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榆林灰库清灰拆除工程烟气脱硫装置衬里技术选择及衬层结构设计
1、湿法烟气脱硫装置防腐蚀衬里技术分析
鳞片衬里技术及冷衬橡胶衬里技术作为火电厂烟气脱硫装置两大主流防腐蚀衬里技术已为国内外相关行业界普遍认同。原因有三：

一是电力行业在早期引进的烟气脱硫环保装置样板示范项目中，国外技术承包商均以该两类技术作为防腐蚀衬里选择，其中鳞片衬

里技术在国内实际使用先于橡胶衬里技术进十年；二是该两类技术在国内已形成产业化基础，具有良好的国产化条件，特别是国产

鳞片衬里技术在该领域成功应用也已进八年；三是该两类技术在烟气脱硫装置中使用具有良好的性能/价格比，为保证该装置的长周

期底成本运行提供了可靠的技术保证。+ G" B6 q/ C% `7 j
（1）、抗热应力破坏性：6 r6 u! ?/ R5 j5 s
热应力破坏对鳞片衬里而言是由于衬层材料与钢基体线膨涨系数不同引起的大分子间的力学能破坏，但对橡胶而言则是由于作用于

橡胶大分子的热能为大分子吸收转化成化学能引起的大分子本体的深度交联（表现为胶板热老化变硬脆化）及大分子本体的断链降

阶（表现为胶板表面龟裂），二者间具有本质区别。有资料证明，环境温度超过80℃时，丁基橡胶在一定的使用时间后具有明显的

硬化龟裂现象。/ I( {8 y7 q: C8 B/ W. b* C
（2）、抗介质渗透性试验：从试验结果看（见图2 图中：1-丁基橡胶、腐蚀；2-富士鳞片6H、无异常；3-镍基合金C、腐蚀；4-钛

、腐蚀；5-不锈钢、腐蚀。试验条件30%H2SO4、80℃）：丁基橡胶的增重远大于鳞片衬里，这说明丁基橡胶对介质的吸收能力远大

于鳞片衬里，图16-2鳞片涂料与耐蚀金属和橡胶的耐蚀性能比较5 S/ i1 J+ x+ |+ w
也就是说介质在丁基橡胶中的渗透能力远大于鳞片衬里。 , D* e, Q& {8 l3 B
（3）、耐磨性：
试验证明：在无腐蚀环境条件下，鳞片' V. q8 j6 J+ ?6 p5 U6 {
衬里的耐磨性优于丁基橡胶及天然橡胶,略
差于氯丁橡胶。然而在经腐蚀介质浸泡后橡" D( R( d: ~, k
胶的耐磨性急剧下降，而鳞片衬里的耐磨性- j9 O3 w9 x; J5 Z" ?
却几乎无变化（见图3，图中1-富士鳞片
6RUoAC；2-富士鳞片6RUoAR；3-氯丁橡胶；
4-丁基橡胶。试验条件5%H2SO4、80℃）
图3鳞片涂料与橡胶的耐磨性比较9 I* f$ s P: _. K6 F
（4）、鳞片及冷衬橡胶衬里的综合性能比较表2：鳞片衬里和冷衬橡胶性能优劣比较表
序号对比指标鳞片衬里冷衬橡胶, Y. @2 g2 r; G0 ]' p& e. N
1 抗介质渗透性很好好 H3 \+ @* P% M& Z: \
2 界面粘接强度好良
3 抗应力腐蚀好（热应力环境需补强）好（>80℃环境不可用）$ G: N2 I0 q8 q: ~. F! ^- c
4 抗热老化好差
5 耐温性好（适用于全环境温度）低温（≤80℃）:好、高温:差
6 抗扩散性底蚀好差0 S4 M. P6 b: x
7 本体强度好好
8 衬层修补性好差( C1 e( C9 G9 M2 s0 V+ M. H
9 施工性好差
10 施工成本适中较高
11 质检性好良0 x1 P' [& N1 N% c/ a
12 对环境要求较高高: _4 ^$ b; ` @
13 施工周期短长$ Y; k x! |- I4 j
14 对基体要求适中较高# _. J) k6 N9 {0 P+ R- O+ [% E
15 质量控制要点针孔，厚度（可查）胶缝,粘贴界面（不可查）3 X* C7 c2 g4 K2 ^ `
16 耐磨性好低温（≤60℃）:好高温:差
防腐蚀材料性能比较说明：橡胶与鳞片衬里之间的许多性能间的比较如：耐温性、施工性、修补性、耐热老化性、本体强度、抗扩

