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耐磨耐蚀涂层的作用是什么?
耐磨陶瓷涂料是一种非金属胶凝材料,它是采用耐酸和耐碱的人工合成原料经严格的工艺配比和先进的无机聚合技术制成的一种粉状陶瓷材料。在施工现场,将特制液体无机胶水加入这种材料,采用人工或机械方式涂抹在设备内衬或表面,经过一系列的化学反应,在常温下3d后达到陶瓷的结合强度和硬度,故名耐磨陶瓷涂料。其特点是:
(1)具有极高的机械强度和刚度 陶瓷耐磨涂料主要由耐磨骨料和结合系统组成,密度非常大,无大的宏观缺陷,强度可达130Mpa,是一般混凝土和耐火浇注料无法企及的,主要是采用了离子化合物和部分人工合成共价化合物,其离子键结合牢固,所以强度和刚度很大,可有效抵御物料的冲击力和剪切应力。而结合系统由于采取复合强化措施和特殊处理,形成化学结合,致使其强度很高。 (2)具有优良的韧性和抗震性 由于陶瓷耐磨料采用无定向刚纤维和定向网状增强措施,通过耦合进一步改善韧性,所以断裂韧性强,可有效防止冲击力造成的破损和剥落。另一方面由于离子键和其共价键为强结合键,键能比较高,低温对其影响很小,而且它的振动频率极高,常温难以对其构成威胁,不会产生热震损毁。
(3)整体性好 由于耐磨陶瓷涂料采取了双重补强措施,有的甚至采取了多种补强措施,有效地改善了材料性能。而且陶瓷材料低的膨胀系数等,使其体积稳定,不可能产生裂缝,因而整体性好,另外施工为整体施工,无接缝出现,因而整体性进一步提高。
(4)环境相容性好 由于采用了耐酸和耐碱的人工合成原料,不会和矿渣发生反应,同时由于这种材料多为高温合成原料,晶体发育好,结构完整,环境温度不会对它造成大的影响,属环境惰性材料,因而对环境敏感性差。
(5)无环境污染 耐磨陶瓷涂料为无机非金属材料,主要成份为硅酸盐,和地球岩石圈成份相近,不会造成土质恶化和重金属离子污染,不会影响生态环境,是一种绿色环保型的产品。
由于具有上述特点,常温耐磨陶瓷涂料的耐磨性能是16Mn 钢的9 倍、65Mn 钢的8 倍、耐火浇注料的45 倍,可适宜于水泥、国防、石油、化工行业等各种高、低温设备的关键耐磨防腐处理层,是替代现有的耐磨陶瓷片、耐磨钢的新一代理想材料,解决了各行业因风选磨蚀、冲击磨蚀、部件频繁停工检修等问题。
耐磨陶瓷涂料的适用范围
可广泛应用于水泥、钢铁、火电、石化行业以及国防工业中很多物料强冲刷,强腐蚀,重磨损的部位。
化工管道防腐是怎么做的
设备、管道防腐施工工艺标准
(QB-CNCEC J050105-2004)
1 适用范围
本工艺标准适用于民用及一般工业建筑的设备、管道的防腐蚀施工操作。
2 施工准备
2.1 原材料要求
2.1.1 防腐底漆和面漆涂料,涂料应具有产品合格证。
2.1.2 溶剂和稀释剂:汽油、松节油、苯、二甲苯、丙酮、乙醇、丁醇、醋酸、乙脂、醋酸丁脂。
2.1.3 砂布、砂轮片、干净棉布、干净棉纱、抹布、粗砂纸。
2.1.4 建筑石油沥青10、30号,普通石油沥青75、65、55号,环氧煤沥青底漆、环氧煤沥青面漆,稀释剂、固化剂、中碱玻璃丝布,聚氯乙烯胶带
2.1.5 橡胶粉、高岭土、5~6级石棉、滑石粉、石灰石粉、塑料布、木材、煤
2.2 主要工机具
2.2.1 空气压缩机、分离器、储砂罐、喷枪、钢丝刷、小油桶、漆膜测厚仪、火花检漏仪等。
2.2.2 人字梯、高凳、搅拌棒、护具、手套、口罩、眼镜。
2.2.3 泡沫灭火器、干砂、防火铁锨。
2.3 作业人员要求
主要施工人员:油工,施工前已进行安全教育和职业培训。
2.4 外部环境条件
2.4.1 金属管道和设备已安装完,具备防腐条件。
2.4.2 温度应符合所用涂料的温度限制。有的涂料需要低温固化,有的则需要高温固化。
2.4.3 施工前,应对涂料的名称、型号、颜色及质量进行检查,是否与设计规定或选用要求相符;检查制造日期是否超过贮存期。有效期内的涂料,按说明书的配合比例混合后使用,超过贮存期的涂料,应开桶检验,A、B组份如无增稠凝胶变质等现象,一般仍可使用,但需要配制小样试验或作检验,无异常和符合质量标准时,方可使用
