火电厂脱硫后烟囱腐蚀的界定标准

(内蒙古电力勘测设计院，内蒙古 呼和浩特 010020)
摘 要：文章认为： 火电厂烟气脱硫后烟气温度会降低，直接采用低温烟气的湿烟囱运行已成为国内新 建或改造烟囱发展趋势，故对火电厂湿烟囱腐蚀性等级界定的量化，制订合理的、清晰的和 操作性强的标准和规范已是当务之急。
关键词：火电厂；湿烟囱；腐蚀性等级；标准
中图分类号：TG172  文献标识码：A  文章编号：1007—6921(2009)22—0088—02

自20世纪60年代末湿法烟气脱硫技术出现以来，经过不断的改进和发展，石灰石——石膏法 脱 硫工艺已成为烟气脱硫技术中最为成熟，应用最为广泛的脱硫技术。考虑到火电厂建设和运 行的高成本，取消烟气再热系统，实施湿法烟气脱硫系统采用湿烟囱运行已成为一种趋势。 但湿烟囱腐蚀性等级界定标准未有效解决，至今仍基本处在“参照国外的研究成果和国际设 计标准”的概念设计阶段。
1 国内烟囱腐蚀性等级界定标准的现状

国内烟囱腐蚀性等级界定标准是火电厂建设的重要内容，更是烟囱设计、施工和运行的技术 依据和基础。由于技术来源的不同，现阶段国内烟囱腐蚀性等级界定标准同时有国标、行标 和区标在执行。
1.1 《烟囱设计规范》GB 50051-2002对烟囱腐蚀性等级的界定

依据《烟囱设计规范》GB 50051-2002(以下简称“烟规”)，第十章烟囱防腐蚀的一般规定 ，烟囱内的烟气温度低于150℃，且燃煤的含硫量＞0.75%时，烟囱的防腐蚀设计应符合下 列烟气对烟囱结构腐蚀等级的分类规定。
1.1.1 当燃煤的含硫量为0.75%~1.5%时，烟气属弱腐蚀性。
1.1.2 当燃煤的含硫量＞1.5%，但≤2.5%时，烟气属中等腐蚀性。
1.1.3 当燃煤的含硫量＞2.5%时，烟气属强腐蚀性。
1.2 《火力发电厂土建结构设计技术规程》DL 5022-200X (征求意见稿)对烟囱腐 蚀性等级的界定
依据《火力发电厂土建结构设计技术规程》DL 5022-200X (征求意见稿)/ (以下简称“土规 -征”)，第九部分烟囱与烟道一般规定中提出：烟囱结构选型应结合烟气排放条件及电厂的 重要程度，综合技术经济比较，合理地选择单筒式烟囱、套筒式烟囱、或多管式烟囱。烟囱 的防腐蚀设计应符合下列烟气对烟囱结构腐蚀等级的分类规定。
1.2.1 石灰石—石膏湿法脱硫处理，烟囱的烟气按强腐蚀性等级考虑。
1.2.2 半干法、干法（水介质）脱硫处理，烟囱的烟气按中等腐蚀性等级考虑。
1.2.3 循环硫化床锅炉（CFB）和其他干法脱硫处理，烟囱的烟气按弱腐蚀性等级考虑。 
1.2.4 非脱硫处理，烟囱的烟气腐蚀等级按照燃煤的含硫量指标确定。
1.3 《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程配套设计计算方法》对烟囱腐蚀性 等级的界定
依据《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程配套设计计算方法》，附录P中引用了烟气腐 蚀性指数Kc的概念。

1.3.1 当设有脱硫装置时，烟气对烟囱的腐蚀性等级可按表1降低一级考虑，但排放弱腐 蚀性烟气时，不再降低。
1.3.2 对不设脱硫装置电厂的烟囱，当计算为排放无腐蚀性烟气时，也应按排放弱腐蚀性 烟气考虑。
2 湿烟囱腐蚀性机理

对于湿烟囱腐蚀性机理的认识，是其界定标准的制订、采用和实施的决定性因素。“土规 —征”虽然为解决这一问题做出了规定，采取了措施，但实际效果还有待检验。界定标准的 统 一完全取决于对腐蚀机理认识。

“烟规”和《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程配套设计计算方法》中，认为“腐蚀程 度与燃煤的含硫量密切相关”，这几乎，或者完全是没有什么争论的。但将烟囱腐蚀性等级 的界定标准与燃煤的含硫量挂钩，从腐蚀的起因分析，值得进一步商榷。燃煤的含硫量主要 还是影响到了中国生态环境、影响到了中国经济社会的可持续发展。

