WFGD烟囱的几种设计方案及比较

电力18讯：    脱硫后进入烟囱的烟气与不脱硫的烟气在工况上有显著差异，对烟囱的腐蚀大大增强，因此，烟囱设计必须充分考虑腐蚀问题。传统的烟囱设计应做较大的改变，以确保有脱硫装置烟囱的安全、可靠。
       1 脱硫工艺及脱硫后烟气的腐蚀性
       1.1 脱硫工艺简介
       目前，燃煤电厂烟气脱硫(简称FGD)较成熟的工艺主要有石灰石-石膏湿法脱硫、干法脱硫、海水脱硫等，其中石灰石一石膏湿法脱硫较经济、可靠，已广泛使用。经脱硫后洁净烟气排向烟囱，在进入烟囱前有2种不同工艺，采用烟气热交换器(GGH)或不设烟气热交换器。
       1.2 湿法脱硫后烟气的腐蚀性
       经湿法脱硫后，进人烟囱内的烟气有以下特点：(1)烟气中水分含量高，烟气湿度很大；(2)烟气温度低，一般在80℃左右，如不设烟气热交换器，烟气温度只有45℃；(3)烟气中含氯化物、氟化物和亚硫酸等强腐蚀性物质对烟囱有很强的腐蚀性；(4)烟气含硫酸浓度低，产生的低浓度酸溶液比高浓度酸液对烟囱内筒的腐蚀性更强。低浓度酸液在40~80℃时，烟气极容易在烟囱的内壁结雾形成腐蚀性很强的酸液，对结构材料的腐蚀速度比其他温度时高出数倍。
       如上所述，湿法脱硫后的烟气腐蚀性不降反升。根据国际工业协会《钢烟囱标准规范》(1999／2000)中有关规定：“湿法脱硫后的浓缩或饱和烟气条件，通常按强腐蚀等级考虑。”
       2 目前常用的几种烟囱设计方案
       2.1 方案1-双筒钢内筒方案
       钢内筒由厚度为10～16 mm的钢板卷成后焊接而成。钢内筒内径一般为6.0~6.5 m，钢内筒外壁沿每6 m高左右间隔设置1个刚性环(T型钢或加劲角钢)。钢内筒直接支承于烟囱0 m地面标高处。烟囱内壁沿每隔30～40 m高布置1个钢结构检修工作平台。在检修平台和吊装平台标高处设有钢内筒稳定装置，以保证钢内筒的横向整体稳定。钢排烟内筒外侧设置厚度80～150 mm保温层。钢内筒为了更有效防脱硫后烟气的强腐蚀，目前采用4种内筒型式(见3.3节)。
       2.2 方案2：双筒砖内筒方案
       砖内筒采用上釉的耐酸、耐热砖及耐酸胶泥砌筑。砖内筒外侧设置厚80~120mm的保温层，烟囱顶部平台以上部位的砖内筒保温层外需用不锈钢板包裹。砖内筒厚200 mm，内简直径6.0~7.0 m，每10~15m设钢平台作为砖内筒的分段支承平台(兼做检修平台)。
       2.3 方案3：常规烟囱方案
       常规烟囱方案，即钢筋混凝土做外筒，内敷隔热层、耐酸砖内衬。
       3  3种烟囱设计方案的比较
       3.1  3种烟囱的可靠性
       比较根据《火力发电厂土建结构设计技术规定修编大纲》(讨论稿)第9.1.3.1条：单筒式及套筒式烟囱，600 MW 级机组1台炉配1支单筒或套筒式烟囱；根据9.1.3.2条：多管式烟囱，600 MW 级机组，每管配1台炉。
       以上规定是由于考虑600 MW电厂的重要性，且考虑烟囱技术的先进性、安全性、可检修性而做出的。方案1、方案2均为筒中筒方案，不会因为烟气泄漏而腐蚀作为烟囱承重结构的钢筋混凝土外筒，因此，该2种方案安全可靠，且内筒可检修。
方案3烟囱形式实际上为传统的单管烟囱(与上述《土规大纲》完全不相符)。它的显著缺点是：酸液经过内衬的不饱满的砌体灰缝，渗透到混凝土筒身混凝土中，由于腐蚀性强的酸液的渗透，导致筒身混凝土被严重腐蚀，影响烟囱使用寿命。目前有的烟囱设计在外筒与隔热层之间增设2层呋喃玻璃钢隔离层，但由于化学防腐材料的耐久性问题(主要是老化)，也难以保证钢筋混凝土不被腐蚀性强的湿烟气腐蚀。
       另按《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》第3.0.6.1条说明：当排放强腐蚀性烟气时，应采用多管式或套筒烟囱(直筒型内筒)；方案1、方案2均为筒中筒型式，符合上述规定，而方案3(传统烟囱)非筒中筒，不应采用。
       3.2 双筒钢内筒和双筒砖内筒烟囱的比较
       根据电规土水(1997)8号文附件《火力发电厂高烟囱设计研讨会议纪要》对烟囱出口烟速的选择原则规定：选择烟囱出口烟速的基础是应按烟气腐蚀等级确定烟筒内是负压或允许局部正压运行。按不同<