2.4.4 涂装作业时,周围环境对涂装质量起着很大的作用,特别是气候环境。
2.4.5 相对湿度和露点:涂装时的相对湿度一般规定不能超过85%;被涂物表面温度比露点高3℃以上,可以进行涂装。
2.4.6 涂装环境还应包括照明条件、通风、脚手架、风力等条件。
2.4.7 沥青锅应架设在离施工地点最近的地方并经消防部门同意。
3 操作工艺
3.1 工艺流程
3.1.1 设备、管道防腐工艺流程
基面处理 → 调配涂料 → 刷中间漆 → 刷或喷涂施工 → 养护
3.1.2 埋地管道防腐工艺流程
3.1.2.1 沥青防腐层施工工艺流程
沥青底漆的配制 → 调制沥青马蹄脂 → 除锈 → 冷底子油 → 沥青 → 包布 → 沥青 → 包布 → 沥青
3.1.2.2 环氧煤沥青防腐层施工工艺流程
除锈 → 涂料调制 → 涂刷底漆 → 涂刷面漆 → 缠玻璃丝布 → 涂刷面漆 → 缠玻璃丝布 → 涂刷面漆 → 电火花检测
3.2 操作细则
3.2.1 设备、管道防腐
3.2.1.1 基面处理:
A)金属表面锈垢的清除程度,是决定防腐效果的重要因素.为增强涂料与金属的附着力,取得良好的效果,必须清除金属表面的灰尘、污垢和锈蚀,露出金属光泽方可刷涂底漆。
B)表面去污:去污的方法、适用范围、施工要点详见表3.2.1.1中所示。
表3.2.1.1 金属表面去污
去污方法 适用范围 施工要点
溶剂清洗 煤焦油溶剂(甲苯、二甲苯等);石油矿物溶剂(溶剂汽油、煤油);氯代烃类(过氯乙烯、三氯乙烯等) 除油、油脂、可溶污物和可溶涂层 有的油污要反复溶解和稀释,最后要用干净溶剂清洗,避免留下薄膜。
碱
液 氢氧化钠30g/L
磷酸三钠15g/L
水玻璃5g/L
水适量
也可购成品 除掉可皂化的油、油脂和其他污物 清洗后要做充分冲净并做钝化处理(用含有0.1%左右重的铬酸、重铬酸钠或重铬酸钾溶液冲洗表面),
乳剂除垢 煤油67%
松节油22.5%
月酸5.4%
三乙醇胺3.6%
丁基绒纤剂1.5%
也可购成品 除油、油脂和其他污物 冲洗后用蒸汽或热水将残留物从金属表面上冲洗净
C)除锈方法有人工除锈、机械除锈、喷砂除锈等方法:
a)人工除锈一般先用手锤敲击或用钢丝刷、废砂轮片除去严重的厚锈和焊渣,再用刮刀、钢丝布、粗破布除去严重的氧化皮、铁浮锈及其他污垢。最后用干净的布块或面纱擦净。对于管道内表面除锈,可用圆形钢丝刷 ,两头绑上绳子来回拉檫,至刮露出金属光泽为合格。
b)机械除锈,可用电动砂轮、风动刷、电动旋转钢丝刷、电动除锈机等除锈设备进行除锈。
c)喷砂除锈是利用压缩空气喷嘴喷射石英砂粒,吹打锈蚀表面将氧化皮、铁锈层等剥落。施工现场可用空压机油水分离器沙斗及喷枪组成。除锈用的压缩空气中不能含有水分和油、油脂,必须在其出口处安设油水分离器,空压机压力保持在0.4~0.6MPa,石英砂的粒度1.0~1.5mm,要过筛除去泥土杂质,再经过干燥处理。喷砂要顺气流方向,喷嘴与金属表面呈700~800 夹角,相距100~150mm。在金属表面达到均匀的灰白色时,再用压缩空气清扫干净后,进行涂料刷涂。
d)在被涂物实施喷砂除锈前,其加工表面必须平整,表面凹凸不得超过2mm,焊缝上的焊瘤、焊
e)经过喷砂处理后的金属表面应呈现均匀的粗糙度, 除钢板原始锈蚀或机械损伤造成的凹坑外,不应产生肉眼明显可见的凹坑和飞刺,表面粗糙度达到40~75μm。
f)喷砂除锈检验合格后在涂第一道底漆前应将被涂物表面清扫干净。
g)喷砂除锈应在规定的时间内涂刷第一道底漆。对于大型设备,无法在规定时间内完成的,可采用分段喷砂的办法保证表面处理的质量。
3.2.1.2 调配涂料
A)根据设计要求,按不同管道、设备,不同介质不同用途及不同材质选着择涂料。
B)将选择好的涂料桶开盖,根据涂料的稀稠程度加入适量稀释剂。涂料的调和程度要考虑涂刷方法,调和至适合手工刷涂或喷涂的稠度。喷涂时,稀释剂和涂料的比例可为1:1~2。搅拌均匀以可刷不流淌、不出刷纹为准,即可准备涂刷。