“土规-征”中，“参照国外的研究成果和国际设计标准，明确了石灰石——石膏法脱硫处 理 后的烟气按强腐蚀性烟气考虑”的概念设计。湿法烟气脱硫后烟囱内表面腐蚀性的酸性的水 介质，主要由煤燃烧释放二氧化硫，被灰尘颗粒上水分所吸收，生成亚硫酸。此后又被尘颗 上所进行的某种催化过程氧化为硫酸，以极细微的小滴降落在烟囱内衬表面上。此外，还有 一些二氧化硫和亚硫酸存在。其结果是烟气中的各种介质再加上露水或雾的作用，即形成腐 蚀性的酸性的水介质。而对腐蚀性介质的数量、组成缺乏整体分析；随温度、相对湿度、烟 气压力和流速等因素影响没有系统测定，“土规-征”综合效果还有待继续监测。积累国内 烟囱运行、维护和退役等全过程的监测数据；以我为主，及时形成和发展适合自己的界定标 准时间紧迫。
3 可靠的工程经验或必要的试验研究的作用

《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001中明确：当缺乏统计资料时，结构设计应 根据可靠的工程经验或必要的试验研究进行。从这一观点出发， 在湿烟囱腐蚀性等级界定 标 准中引入可靠的工程经验或必要的试验研究，对烟囱结构腐蚀性等级界定是非常重要的。

可靠的工程经验先行于标准，触发新标准的研究和发展。至今不少设计问题的处理，在很大 程度上仍然依靠实践经验。例如：作为具有很强的实践性的土木工程，就是通过不断总结成 功的工程经验，吸取失败的教训，与经典力学相结合发展起来。逐渐形成材料力学、弹性力 学、结构力学、流体力学、土力学等建筑结构基础理论学科。土木工程也逐渐从工程经验发 展成为科学。土木工程与湿烟囱腐蚀性等级界定，在发展过程碰到相似的两个问题：①有 些客观情况过于复杂，难以如实地进行室内实验或现场测试和理论分析。②只有进行新的 工程实践，才能揭示新的问题，发展出这方面的新理论和标准。 

必要的试验研究是对火电厂湿烟囱腐蚀性水介质认识的重要内容之一，试验是对水介质的实 际使用性质的测试，并获得腐蚀的性能指标和界定标准指标的试验工作。腐蚀性水介质是烟 气排放的产物，其形成过程、物质成分以及腐蚀特性是极为复杂的，并且其腐蚀性随温度、 时 间和压力等条件的不同而变的更加复杂。所以，在制定湿烟囱腐蚀性等级界定标准之前，必 须 对湿烟囱所在的介质进行试验认识，以充分了解和掌握介质的各种性质，为湿烟囱腐蚀性等 级界定标准的正确评价提供必要的科学依据。
4 湿烟囱腐蚀性等级准确界定现实意义

标准是在全国范围内统一的技术要求。是“对一定范围内的重复性事物和概念所做的统一规 定。它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，以获得最佳秩序、促进最佳社会效益为 目的，经有关方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布，作为共同遵守的准则和依 据”。^①客观的、“多标合一”的腐蚀性等级界定标准，是衡量界定标准技术经济效果“ 好”和“省”评价的前提。“好”是对界定标准所产生的效果在质量上的要求，“省”是对 界定标准为取得这些效果所付出代价的要求。腐蚀性等级界定标准是烟囱设计的具体化，对 烟囱建设的投资、实施及使用中的运行、维护有重要而深远的影响作用。

我国正处于一个火电厂快速发展的时期，在火电厂烟囱设计中对经济性的重视、认识的全面 值得我们设计人员认真地加以归纳、分析。主要体现在以下几方面：①重视界定标准的 经济性研究。②重视界定标准中的建设成本。③树立综合效益观念。摆脱源自传统认 识对界定标准的束缚，使得建设成本和整体效益的协调进入我们的思考范围之中。随着可持 续发展观的建立，界定标准科学性和经济性受到普遍的关注。这些认识上的进步也促发了设 计人员对经济性的内涵、评价标准及相关设计标准进行重新思考和整合。
5 结束语

建立完善的烟囱腐蚀性等级界定标准，制定出一个结构优化、层次清晰、量化合理的规 范和规程，是推进火电厂建设标准化有序发展的一项长期任务之一。这个标准，应在全面分 析国内外技术和标准发展现状和趋势的基础上，完整地提出了界定标准项目名称和具体内容 ，确立了每项名称和内容在标准中的位置，实现标准的系统性和整体性，突出解决标准的缺 项、内容交叉、重复矛盾和重复劳动等现象。要完成这项任务，就必须在一个科学完整的、 适合国情的体系指导下展开工作。
注释：

①本文借用国家标准GB 3935 1-83标准化基本术语第一部分对标准作的定义。

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