（昂贵），性能可靠、施工质量可控性好、寿命长
维护量小
  
    2）玻璃鳞片胶泥法 技术可行  造价中等，性能可靠、施工质量可控性好、寿命长
维护量小、且有在脱硫设备上运行多年的成功经验
    3）衬玻化砖法 技术较可行 造价中等，性能可靠、施工质量可控性不好
    3）涂料法 技术较可行 造价低，施工质量可控性差，维护量大
2    混凝土（直接在混凝土烟囱内壁上做防腐） 
    1）玻璃鳞片胶泥法 技术可行  造价中等，性能可靠、施工质量可控性好、施工时间短、寿命长，维护量小
    2）衬玻化砖法  技术可行  造价中等，性能可靠、寿命长，施工质量可控差、施工工期长、维护量大
    3）涂料法 技术较可行   造价低，施工质量可控性差，实际中很难保证  维护量大
3    衬（耐火）砖 
    1）玻璃鳞片胶泥法 技术可行  造价中等，性能可靠、施工质量可控性好、寿命长，新老烟囱都可行
    2）衬玻化砖法 技术可行  造价中等，施工质量可控差且难以保证，老烟囱更不宜，施工工期长
    3）涂料法 技术不可行 很难保证涂层完整
4  玻璃钢烟囱或衬里 -----略  
  4、玻璃鳞片胶泥防腐材料在烟囱防腐中的应用
    玻璃鳞片胶泥防腐材料在烟囱防腐中的应用主要有钢内筒、衬砖（耐火砖或粘土砖）、混凝土等几种结构形式。
在我国，玻璃鳞片胶泥防腐材料在脱硫装置上应用有近十年（国际上有几十年）的成功经验，可以说在烟囱上使用是没问题的。目前出现了一些问题（不好的负面影响），主要是两种原因：1）、是材料不合格，不是真正的玻璃鳞片胶泥材料（不是抹压型的玻璃鳞片胶泥，是喷涂式的，可以说这种不能称作玻璃鳞片胶泥）；2）、施工过程把控不严，方法不当致使防腐材料与基体粘接出现问题，最后出现脱落现象；3）、对有内衬耐火砖结构的烟囱，玻璃鳞片胶泥法防腐结构、方法不正确（本文强力推荐一个很好的结构形式）。
  5、（几种结构形式下的）烟囱玻璃鳞片胶泥防腐方案介绍
    A、钢内筒防腐方案介绍
    由于玻璃鳞片胶泥防腐在脱硫装置上成功使用，脱硫装置也大都是钢铁结构的，所以对于钢内筒的烟囱防腐的具体方法这里就不详细介绍了。但要制定好烟囱出口、烟囱底部的防腐方案。
    B、混凝土烟囱（无内衬）
    玻璃鳞片胶泥防腐方案介绍
    由于现在所有的燃煤火力发电机组都装设了脱硫装置，新安装的机组大都取消了旁路烟道（老的有旁路的也都在陆续改造取消）和GGH，在这种工况下进入烟囱的脱硫后的烟气温度基本都在50℃左右，而且是基本饱和的“烟水气”，PH值大约在3-5左右，向上流动的烟气在烟囱内壁上形成很大的结露水，对烟囱内壁极具腐蚀性。
对于没有旁路烟道、取消了GGH的脱硫装置，当非正常情况下脱硫吸收塔入口也要有喷水降温装置，所以任何工况下流经烟囱的烟气温度都不会有高温了，更何况吸收塔内的一些装置的抗温能力有不超过110℃的（如除雾器）。所以我们建议混凝土结构烟囱不再设计其它结构衬里了（浪费资源又浪费工期），在混凝土的烟囱内壁上直接做玻璃鳞片胶泥防腐层，方法如下：
    1）、清理面层
    对烟囱内壁进行棱角、毛刺清理打磨；喷砂打毛；用压缩空气吹扫（新烟囱，老烟囱要用高压水喷洗）；保证表面不能有油污和灰尘，待混凝土表层20mm深内含水率小于6%情况下即可下道工序---底漆。