3.2.1.3 涂料施工
A)被涂物外表面涂漆前必须清洁干净无灰尘,并保持干燥,在雨天或潮湿的天气下禁止施工。施工的最佳环境要求:相对湿度低于85%,底材温度高于露点温度3℃以上。 进行涂料施工时,应先进行试涂。
B)在底漆涂刷之前,应对结构转角处和焊缝表面凹凸不平处,用与涂料配套的腻子抹平整或圆滑过渡,必要时,应用细砂纸打磨腻子表面,以保证涂层的质量要求。涂料施工时,层间应纵横交错,每层宜往复进行(快干漆除外),均匀为止。
C)涂层数应符合设计要求,面层应顺介质流向涂刷。表面应平滑无痕,颜色一致,无针孔、气泡、流坠、粉化和破损等现象。
D)如所用涂料为双组分包装,施工时必须严格按油漆制造厂商的使用说明书中规定的配比进行配制。涂料配制时,应充分搅拌均匀,避免水和杂物混入,同时根据气温条件,在规定的范围内,适当调整各组分的加入量,调整涂料的粘度至适于施工。 A 、B两组分混合搅匀后应按规定放置一定时间,配制好的涂料应在规定时间内用完,以免胶化报废。
E)涂层间隔时间一般为24小时 (25℃)。如施工交叉不能及时进行下道涂层施工时,在施工下道涂层前应先用细砂布打毛并除灰后再涂。第一道涂层的表面如有损伤部分时,应先进行局部表面处理或砂纸打磨,再彻底清除灰土,补涂后进行涂漆,对漏涂或未达到涂膜厚度的涂面应加以补涂。涂漆时应特别注意边缘、角落、裂缝、铆钉、螺栓、螺母、焊缝和其他形状复杂的部位。
当使用同一涂料进行多层涂刷时,宜采用同一品种不同颜色的涂料调配成颜色不同的涂料,以防止漏涂。
F)设备、管道和管件防腐蚀涂层的施工宜在设备、管道的强度试验和严密性试验合格后进行。如在试验前进行涂覆,应将全部焊缝留出,并将焊缝两侧的涂层做成阶梯接头,待试验合格后,按设备、管道的涂层要求补涂。
3.2.2 沥青防腐层施工
沥青防腐结构及等级见表3.2.2所示
3.2.2.1 沥青底漆的配制
沥青底漆是由沥青和汽油混合而成,沥青底漆和沥青涂层用同一种沥青标号,一般采用建筑石油沥青。配制底漆时按其配合比配制:
沥青:汽油=1:3(体积比)
沥青:汽油=1:2.25~2.5(质量比)
表3.2.2 沥青防腐层结构及等级
防腐层等级 结 构 防腐层厚度(mm) 厚度允许偏差(mm)
普通级 沥青底漆—沥青涂层—外包保护层 3 -0.3
加强级 沥青底漆—沥青涂层—加强包扎层—沥青涂层—外包保护层 6 -0.5
特加强级 沥青底漆—沥青涂层—加强包扎层—沥青涂层—加强包扎层—沥青涂层—外包保护层 9 -0.5
制备沥青底漆,先将沥青打成小块,放进干净的沥青锅内用文火逐渐加热并不断搅拌,使之熔化。加热至170℃左右进行蒸发脱水,不产生气泡为止,将热沥青慢慢倒入制备桶内冷却至80℃左右,一面搅拌一面将按比例备好的汽油掺进热沥青中直至完全混合为止。冷底子油应在≥60℃时涂刷成膜,膜厚0.15mm左右。
3.2.2.2 沥青涂料的配制
沥青涂料是由建筑石油沥青和填料混合而成,填料可选用高岭土、七级石棉、石灰石粉或滑石粉等材料。沥青标号和填料品种由设计选定。其混合配比为高岭土:沥青=1:3(重量比),其他品种可掺入10%~25%左右的填料粉。制备沥青涂料,先将沥青打成小块,放进干净的沥青锅中,一般装至锅容量的3/4,不得装满。用文火逐渐加热并不断搅拌,使之熔化。加热至160~180℃左右进行蒸发脱水,温度不能超过220℃,继续向锅中加沥青,继续搅拌。然后慢慢将粉状的高岭土分小批加入到已完全熔化的沥青中,搅拌完全熔合为止。
3.2.2.3 管道除锈见本施工工艺第3.2.1.1条基面处理。
3.2.2.4 涂刷沥青底漆,在除完锈、表面干燥、无尘的金属表面上均匀地刷上1~2遍沥青底漆,厚度一般为1~1.5mm,底漆涂刷不可有麻点、漏涂、气泡、凝块、流痕等缺陷。沥青底漆彻底干燥后进行下道工序。
3.2.2.5 涂刷沥青涂料,将熬好的沥青涂料均匀地在金属表面刷一层,厚度为1.5~2mm。不得有漏刷凝块和流痕,若连刷多遍时,必须在上一层干燥后不沾手方可涂第二遍。热熔沥青应涂刷均匀,涂刷方向要与管轴线保持600方向。
