烟囱内部防腐改造施工方案玻璃鳞片.docx

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烟囱内部防腐改造施工方案玻璃鳞片

烟囱内壁玻璃鳞片

防腐施工

投标技术文件

江苏宏顺高空工程有限公司

2017年10月14日

第一章工程简介

一、工程概况

二、工程承包方式及范围

第二章防腐方案设计

第一节设计依据

一、工程基本情况

1、电厂（场地）气象条件

2、烟囱原数据

二、相关标准规范

第二节方案设计

一、设计原则

二、方案设计概述

三、方案设计的理论基础

1、材料选择

2、设计产品介绍

3、设计方案防腐寿命

4、玻璃鳞片涂料的主要技术性能

5、耐酸胶泥配比和主要成份

四、防腐方案

1、玻璃鳞片涂料的施工特点及性能

2、玻璃鳞片涂料的设计用量和厚度

3、施工步骤

4、防腐施工方案质量目标

5、防腐工程寿命承诺

第三节防腐施工组织设计

一、施工范围

二、材料供货要求及材料检验

三、施工依据标准规范

四、施工方案

l、施工工艺流程

2、施工前的准备

3、施工操作平台安装调试

4、施工临时设施方案

5、清理积灰平台等临时设施方案

6、表面局部修补

7、防腐涂料的涂装

8、防腐涂料的质量验收

9、作业平台的拆除

10、整体竣工验收

11、技术资料交底

五、环境卫生、安全措施

六、工程质量保证体系

七、职业健康管理保证体系

八、施工进度计划

l、计划投入设备

2、计划投入人员

3、工期进度安排

第一章工程简介

一、工程概况：

1、烟囱，为钢筋混凝土烟囱，烟气脱硫项目采用石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺。

2、高度为240米，出口直径6米，烟气温度150℃，烟囱内衬采用耐酸烟囱砖，用耐酸胶泥修补，内部防腐面积约为9042m2。

二、工程承包方式及范围：

1、本工程采用防腐施工工程总包方式。

投标方提供合适的设计工艺（方案）、提供所使用的防腐材料、所有

施工设备，所有保障安全材料设施、保证安全文明施工和劳动保护的措施及用具，在投标承诺的工期内完成烟囱防腐改造施工。

2、本工程要求投标方对原有烟囱内部进行清灰清洗修补防腐处理。

第二章防腐方案设计

第一节、设计依据

根据本工程招标文件及技术规范书提供的电厂（场地）气象条件、防腐改造工程场地资料、交通运输条件、烟囱数据、烟气条件、防腐寿命、施工工期等技术要求。

一、工程基本情况：

烟气脱硫为石灰石—石膏湿法工艺，脱硫后的烟气进入本烟囱排放，烟气温度约50℃，烟气腐蚀等级为强腐蚀性，烟气腐蚀的类型包括硫酸、氯酸、盐酸、硝酸、氯化氢等。

当脱硫系统停运时，旁路挡板开启，锅炉排出的高温烟气直接进入防腐改造后的烟囱排放，最高温度达200℃。

本次烟囱改造工程为实施烟囱内改造工程，工期为天。

1、电厂（场地）气象条件：

厂区抗震设防烈度为7度。

2、烟囱原数据：

1）该烟囱结构采用单筒式钢筋混凝土烟囱，高度为240m，顶部出口直径为6m；

2）烟囱总高240m，烟囱出口直径为6m。

内部防腐面积约为9042m2；

3）烟囱内表面涂刷耐酸胶泥和玻璃鳞片防腐涂料（或称为胶泥、衬里,以下简称玻璃鳞片涂层）（其软化点不低于70度）；

4）烟囱标高8m-120m防腐涂层厚度不小于、烟囱标高120m-240m防腐涂层厚度不小于；

5）地理位置：

本工程烟囱在脱硫工程与电除尘之间；