散性底蚀能力、施工周期性等性能鳞片较优是不言而喻的。但其抗介质渗透性、抗热应力能力及耐磨性优于橡胶是许多人疑惑的，

但实践及试验均证明了此结论。
2、烟气脱硫装置非金属防腐蚀衬里材料体系选择及结构设计
（1）、冷衬橡胶防腐蚀衬里材料体系及结构设计3 P) [+ r% L5 N7 q4 q3 B# G' J, i
①、冷衬橡胶防腐蚀衬里的材料体系：由于冷衬丁基橡胶材料的最高使用温度为90℃（国产材料长期使用温度控制在80℃为宜），

不足以满足装置温度环境的要求，故以橡胶为主导材料的防腐蚀内衬通常在高温原烟气烟道配套采用耐高温鳞片涂料。又由于装置

低温净烟气烟道腐蚀环境较缓和，采用厚衬层防腐性能/价格比不合适。加之烟道钢基体壁板较薄，刚性不足，胶板粘贴滚压时易因

钢板形变而导致胶板受压不足，影响界面粘贴质量，故该区域防腐蚀内衬通常也配套采用耐低温厚浆型鳞片涂料。目前在我国引进

装置中，以橡胶作为防腐蚀内衬技术选择的装置均采用此防腐材料体系。! E3 [5 S( g; K! H9 Y9 J3 r+ M, Q
②、冷衬橡胶防腐蚀衬里的衬层结构设计：; D- R% W% c- X4 J: y
目前在吸收塔衬胶防腐设计中,多采用3-4mm厚胶板单层结构,胶缝采用搭接或压胶条结构（如图4a、b所示）。该结构最大缺陷一是

胶缝一旦为介质破坏或施工质量有缺陷，介质将直接沿胶缝渗透腐蚀金属基体并形成扩散性底蚀。二是搭接胶缝或所压胶条高出衬

层表面，易于被含固体物料介质磨损破坏，导致胶缝破损形成渗透腐蚀。建议衬胶防腐设计采用图4c所示结构。该结构是采用2mm厚

胶板两层贴衬，两层胶板的胶缝错位坡面对接，且坡面对接缝与介质流动方向相同，避免形成介质啃边破坏。) ^# B N' C2 Q" b+

n
图4衬胶结构设计示意图% H% W! X9 ?' n* H: A/ K
橡胶衬里对热蒸汽的抗渗性较差，易于形成热蒸汽性扩散渗透鼓泡破坏，因此至少在吸收塔烟气入口热蒸汽丰富区应采用双层胶板

衬里结构防腐。1 k0 O# u' j5 q) [3 k
烟道区鳞片防腐结构在鳞片防腐结构中说明，此处不再赘述。
（2）、鳞片防腐蚀内衬材料体系及结构设计
尽管鳞片衬里材料在烟气脱硫装置中已有近三十年的实际应用，但其单独作为烟气脱硫装置的防腐蚀衬里技术仍存在着耐磨损及抗