3.2.2.6 加强包扎层的作法。沥青涂层中间所夹的内包扎层采用玻璃丝布、油毡、麻袋片或矿棉纸等材料;外包扎保护层采用玻璃丝布、塑料布等材料。最好选用宽度为300~500mm卷装材料便于施工。操作时,一个人用沥青油壶浇热沥青,另外的人缠卷材料,包扎材料绕螺旋状包缠,且与管轴线保持600夹角。全部用热沥青涂料粘合紧密,圈与圈之间的接头搭接长度为30~50mm,并用热沥青粘合。缠扎时间应掌握再面层浇涂沥青后处于刚进入半凝固状态时进行。任何部位不得形成气泡和褶皱。
3.2.2.7 若有未连接、焊缝或施工中断处,应作成每层收缩为80~100mm的阶梯式接茬。
3.2.2.8 保护层目前多采用塑料布或玻璃丝布包缠而成.其施工方法和要求与加强包扎层相同,圈与圈之间的搭接长度为10~20mm,应粘牢。
3.2.2.9 由于管道安装完毕后管底距地沟底面太近,用手及刷子很难刷到每个部位或刷匀,采用油毡兜抹法施工。先将油毡按管径裁剪,若管径φ500mm,油毡宽为250mm;φ500mm,宽为500mm,长为两倍管径加1.2~1.5m。用裁剪好的油毡从管底穿过将管兜住,使下部管外壁与油毡紧紧接触。用沥青油壶向管道顶部边移动边浇涂已经熬好的热沥青底漆(冷底子油)、热沥青涂料(沥青马蹄脂)。使之沿着管道周壁向下流淌至管下部外壁与油毡结合处。此时上下抖动油毡,使油毡与管外壁摩擦,中间夹着热沥青,达到涂抹热沥青底漆或沥青涂料的目的。
3.2.3 环氧煤沥青防腐层施工
环氧煤沥青防腐层的结构及等级见表3.2.3(1),中碱玻璃丝布宽度见表3.2.3(2)所示。
表3.2.3(1) 环氧煤沥青防腐层的结构及等级
防腐层等级 结 构 干膜厚度(mm) 总厚度(mm)
普通级 底漆—面漆—面漆 ≥0.2 0.4
加强级 底漆—面漆—玻璃丝布—面漆—面漆 ≥0.4 ≥0.6
特加强级 底漆—面漆—玻璃丝布—面漆—玻璃丝布—面漆—面漆 ≥0.6 ≥0.8
表3.2.3(2) 中碱玻璃丝布宽度
管径(mm) 60—89 114—159 219 273 377 426—529 720
布宽(mm) 120 150 200—250 300 400 500 600—700
3.2.3.1 金属除锈见本施工工艺第3.2.1.1条基面处理。
3.2.3.2 涂料调制按照厂家提供的配合比进行,先将底漆或面漆倒入干净的容器内,再缓慢加入固化剂边加入边搅拌均匀。油漆桶打开后,先将桶内油漆充分搅拌均匀,使其混合均匀无沉淀。配好的调料须熟化30min以后方能使用,在常温下调好的涂料可以使用4~6h左右。
3.2.3.3 涂刷,涂刷过程中,如果粘度太大不宜涂刷时,可加入重量不超过5%的稀释剂。操作时先在除锈后的钢管上尽快涂刷底漆,涂刷均匀不可漏刷,每根钢管两端各留150mm左右以备焊接后再涂刷。底漆干透后,用面漆和滑石粉调成腻子,在底漆上打匀后涂刷面漆,涂刷均匀不可漏涂。常温下底漆和面漆间隔时间不超过24h。普通级防腐——第一遍面漆干后可涂刷第二遍面漆;加强级防腐——第一遍面漆后缠绕玻璃丝布,包缠时必须将玻璃丝布拉仅不能出现鼓包和褶皱,玻璃布的环向压边宽度为100~150mm,包缠完涂刷第二遍面漆,漆量要饱满达到一定厚度,将玻璃丝布的空隙全填密实。第二遍面漆干后涂刷第三遍面漆;特加强级防腐——操作方法与加强级防腐相同,两层玻璃丝布缠绕的方向必须相反,每一遍面漆都必须在上一遍面漆干了以后方可涂刷,此时的干是指用手指推捻防腐层时不移动。
4 质量标准
4.1 主控项目
4.1.1 施工所用涂料应有出厂合格证及技术说明书,同时应确保所使用的技术说明书是最新版本的。
4.1.2 表面处理等级必须符合设计要求。
4.1.3 涂层数和涂层厚度应符合设计要求。
4.2 一般项目
4.2.1 表面处理
4.2.1.1 手工或动力除锈应除去表面所有松散的氧化皮、铁锈、旧涂膜和其他有害物质,
但不得使金属表面受损和变形。
4.2.1.2 喷砂除锈处理后的金属表面应呈均匀的粗糙面,除钢板原始锈蚀或机械造成的凹坑外,不应产生肉眼明显可见的凹坑和飞刺。