6）烟气时间条件：

烟气通流时间为锅炉年运行小时。

本工程按每年8000小时考虑，通过FGD时间为7200小时，从旁路烟道直接进入烟囱入口时间为800小时。

未脱硫烟气从旁路烟道进入烟囱为瞬间时间，小于25秒。

第一年按照每年20次，以后按照每年10次考虑。

投标方以充分考虑热应力冲击和烟气冲刷对防腐系统的损害程度，在设计中留足余量，确保15年寿命。

二、相关标准规范

1）《火力发电厂烟囱（烟道）内衬防腐材料》DL／T90l一2004

2）《烟囱混凝土耐酸防腐蚀涂料》DL／T693—1999

3）《砌体工程现场检测技术标准》GB／50315—2000

4）《砌体工程施工质量验收规范》GB／50203—2002

5）《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300—2001

6）《建筑工程质量检验评定标准》GBJ30l一1988

7）国家及电力建筑工程施工及验收技术规范

8）电力建设建筑工程火电工程质量检验及评定文件

以上标准通过本投标文件的引用而成为本投标文件的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本投标文件，然而鼓励根据本投标文件达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用与本投标文件。

对同一问题，不同的规范或标准的规定或要求不一致时，投标方应按较高的标准执行。

第二节方案设计

一、设计原则：

1）经济适用原则；2）便于施工原则；3）工艺先进性原则；4）耐久性原则

二、方案设计概述：

1、脱硫烟囱内的烟气特点：

石灰石一石膏湿法工艺是国内火电厂脱硫的主导工艺，当不设GGH加热器加热系统时，烟气温度一般在50℃左右。

通过脱硫后，烟气中的二氧化硫的含量大大减少，而洗涤的方法对除去烟气中少量的三氧化硫效果并不好，因此仍然残留近10％的二氧化硫和三氧化硫。

由于经湿法脱硫，烟气湿度增加、温度降低，烟气极易在烟囱的内壁结露，烟气中残余的三氧化硫溶解后，形成腐蚀性很强的稀硫酸液。

脱硫烟囱内的烟气有以下特点：

1）烟气中水份含量高，烟气湿度很大；烟气湿度大，含有的腐蚀性介质在烟气压力和湿度的双重作用下，

结露形成的冷凝物具有很强的腐蚀性，对烟囱内壁结构致密度差的材料易产生腐蚀，影响结构耐久性；

2）烟气中含有酸性氧化物，使烟气的露点温度降低；

3）烟气中的酸液的浓度低，渗透性较强。

稀硫酸液比高浓度的酸液腐蚀性更强；

4）烟气中的氯离子遇水蒸气形成氯酸，会产生严重的腐蚀，即使是很少量的氯化物也会造成严重腐蚀。

以钢材为例，（40—80）℃时的腐蚀速度比在其它温度时高出约3—8倍。

2、排放脱硫烟气的烟囱设计考虑的工况条件：

排放脱硫烟气的烟囱比排放普通未脱硫烟气的烟囱对防腐蚀设计要求要高得多，本项目烟囱主要在以下两种工况下运行：

按每年8000小时考虑，通过FGD时间为7200小时，从旁路烟道直接进入烟囱入口时间为800小时。

1）主要工况条件：

经湿法脱硫后的烟气，进入烟囱的烟气温度在50℃左右，烟气极易在烟囱的内壁结露，此时的酸危害性最大。

2）由于在运行时，烟气有可能不进入脱硫装置，而通过旁路烟道进入烟囱。

此时，烟气温度较高，在（170-200）℃左右，在此条件下，烟囱内壁处于干燥状态，烟气对烟囱内壁材料属气态均匀腐蚀，腐蚀情况相当轻微，但必须考虑较高温度对烟囱内壁防腐涂层的影响。