    2）、底漆
    对于底漆作业和防腐作业的气候条件：气温不低于+5℃、环境温度大于露点温度3℃以上，相对湿度不大于85%。
    对具备防腐条件的基层进行两次底漆涂刷，要保证前次涂刷料可靠固化的情况下进行下道涂刷，两次涂刷总厚度不小于80μm。
    3）、胶泥找平层
    由于混凝土表面的凸凹不平较为严重，且可能会有很多深坑等，需要用具有较强粘接力的专用胶泥找平，一是为玻璃鳞片施工提供一个平整的基体，二是对基体的粘接强度起一个提升作用。厚度不作规定，找平就行。
    4）、两遍的玻璃鳞片胶泥防腐层
    要在前一道防腐层可靠固化后方可进行下道涂层的施工，常温下间隔不少于18小时。两次玻璃鳞片胶泥图层厚度在3mm左右。
    5）、面漆
    对经过检查合格的防腐层就可进行最后一道工序的施工，面漆施工。
    6）、防腐部位设计及要求（寿命保证30年）见下表
序号 部位 技术要求
1 烟囱底部-积灰斗 
    1、与排水口法兰等做好过渡
    2、整个底部及侧壁300mm以下做抗磨层
    3、整个底部厚度不小于4mm
2 烟道进出口 
    1、做好与烟道膨胀节的过渡和衔接
    2、防腐层厚度2—3mm
3 侧壁 
    1、防腐层厚度在2—3mm
4 烟囱口 
    1、烟囱口一直到外侧5m以内做防腐层
    2、防腐层厚度2—3mm
5 避雷针 1、当烟囱避雷针设计成碳钢时，要对避雷针进行防腐，防腐层厚度不小于2mm。并建议采用耐腐蚀材料的避雷针
6 烟囱爬梯、平台 
    1、对烟囱爬梯顶部5m以内进行防腐处理，厚度不小于2mm
    2、烟囱顶部以下5米内平台防腐处理，厚度不小于2mm
7）、施工时间计划（合理工期）
序号 项目名称 工期-天
1 施工准备 10
2 基底处理 12
3 底漆 10
4 找平 8
5 首次防腐层 8
6 二次防腐层 8
7 检查、修理 3
8 面漆 8
9 拆除 8
10 完工 　
　 总工期 75

    C、带有内衬（砖）的混凝土烟囱
    玻璃鳞片胶泥防腐方案介绍
    1）、清理面层
    对烟囱内壁进行棱角、毛刺清理打磨；喷砂打毛；用压缩空气吹扫（新烟囱，老烟囱要用高压水喷洗）；保证表面不能有油污和灰尘，待混凝土表层20mm深内含水率小于6%情况下即可下道工序---底漆。
    2）、底漆
    对于底漆作业和防腐作业的气候条件：气温不低于+5℃、环境温度大于露点温度3℃以上，相对湿度不大于85%。
    对具备防腐条件的基层进行两次底漆涂刷，要保证前次涂刷料可靠固化的情况下进行下道涂刷，两次涂刷总厚度不小于80μm。
    3）、胶泥找平层
    由于衬砖表面的凸凹不平较为严重，且还有很多沟缝等，需要用具有较强粘接力的专用胶泥进行填充找平，一是为玻璃鳞片施工提供一个平整的基体，二是对基体的粘接强度起一个提升作用，三是防止防腐层与基底间有空隙存在（产生气鼓后使防腐层脱落）。厚度不作规定，填满找平就行。
    4）、安装加强网