4.2.2 涂层检查
4.2.2.1 涂料施工过程中,应随时检查涂层层数及涂刷质量。
4.2.2.2 涂层施工完成后应进行外观检查,涂层应光滑平整,颜色一致,无气泡、剥落、漏刷、反锈、透底和起皱等缺陷。
4.2.2.3 用目测或5~10倍的放大镜检查,无微孔者为合格。
4.2.2.4 当设计要求测定厚度时,可用磁性测厚仪测定。其厚度偏差不得小于设计规定厚度的5%为合格。
4.3 特殊工序或关键控制点的控制
表4.3 特殊工序或关键控制点的控制
序号 特殊工序/关键控制点 主要控制方法
1 材料交接检查 现场检查和检查交接记录
2 表面处理 观察
3 涂漆间隔时间 检查涂刷记录和现场检查
4 油漆层数检查 现场检查和尺量检查
5 干膜厚度 漆膜测厚仪检查
4.4 质量记录
4.4.1 涂料的出厂合格证及理化试验报告;
4.4.2 材料配比记录;
5 需注意的质量问题
5.1 流挂:
流挂产生通常是因为:(1)涂膜超过规定的干膜厚度;(2)涂料中加入了过量的稀释剂;(3)喷涂时喷枪过分靠近被涂物表面。
补救措施:如果在施工中发现流挂,可以快速在把它抹平。干燥固化后可以采用打磨平,再重涂。
5.2 起皱:
起皱的原因是表面固化速度大于本体的固化。
补救措施:涂料中加入催干剂。
5.3 脱皮:
脱皮产生的原因:表面处理不良;涂层间有污物;超过最大涂装时间间隔。
5.4 起泡:
起泡的原因为空气或溶剂残留在涂膜中。
6 成品保护
6.0.1 在涂层未完全干透以前,禁止踩踏。
6.0.2 拆除脚手架时必须小心,防止损伤涂层表面。
7 职业健康安全与环境管理
7.1 危险源辨识及控制措施
表7.1 危险源辨识及控制措施
序号 作业活动 危 险 源 主要控制措施
1 表面处理 灰尘、噪音 佩戴开放式循环面罩;戴好手套
2 涂料施工 溶剂、树脂等黏结剂、涂料中重金属 使用带有过滤器的呼吸器;佩戴护目镜和穿好防护服;不要用溶剂洗手;
避免直接接触涂料;施工中保持良好的通风。
4 现场高空管道涂刷 高空坠落 高空作业铺设跳板,佩带安全带
5 电气设备操作 用电设备及线路绝缘不良,无保护接零,无漏电保护器或不符合要求 用电设备及线路应绝缘良好,设备金属外壳可靠接地,符合“一机、一闸、一漏、一箱”漏电保护器灵敏有效,定期定人检查。按照JGJ59-99《建筑施工安全检查标准》进行检查、验收。
注:上表仅供参考,现场应依据实际情况进行环境因素辨识、评价并采取相应的控制措施。
7.2 环境因素辩识与控制措施
表7.2 环境因素辩识与控制措施
序号 作业活动 环境因素 控制措施
1 涂料施工 溶剂、其他有机挥发物 用高固体成分的涂料代替高溶剂含量的涂料
2 涂料维修 废弃物 将废弃物交指定部门处理,保证有害物不向外部环境流失。
注:上表仅供参考,现场应依据实际情况进行环境因素辨识、评价并采取相应的控制措施。
脱硫滤网堵塞腐蚀如何破
分析烟气湿法脱硫系统结垢、腐蚀、磨损、泄漏及堵塞等常见问题
摘要:分析烟气湿法脱硫系统结垢、腐蚀、磨损、泄漏及堵塞等常见问题,提出有效减少设备故障的措施,并提出只有改善设备管理、优化运行,才能保证脱硫系统高效、稳定地运行,最终实现企业节能、减排、效益最大化。
“十一五”期间火电机组脱硫设备快速普及,但工程质量参差不齐,部分设施腐蚀、结垢以及磨损情况严重,难以胜任甚至无法持续正常运转,技改势在必行。同时,国家在“十三五”规划中对节能减排提出新的目标要求,火电厂大气二氧化硫、氮氧化物、粉尘排放浓度要达到燃气轮机排放标准,以目前的脱硫工艺而言难以满足。因此,针对脱硫设备及其运行参数做一些优化调整,以提高设备的安全性、稳定性是非常必要的。
1脱硫设备常见问题及解决方法
1.1设备腐蚀
腐蚀是脱硫设备面临的第一大问题,尤其对于石灰石-石膏湿法脱硫工艺。腐蚀是相对金属而言的,可分为以下类型:
①点蚀,即金属表面出现细微的“锈孔”,腐蚀一般为纵深方向,最终导致钢材穿透,氯离子对其的影响明显;
②缝隙腐蚀,即在金属焊接处、螺钉连接处出现细微缝隙,电解质进入形成电解池发生电化学腐蚀