3）在烟囱的防腐蚀设计中还应该考虑到以下几个综合因素：

残留的灰粉平均粒度、灰粉的硬度、灰粉的冲击能力、灰粉的浓度、烟囱的最大曲率变化（实际不大于1％）。

三、方案设计的理论基础：

1、材料选择：

选用材料的质量控制要素：

1）耐酸腐蚀：

能够长期抗酸，能够抵抗各种浓度酸的腐蚀，对于酸性气体及结露完全不渗透；

2）耐高温：

可以在持续承受（145-170）℃及以下温度时正常工作，同时也应在短时间能够承受瞬间200℃高温时正常工作，可以适应温度的大范围变化。

必要时应考虑烟气降温措施；

3）耐酸耐热指标：

完全适用于脱硫工况（湿烟气）和非脱硫工况（干烟气）交替运行的条件；

4）牢固性：

胶粘剂严格保证防腐材料与烟囱内壁之间及防腐涂层之间的牢固粘结；

5）具有一定的低热膨胀系数：

当烟气经旁路通过脱硫塔，在剧烈的再加热过程中，以及由于空气预热失灵等情况造成的温度突变时，所有防腐涂层均应保证不会受到损伤而开裂；

6）抗烟气冲刷：

在烟气高流速区，涂层应具有抗烟气冲刷磨损的能力，不被磨穿或脱落；

7）使用寿命：

防腐寿命为15年；

8）对粘贴类防腐涂料应与清理后的内壁有良好的粘结和覆盖作用，粘结剂应具有高抗酸性和耐老化、耐高温性能并长期保持柔韧性（弹性）；

2、设计产品介绍：

我方保证提供的耐酸胶泥和玻璃鳞片涂料的性能符合上述条件并保证达到性能保证值。

1）玻璃鳞片涂料特点：

玻璃鳞片涂料，是以耐腐蚀合成树脂为主要成膜物质，以玻璃薄片（鳞片，GlassFlake）为骨料，再辅以各种添加剂组成的高固体型（HighSolidCoatings）、超耐久型重防腐涂料（HeavyDutyCoatings）、无溶剂型涂料（SolventlessPaint），并以能符合相关环保法规而闻名于世。

玻璃鳞片的厚度一般为（2-5）µm，粒径为（）mm。

用它作环氧树脂防腐蚀涂料配方中的填料，据在石油油罐或管道中应用实例表明，用它涂装的油罐防腐蚀寿命可达20年以上。

由于涂料硬化后涂层中的玻璃鳞片呈上下鱼鳞状交错排列，在一毫米厚的截面中可有上百片平行排列的玻璃鳞片，腐蚀介质必须绕过它而渗入下一层树脂层，形成了独特的屏蔽结构。

此结构可以代替橡胶、塑料、玻璃钢衬里，或者与玻璃钢相结合，构成玻璃鳞片涂料防腐衬里。

环氧树脂玻璃鳞片涂料特别适用于沿海盐雾区、飞溅区和油罐内表面涂层等，具有如下优点：

a极优良的抗腐蚀介质渗透性能；b优良的耐磨损性能；c硬化时的固化收缩率小，d热膨胀系数小；e与各种材质的粘结强度好，耐温度骤变性好；f良好的施工工艺，可采用喷、辊、刷、抹涂等工艺，施工方便、利于修补。

玻璃鳞片涂料经过几十年的发展，尤其在各国的大面积成功应用，特别在排烟脱硫装置、废烟尘回收装置、海洋工程、腐蚀介质抗渗工程、化工耐腐蚀储罐衬里、酸洗槽内壁衬里等领域的成功事例，充分证明了这一技术的优越性。

生产树脂基玻璃鳞片涂料所选用玻璃鳞片的薄度是十分关键的，鳞片越薄，在同样厚度涂层中片数越多，阻挡介质能力越大。

鳞片粒度选用在～3mm，即300目～6目。

粒度影响主要有三点：

一是对粘度的影响，粒度大，填充量增加粘度上升快，造成施工困难；二是粒度大的鳞片易吸附气体而使脱泡困难；三是粒度大对介质渗透的屏蔽效果好，但粒度大于48目该效果不明显，这可能是大鳞片吸附空气形成气泡而抵消了它的屏蔽效果。

对涂料而言，一般取粘度小些以便于喷涂施工，用作腻子的料可采用粗粒度的玻璃鳞片。

玻璃鳞片在涂料中的含量一般在20～40％较好，高于40％易产生沉淀结块，涂层气泡率增加，施工困难，耐蚀性反而下降，真空搅拌有利于消除玻璃鳞片上粘附的气泡，作胶泥应用时，玻璃鳞片含量可允许大于40％。