热应力破坏性不足两大缺陷。我国自二十世纪九十年代引进烟气脱硫样板示范装置以来，此两大缺陷即成为业主的心病，也成为行

业科技人员关注的焦点。经十多年不懈地研究实践，在充分认识烟气脱硫装置腐蚀环境特点的基础上，提出了依环境温度及磨损程

度划分装置防腐蚀区域，依区域腐蚀重度确定复合衬里结构的腐蚀控制对策。即以鳞片结构层（抗渗层）、纤维鳞片结构层（抗渗

、抗热应力层）、鳞片纤维耐磨胶浆结构层（抗渗、抗磨、抗热应力层）、鳞片耐磨胶浆结构层（抗渗、抗磨）作为复合衬里结构

的基本结构层，按区域腐蚀重度加以复配选用，实现高性能/价格比条件下的控制腐蚀。试验与实践证明，该腐蚀控制对策是有效的

。
①、鳞片防腐蚀衬里材料体系
表3：烟气脱硫装置用鳞片衬里材料性能表：$ S5 |. l4 h3 |* [* V% Z1 |4 V$ W
型号
性能 YZJ-3 YZJ-2 YNM-3 YZD-3 YZM-3 YZD-2 YZM-2, p2 U% J7 f( |( F( E
高温胶泥低温胶泥耐磨胶浆高温底漆高温面漆低温底漆低温面漆
抗拉强度 MPa 36 35 ) b& k1 s4 U! b0 V! k! j& i
弯曲强度 MPa 82 79 69 - L9 D1 j2 m. b
抗压强度 MPa 13、4 12、8 98 # o& N8 y( \8 ?8 A, h+ _
冲击强度 J/cm2 0、43 0、52 0、38 # O$ p4 U% F8 E$ v( t
比重 g/cm3 1、47 1、52 1、32 1、1 1、1 1、1 1、14 A' Z8 C W* B4 z+ Q* }
树酯含量重量% 49 48 45 90 80 90 80
孔隙率 % 1、41 1、43 1、30
巴氏硬度 54 52 58
线膨胀系数×10-6K-1 1.04× 1.06× 1.07×
固化收缩率 % ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 5 W2 ~) P( S* p0 H
磨损系数 59 57 80 74 68
使用温度 ℃ 160 90 160 160 160 90 90+ n) r4 W) s5 p4 H! |- z
不可溶份含量 % 88 86 90
粘度 mpa.s(25℃) 胶泥状胶泥状胶泥状 ≈5 ≈10 ≈5 ≈10& _! t$ R" a+ h8 ?; n9 V
施工料使用时间hr 40-50 40-50 40-50 40-50 40-50 40-50 40-50! P8 H% M6 o- u5 B4 N
单层施工厚度 mm 1-0.2 1-0.2 0.3-0.5 ≈50μm ≈100μm ≈50μm ≈100μm5 ?/ @4 i1 a ]8 L6 _0 t% r* w! Q. d, `
单层涂敷料量g/m2 2250 2250 1100 ≈180 ≈300 ≈180 ≈300 A" X( G) j! T5 f: z
涂敷间隔时间 hr 4 4 4 4 4 4 4& z/ R4 Y. m/ ~
纤维鳞片结构层指采用厚浆型耐高温鳞片涂料贴衬的短切粗纤毡，该结构层的性能特点是利用纤维的高强度锚固鳞片涂料防止其热

应力开裂；利用短切毡纤维对应力的两维松弛性防止热应力传导叠加形成薄弱环节导致应力集中破坏；利用鳞片涂料的抗渗性防止

腐蚀介质的渗透破坏。$ Y6 V' c; S/ j+ G j
鳞片纤维耐磨胶浆结构层指采用耐磨胶浆贴衬的短切粗纤毡，该结构层的性能特点是利用耐磨胶浆的耐磨损性防止腐蚀介质的磨损

破坏，纤维及鳞片的作用同纤维鳞片结构层。+ s7 y! z& ^, f7 j
鳞片耐磨胶浆结构层建议主要使用在底温磨损区。
②、鳞片防腐蚀衬里结构设计
鉴于上述腐蚀环境及防腐蚀衬里材料特性分析，兼顾防腐蚀设计的实用性、可靠性、科学性及经济性，根据装置各区域腐蚀特点，

特提出下列衬里结构设计，以满足装置防腐蚀要求。

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