③应力腐蚀,即在拉应力和氯离子腐蚀环境共同作用下,金属的局部出现由表及里的裂纹;④磨损腐蚀,即腐蚀性流体(烟气中的灰分、石灰石、石膏颗粒等)与金属构件以较高速度相对运动而引起的金属损伤。
目前脱硫系统均采取了有效的防腐措施,主要有以下几种。
(1)使用耐腐蚀不锈钢(含镍、铬、铝的合金),常用316L,904L,2205。出于成本考虑,很少整体使用不锈钢,而是在碳钢基体贴合金层。316L能够耐受氯离子的腐蚀,为脱硫系统常使用的材质;904L能够耐受很强的氯离子腐蚀和点蚀、缝隙腐蚀,可作为金属贴衬;2205双向不锈钢具有良好的抗冲击韧性和抗应力腐蚀能力,因此设计时可用于减轻质量。
(2)使用非金属材料,如玻璃钢(FRP),PP等。FRP是一种纤维加强型合成树脂,具有很高的抗磨、抗拉伸、抗疲劳性,而且质量轻,可用作喷淋层管道等耐磨构件;PP材质具有很强的抗冲击性,可用作除雾器及冲洗水管。
(3)金属基体表面涂防腐层,如玻璃鳞片、橡胶、碳化硅(陶瓷)。玻璃鳞片具有很好的防渗透性,通常作为脱硫吸收塔及烟道内壁的防腐涂层;橡胶内衬是目前金属管道防腐的主要手段,特别是丁基橡胶,具有良好的防磨、防腐特性;碳化硅陶瓷或搪瓷防腐的应用,主要看重的是它的防磨性较好。
1.2设备磨损
磨损和腐蚀是紧密相连的。烟气中的飞灰、石灰石颗粒、石膏颗粒是造成磨损的主要因素,尤其是石灰石中的二氧化硅,磨损能力很强。高流速也是增加磨损的原因。防腐层的磨损会加速设备腐蚀,在磨损和腐蚀的双重作用下,设备的损坏速率将会大大增加。
脱硫设备的磨损和腐蚀相互交织,表现如下:
①叶轮的机械磨损和气蚀;
②喷淋层喷嘴的机械磨损;
③搅拌器叶片的磨损,在机械磨损和腐蚀的双重作用中,机械磨损占主要;
④管道衬胶的磨损经常发生在管道弯头、石灰石供浆管、浆液循环泵大小头。
使用耐磨材料,降低浆液固含量,保证烟气流场均匀、稳定是防止磨损的主要方法。
1.3设备结垢
浆液中氯离子或亚硫酸盐含量超标,容易导致脱硫设备容器或管道内壁结垢,严重时影响设备正常运行。结垢最严重的部位一般是滤液水系统和旋流器稀浆管道,以及一些浆液箱、吸收塔接口管根部位。曾有多个电厂真空泵内结垢导致真空泵皮带损坏。
控制氯离子含量(加强废水排放)、降低浆液pH值(促进亚硫酸根氧化)、及时脱水(防止石膏过饱和)可以有效降低结垢程度。
1.4设备泄漏
由腐蚀、磨损导致的设备或管道穿孔泄漏,表现为漏烟、漏气(汽)、漏浆、漏水、漏油、漏粉(石灰石与石膏粉)。脱硫介质为石灰石浆液或石膏浆液,一旦设备发生泄漏,会对环境及设备产生较大的污染。采用耐磨防腐材质,做好防泄漏试验是避免泄漏的有效措施。
1.5设备堵塞
1.5.1除雾器堵塞
某厂除雾器的堵塞情况如图1所示。
造成除雾器堵塞的主要原因是:
①设备选型不合理,当设计存在偏差,实际烟气流速过高时,除雾器无法达到设计的除雾效果,导致堵塞;
②除雾器冲洗装置的设计、布置和冲洗程序不合理;
③除雾器断面上流速分布不均;
④冲洗水压力、流量不足。
图1某厂除雾器的堵塞情况
防止除雾器堵塞的主要措施是:
①保证脱硫烟气入口粉尘含量在设计要求范围内;
②合理选择除雾器冲洗水压力和冲洗周期;
③合理控制吸收塔pH值及浆液的氧化程度。
1.5.2GGH堵塞
某厂烟气换热器(GGH)堵塞情况如图2所示。
图2某厂GGH堵塞情况
GGH堵塞主要有以下原因:
①吸收塔除雾器效果不好,净烟气携带液滴中石灰石、亚硫酸钙、石膏等混合粘附在GGH换热片上,逐渐形成结垢堵塞GGH;
②脱硫装置运行时,吸收塔运行液位过高,或吸收塔起泡,造成石膏浆液从吸收塔原烟气入口倒流入GGH,使得GGH结垢堵塞;
③GGH吹灰方式不当会造成积灰堵塞,如采用压缩空气吹灰而吹灰蒸汽参数不符合要求,高压水吹灰没有及时投入,吹灰频率不够等;
④脱硫GGH设计不合理,GGH换热面高度、换热片间距、换热片类型、吹扫方式、布置形式、吹扫位置、吹扫速度等,都对GGH的积灰、结垢有影响;
⑤吸收塔除雾器和喷淋层设计布置不合理,造成吸收塔内流场分布不均,或者吸收塔设计的流速过快,如烟气流经吸收塔时,流量大携带能力增强,会造成烟气携带较多石膏液滴进入GGH,逐渐造成GGH积灰堵塞。