玻璃鳞片涂料涂刷一次其干膜厚度要有（150-300）µm厚度、防腐体系干膜厚度应大于500µm，甚至更大，为此在配制该涂料或胶泥时通常应加入消泡剂、增稠剂、其它助剂、以避免产生汽泡和在垂直面的流挂。

2）玻璃鳞片涂料的使用分类：

玻璃鳞片涂料按使用（粘度）可分为：

玻璃鳞片涂料（薄膜）、玻璃鳞片厚浆涂料（中膜）、玻璃鳞片胶泥或衬里（厚膜）。

为简便起见，以上三种不同的形态一般也通称为玻璃鳞片涂料。

但是实际上这个“涂料”名称已与常用的其它涂料在意义上有很大的区别：

a从厚度上讲玻璃鳞片涂料的厚度远较常用的涂料厚，可由；

b从功能上讲玻璃鳞片涂料主要起到衬里的功能，其对基体的保护作用是一般涂料所不能比拟的；

c从施工方法上讲除了玻璃鳞片涂料和厚浆涂料可采用一般的喷涂（特制大口径高压喷涂料）、辊涂、刷涂施工外，对于玻璃鳞片胶泥，只能采用抹涂施工。

d玻璃鳞片防腐衬里的种类及性能：

类型

树脂种类

特征

应用范围

使用温度℃

膜厚mm

施工方法

厚膜

双酚不饱和聚酯

耐酸耐碱

排烟脱硫装置内防腐内衬

液85、气120

抹涂2次

厚膜

乙烯基酯

耐溶剂耐热

液95、气150

抹涂2次

厚膜

环氧树脂

耐溶剂耐热

耐酸碱

液120

气180

抹涂2次

中膜

双酚不饱和聚酯

耐酸碱

PH1-14

海洋构筑物、废水处理系统内防腐内衬

液60、气170

喷滚2次

中膜

乙烯基酯

耐溶剂耐热

液70、气180

喷滚2次

中膜

环氧树脂

耐溶剂耐热

耐酸碱

液120

气180

喷滚2次

薄膜

双酚不饱和聚酯

耐弱酸碱PH3-10

海洋构筑物、废水处理、循环水处理系统内防腐内衬

液50、气180

喷滚2次

薄膜

乙烯基酯

耐溶剂耐热

液70、气180

喷滚2次

薄膜

环氧树脂

耐溶剂耐热

耐酸碱

液120

气180

喷滚2次

3、设计方案防腐寿命的相关理论：

1）防腐蚀的基本原理：

近代许多防腐蚀学者在探讨有机高分子防腐层的腐蚀机理和使用寿命时，大都是从抗介质渗透和固化应力及热应力影响三个方面入手的。

众所周知，金属的腐蚀反应是一种由局部电池生成的化学反应。

而就有机非金属涂层抑制金属腐蚀而言，实质上是利用非金属的电绝缘性达到增加电池电阻的作用。

在腐蚀环境中，我们可以将离子或电解质的渗透性视为控制涂层电阻的因素。

换句话说，涂层对电离子的介质的渗入阻力越大，其电阻越大，防腐效果越好。

有机高分子涂层的破坏，主要表现为两种形式：

一是化学腐蚀破坏；二是物理破坏。

这两种形式常常互为影响。

在实践中涂层破坏的表现形式常以物理破坏为主体，如工况中常见的鼓泡、脱粘、开裂、分层，剥离等涂层破坏现象均属此类。

产生物理破坏的原因较复杂，但主要可分为三个方面。

2）腐蚀介质的渗透影响：

这是引起物理破坏极为重要的因素。

介质的渗透一般有三个途径：

（1）介质经树脂基体中分子级空穴逐步转移；

（2）介质经树脂中存在的微裂纹、微气泡的毛细缝隙作用渗入；（3）介质经填料和树脂间界面孔隙渗入。

这三种渗透途径在涂层中并存，相互促进，导致防腐层内腐蚀介质逐层渗透。

b）残余应力及热应力影响：

这是引起涂层破坏的重要因素。

应力的来源一般也分三个方面：

（1）基体固化时的收缩力；

（2）不同介质材料界面收缩应力；（3）环境温度引起的热应力。

材料成型中的残余应力及使用中热应力的存在，可使涂层的界面强度降低，增加微裂纹及界面孔隙，为涂层内缺陷的发展及介质渗入提供潜在的条件。

残余应力和介质渗透是相互促进的两个方面。

残余应力导致微裂纹的产生，微裂纹给介质渗透提供了途径，渗入的介质进一步激发残余应力并产生毛细效应，致使微裂纹发展、新生、开裂最终导致涂层腐蚀破坏的恶性循环。

3）施工质量的影响：

施工质量包括涂层成型的每一个环节，从防腐蚀设计、表面处理操作技能、材料配制到质量过程的监控。

从泡沫玻璃砖衬里的耐腐蚀原理的角度来看，为提高有机防腐涂层的使用寿命，在正确选择了耐介质腐蚀的材料的基础上，主要应从加厚防腐涂层、抑制腐蚀介质渗透、减少涂层内残余应力并改变应力作用效果、强化施工质量控制等方面入手。

而玻璃鳞片涂层在结构设计及材料组成上较好地满足了上述理论，它较传统的防腐技术的突出不同点在于它是以抗介质渗透、减少残余应力为出发点设计的。

在玻璃鳞片涂层中，基体由于玻璃鳞片的阻挡性，使腐蚀介质只能沿着迷宫型的曲折途径渗透，使应力的传导成为不可能，加之玻璃鳞片对应力作用引起的裂纹发展也起到了限制作用。