    加强网对基底与防腐胶泥的粘接起到了一个非常强的加强过渡作用，对防腐胶泥的抗撕裂能力也大大增强，通过过渡网也使得防腐层与基底粘接附着力均匀分布，不会因应力集中而产生局部开裂现象，彻底解决了防腐胶泥与基底的粘接不好、开裂等问题。
全部玻璃鳞片防腐层荷载约在5—6kg/m2,固定后的加强网承载力不低于100kg/m2，加强网与玻璃鳞片防腐层形成的粘接力总荷载不低于300 kg/m2。
    5）、两道玻璃鳞片防腐层
    在已固定好的加强网上面做两道玻璃鳞片胶泥，在第一道玻璃鳞片胶泥干固后方能进行第二遍施工。两道玻璃鳞片厚度在3-4mm间，压条、压片处做平滑过渡处理。
    6）、“牛腿”伸缩保护层处理
    带有内衬砖的烟囱都会有用于支撑砖的“牛腿结构”，这个部位的防腐处理给许多防腐方案带来困惑。所以该部位防腐方法的成败是该防腐方案的主要考核点。
按照正常的程序完成牛腿处上下区域的防腐层（和其它区域一同完成），上侧做到牛腿混凝土顶部，下侧做到牛腿下的砖缝以下。牛腿处的详细做法如下：
    a)、清理基底:把牛腿下方砖与混凝土牛腿间的缝隙清理干净，清理出渣土，深度大于100ｍｍ；
    b)、用聚氨酯密封膏和硅橡胶类高温弹性粘结密封材料进行灌缝处理;
    c)、然后在牛腿上下铺设固定防腐蒙皮，在蒙皮上下边缘处作玻璃鳞片防腐加强层，并与原来防腐层做好过渡链接，使之顺着筒壁留下的液体不渗透到防腐层里面去。见示意图。
若有滴水板则去掉滴水版，蒙皮将滴水板全部蒙里面。
    7）、面漆施工
    对经过检查合格的防腐层就可进行最后一道工序的施工，面漆施工。
     8）、防腐部位设计及要求（寿命保证30年）
序号 部位 技术要求
1 烟囱底部-积灰斗 1、与排水口法兰等做好过渡
2、整个底部及侧壁300mm以下做抗磨层
3、整个底部厚度不小于4mm
2 烟道进出口 1、做好与烟道膨胀节的过渡和衔接
2、防腐层厚度3—4mm
3 侧壁 1、防腐层厚度在3—4mm
4 烟囱口 1、烟囱口一直到外侧5m以内做防腐层
2、防腐层厚度2—3mm
5 避雷针 1、当烟囱避雷针设计成碳钢时，要对避雷针进行防腐，防腐层厚度不小于2mm。并建议采用耐腐蚀材料的避雷针
6 烟囱爬梯、平台 1、对烟囱爬梯顶部5m以上进行防腐处理，厚度不小于2mm
2、烟囱顶部以下5米内平台防腐处理，厚度不小于2mm
    9）、施工时间计划（合理工期）
序号 项目名称 工期-天
1 施工准备 10
2 基底处理 13
3 底漆 8
4 找平 10
5 加强网安装 8
6 首次防腐层 8
7 二次防腐层 8
8 牛腿保护层 8
9 检查、修理 3
10 面漆 7
11 拆除 7
12 完工 　
　 总工期 90
  6、综述
    6.1  由于玻璃鳞片胶泥材料在脱硫装置上的成功使用，并被业界所认可，所以对其在烟囱防腐上的应用肯定是没有问题的，除非烟气温度长期超过160℃。况且对烟囱内防腐层的要求是防渗、防腐，基本上没有抗磨的要求，远低于在脱硫装置内的要求，所以它的使用寿命会更长。
    6.2  这里值得一提的是，所用的玻璃鳞片胶泥必须是“抹压型”型，在脱硫装置中成功使用的也不是“喷涂型”的。玻璃鳞片胶泥要选用好的合格的产品。
    6.3   成功的秘诀就是：1）、合格的材料性能；2）、正确的工艺结构；3）、严格的施工控制过程。