GGH的堵塞控制是一项综合性的工作,包括设计和设备的优化、运行的优化和设备的日常维护等,其中运行优化和加强设备的维护尤为重要,保证烟尘不超标、吸收塔浆液成分正常、除雾器不堵塞是控制GGH堵塞的必要条件。
防止GGH堵塞的主要措施是:
①保证脱硫烟气入口粉尘含量在设计要求范围内,避免大量烟气粉尘进入脱硫装置,造成GGH积灰堵塞;
②严格控制吸收塔除雾器压差在200Pa以下,尽量减少净烟气携带液滴;
③严格控制脱硫装置运行参数在要求范围内,包括吸收塔pH值、吸收塔液位等,制订预防吸收塔起泡的相关措施并严格执行;
④在脱硫系统启动时,建议尽量缩短启动浆液循环泵与增压风机的时间间隔,防止吸收塔浆液进入GGH;
⑤强化GGH吹灰管理,严格按照GGH厂家的要求进行吹灰,先吹下部,再吹上部,保证吹灰蒸汽品质,蒸汽吹灰前保证疏水温度在260℃以上;
⑥改进喷淋层、除雾器系统的设计,合理布置除雾器选型和喷嘴,保证吸收塔喷淋区的喷淋浆液普遍分布,避免烟气携带较多浆液,造成GGH积灰堵塞。
1.5.3管道堵塞
某厂喷浆母管堵塞情况如图3所示。
图3某厂喷浆母管堵塞情况
管道堵塞的主要原因是:
①设计流速不合理、自流管道倾斜度不够,造成浆液沉积、结垢,进而引起堵塞;
②塔壁或者管道内壁内衬物脱落、检修施工遗留物等造成管道堵塞;
③机组负荷低、吸收塔入口二氧化硫浓度低时,某一层喷淋层长期停止运行,浆液倒灌沉积、结垢,造成管道堵塞;
④阀门关闭不严,泄漏浆液沉积、结垢,导致管道堵塞。
防止管道堵塞的主要措施是:
①设计流速不能过低,管径不能过细,自流管道倾斜度要足够,必须设置冲洗水,避免造成浆液沉积、结垢;
②控制内衬施工工艺,避免局部冲刷,减少塔壁或者管道壁内衬物脱落;
③加强检修后的现场清理;
④设置必要的滤网,避免因异物造成管道堵塞;
⑤机组负荷低、吸收塔入口二氧化硫浓度低时,实行喷淋层定期轮换停投,避免因浆液长期倒灌沉积、结垢,造成管道堵塞;
⑥清理内漏阀门,避免因泄漏浆液的沉积、结垢造成管道堵塞。
2脱硫工艺优化
2.1脱硫系统设计优化
(1)取消增压风机和GGH,消除增压风机在压力控制方面给主机带来的风险;避免GGH运行中出现的堵塞问题,同时也降低脱硫系统的电耗。
(2)除雾器安装应考虑检修和人工机械除垢的方便性,增加各级除雾器之间的空间,利于停机冲洗。
(3)提高冲洗水和冷却水的水质,控制水的氯离子含量、含固量、硬度等,控制值越低越好。
(4)设计入口烟道事故喷淋洗涤水回收利用或处置方案(目前为循环使用,只起到了降温的作用)。
(5)泵采用无水机封和氧化铝陶瓷叶轮,减少机封损坏率,消除机封水系统的结垢堵塞,延长叶轮的使用寿命。
(6)广泛采用碳化硅、FRP代替橡胶衬里和作为非承载结构,强腐蚀区采用904L贴衬防腐。
2.2运行优化
2.2.1加强6个调整
①增压风机的调整。在锅炉负荷变化时,通过增压风机入口信号,调节动(静)叶角度维持正负压,保证风机正常运行。增压风机动(静)叶控制应禁止随意解除自动。
②湿磨机的调整。保持料、水的合适比例,随着浆液细度、电流的变化,调整加钢球的时间和质量。
③浆液罐液位的调整。控制石灰石浆液箱补充水,控制浆液浓度。维持所有坑、箱、罐液位至规定范围,以保证系统的可运行,同时杜绝跑、冒、滴、漏情况发生。
④吸收塔液位的调整。通过吸收塔液位的调节,维持吸收塔的水平衡,保证吸收塔液气接触空间。
⑤给浆量调整。通过调节给浆量,维持吸收塔pH值,营造合适的反应环境。
⑥真空皮带机的调整。通过含水量的变化调整石膏的厚度和皮带的速度,以维持石膏品质。
2.2.2严格控制关键参数
脱硫系统的关键参数有吸收塔浆液pH值和密度、吸收塔液位、石灰石浆液密度、氧化风压力、除雾器压差、石膏含水率、氯离子浓度、出口二氧化硫浓度等。严格控制这些参数,做到控制值绝不超限。