故玻璃鳞片涂层能较好地满足防腐蚀涂层的理论研究要求，在实际使用过程中也确实起到了抑制涂层物理破坏的作用，使涂层寿命大大提高。

4）根据以上影响防腐寿命几点要素选择防腐材料（涂料）：

A）具有优良的抗腐蚀介质渗透性

玻璃鳞片涂层的抗介质渗透特性，可以通过试片的温度梯形扩散和加压渗透对比试验得到明确的结论。

B）玻璃鳞片成型残余应力小

玻璃鳞片涂层从结构上改变了树脂的固化收缩及热应力的作用状态，从而减小了残余应力影响，提高了界面强度。

且玻璃鳞片涂层中的玻璃鳞片纤维呈分散状叠具排列，是不十分规则的，具有一定的倾角。

因此树脂的胀缩被玻璃鳞片纤维分割成一个个分散的小区域，使其相互抵消松弛，而不传递叠加。

另外，虽然树脂与玻璃鳞片纤维之间也产生缩胀应力，但因玻璃鳞片纤维是分散体，可随树脂的缩胀移位，故界面收缩应被用来对玻璃鳞片纤维位移作用，将应力松弛掉。

这样使得玻璃鳞片涂层内的残余应力大大减小，相应的层内界面强度提高，微裂纹相应减少。

5）防腐蚀寿命的估算方法：

国内对防腐寿命的估算通常采用以下经验公式：

L=d2／6D+τ（pβ·σn）

式中L是涂层使用寿命；τ是鼓泡内部压力，β是粘结层垂直剥力。

有关的函数，它表征的是介质渗透至粘接面后，发生粘附破坏的时间；D是介质扩散系数；d是涂层厚度。

由该式可以看出，利用寿命和其厚度的平方成正比，而与扩散系数成反比，并与涂层粘接强度有关。

根据以上经验公式，对玻璃鳞片涂层的鼓泡内压力和垂直剥离力以及有关技术参数，采用本设计方案，可确保防腐寿命为：

在50℃状况下，玻璃鳞片涂层的各项参数值：

L=25*10-4／6*10-4+24*104／365*2*l*7**l0-3=年>20年

根据本经验公式，本设计方案可达15年以上。

在140—170℃状况下，玻璃鳞片涂层的各项参数值：

L=25*10-4／6*l0-4+24*104／365*2*1***10-3=年>20年

根据本经验公式，本设计方案可达15年以上。

4、玻璃鳞片涂料主要技术性能：

玻璃鳞片的水气渗透性最低,是世界上唯一具有100％防水效果的轻质保温材料，具备确保恒久可靠的保温效果。

材料本身是完全不燃烧且不会产生任何有毒气体，是对人体完全无害的防火材料。

玻璃磷片的膨胀收缩率为所有保温材料中最低的，基本上接近水泥和钢铁的膨胀收缩率，尺寸稳定，不开裂。

1）玻璃鳞片涂料技术指标：

性能

单位

指标

密度

≥1．5

粘度

（40℃）

≥1850

凝胶时间

混合量l00g，min（25℃）

30～40

粘结强度（与钢板）

MPa

≥

使用温度

℃

200

耐酸性（20%硫酸24小时）

无变化

2）整体玻璃鳞片复合涂层的各项力学、物理、化学性能：

序

项目

二甲苯不饱和聚酯

乙烯基酯

环氧或其改性物

粘结强度，kg/cm2

128

133

125

拉伸强度，kg/cm2

130-160

水蒸汽渗透率，

g/m2·24h·mmHg

（1mm）

抗弯强度，kg/cm2

700

800

伸长率，%

吸水率，%

热变形温度，℃

60-120

100-120

120-180

极限使用温度，℃

150

200

220

线膨胀系数，10-6K-1

80-100

巴氏硬度

收缩率，%

固体含量，%

≥65

≥70

≥90

耐热性-液相，℃

100

120

耐热性-气相，℃

120

180

耐温变性，次

（沸水←→室温冷水）

500次无变化

耐硫酸性，25%

<100℃

25℃

耐硫酸性，70%

<80℃

25℃

耐硫酸性，75%

25℃

耐硝酸性，5%

<60℃

25℃

接上表：

序

项目

二甲苯不饱和聚酯

乙烯基酯

环氧或其改性物

耐硝酸性，20%

<45℃

耐盐酸性，37%

<100℃

磷酸,任意浓度

<90℃

耐氢氧化钠，≤30%

25℃

耐氢氧化钠，<10%

<60℃

耐氰氟酸，≤20%

25℃

耐氰氟酸，≤10%

<60℃

耐90#汽油

25℃,100天无变化

耐120#溶剂汽油

25℃,100天无变化

耐柴油

25℃,100天无变化

耐二甲苯

25℃,500天无变化

耐航空汽油

25℃,200天无变化

氟化氰气体，80℃

25℃,100天无变化

氯化氢气体，≤170℃

25℃,100天无变化

耐醋酸性，50%

<80℃

耐醋酸性，25%

<100℃

耐苯

25℃,500天无变化

耐甲醇

25℃,500天无变化

耐氨水液体

耐氨水气体

25℃

耐丁醇

<45℃

25℃

耐乙醇,95%

25℃

耐乙二醇,40%

25℃

耐苯酚,5%

<45℃

耐苯酚,88%

25℃

耐过氧化氢,30%

<60℃

燃料油烟道气，≤180℃

100天无变化

尿素，饱和

200天无变化

硫化氢，≤170℃

100天无变化

二氧化碳，≤170℃

100天无变化

海水

长期无变化

氯化铵，饱和

200天无变化

耐盐雾性

2000h通过1级

4000h通过1级

烟道脱硫原气130-160℃

长期有效

烟道脱硫原气180℃

长期有效

热交换器原气130-160℃

长期有效

热交换器原气80-90℃

长期有效

净气管道45-55℃

长期有效

热交换器原气80-110℃

长期有效

烟囱80-160℃

长期有效

接上表：

序

项目

二甲苯不饱和聚酯

乙烯基酯

环氧或其改性物

洗涤装置吸收器130-180℃

长期有效

吸收器顶部45-55℃

长期有效

吸收器顶部55-70℃

长期有效

悬浮液回收浓缩器45-70℃

长期有效

溢流槽45-70℃

长期有效

清除残余物容器45-70℃

长期有效

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