石灰石密度应控制在25%-30%,过低的密度会导致供浆量增大,系统水平衡不易控制;过高的密度不仅会增加设备的磨损,还会降低石灰石利用率。保持吸收塔浆液pH值稳定在5.0~5.6范围内,在满足脱硫率的情况下,靠低值控制。吸收塔浆液密度控制在1050~1150kg/m3,减轻磨损堵塞和设备负载。吸收塔液位是维持和检验脱硫系统水平衡的重要参数,经验表明,控制液位稳定在0.3m的范围内波动是适宜的。除雾器堵塞程度和压差呈正相关性,除雾器压差控制得越低越好。定期排放脱硫废水,降低系统氯离子含量和浆液杂质。
2.2.3开展有效的化验监督
化验监督就像“体检”,能够有效地反馈运行状态,指导运行调整。脱硫的化验监督项目相对较多,主要有石灰石成分化验、吸收塔浆液成分化验、石膏成分化验、旋流器浆液成分化验、工艺水成分化验、垢成分化验。
化验时取样要有代表性,不仅取样部位要有代表性,而且取样时间(对应的工况)也要有代表性。例如脱硫结垢成分化验可选取吸收塔底部、入口烟道、除雾器、喷淋层等不同部位的样本。总之,化验监督一定要反映系统运行的整体真实情况。
2.2.4探索建立计算机优化控制
优先使用计算机优化控制作为运行的基本调整依据,逐渐减少对人为经验的依赖。探索建立脱硫系统的供浆量调节、氧化风量调节、脱硫效率调节(出口浓度调节)的计算机优化控制作为实际调整的参考。
例如:氧化风量调节可根据当前时间点前1h工况和后1h工况(根据入口硫分、负荷预测),以烟气量、脱出二氧化硫量(依据脱硫效率或年度限值)、烟气含氧量、氧化风机额定出力等作为函数自变量,计算出需要的氧化空气量,指导运行人员调整氧化风机运行数量;脱硫效率调节亦可根据当前时间点前1h工况和后1h工况,以设定脱硫效率、
排放浓度值、浆液pH值、入口硫分、烟气量等作为函数自变量,计算出所需要的液气比,指导运行人员调整循环泵运行组合。
2.3设备维护优化
设备维修的目的是为了保持设备长期稳定的运行,目前设备维修方式主要还是事后维修、定期维修(包括等级检修)。要建立合理的维修方式,防止不修、欠修、过修。以点检定修制为实施手段,使运行、检修、物资三位一体,加强设备运行过程的诊断监督。
2.3.1落实和强化点检定修制
制定脱硫特有设备检查与检修标准,例如防腐损伤容限评价标准、防腐施工标准、除雾器检查标准等。主要依据精密仪器,辅以实践经验开展设备诊断。
设备点检管理建立五层防护体系:
①运行班组以发现明显的故障或异常为主;
②维护班组按照专业分工以发现设备特定部件的隐蔽性缺陷为主;
③维护单位专工以精密点检和技术诊断为主;
④项目公司专工以分析设备劣化倾向、检修计划、物资准备为主;
⑤特许公司主管、专工以评价项目公司设备管理结果和提供特定专业技术支持为主。把定期检验、试验摆在更加突出的地位,把隐患、缺陷暴露在萌芽或初始阶段,做到有计划有预案地应对设备故障或异常。
建立设备点检、设备管理台账。从缺陷分析、备件使用、维修后评价、维修成本分析等方面实现设备的可控、可靠。注重运行数据的统计、分析,例如除雾器冲洗参数统计分析、工艺水使用分布分析、浆液循环泵运行参数统计分析、循环泵组合方式与脱硫效率变化分析等,增强运行人员在设备管理中的先导作用。
2.3.2加强检修质量控制和过程管理
根据设备老化规律,加强检修管理。从检修周期(间隔时间)、检修工期、检修项目、检修工艺、检修质量控制标准、检修费用投入等方面入手,做好设备检修工作,保持设备健康状况水平。
2.4工艺技术及设备优化
采用新设备、新技术、新工艺。选择可靠性更高的设备,如选用直联循环泵,去掉减速机环节,彻底消除减速机润滑冷却等带来的一些问题;选用陶瓷叶轮代替金属叶轮,延长叶轮使用寿命;选用磁力搅拌器解决搅拌器机封泄漏问题;浆液管道用碳化硅防腐代替衬胶防腐,提高防磨水平,延长使用寿命等。
3结束语
环保行业是高能耗、高物耗的绿色行业,随着国家对环保的重视,环保设备管理及运行优化工作已经成为每个电厂的工作重点。在日趋严峻的环保压力面前,为使企业效益最大化,除了对环保设备进行提效改造外,最根本的就是在保证排放指标可控的情况下做到“过程控制、终端治理”。通过提高设备管理、优化运行,最终实现企业的节能、减排任务,同时使效益最大化。