定电二期烟囱烟囱防腐维修项目工作可行性研究报告材料.docx
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定电二期烟囱烟囱防腐维修项目工作可行性研究报告材料
重大修理项目可行性研究报告
编号：
GHDD-TJ-003
项目名称：
单位名称：
批准：
复审：
初审：
编制：
2013年03月20日
重大修理项目可行性研究报告
工程项目
项目性质
重大修理
可研编制人
项目负责部门
综合生产部
项目负责人
一、一、项目提出的背景及必要性（需要修理设备的运行简历，设备名牌、运行时间、运行状况、技术状况及其他有关技术参数，现状、存在的主要问题，从对安全、经济运行环境的影响等方面论证该项目的必要性）
1、烟囱概况
定洲二期烟囱
定洲电厂二期FGD采用湿法脱硫，不设烟气旁路和GGH，3、4号炉合用1座现浇钢筋混凝土套筒结构烟囱，外筒为钢筋混凝土，筒采用普通钢加国产发泡玻化砖衬结构
烟囱高240m，净出口直径9.0m，采用Q235B钢筒+国产泡沫玻化砖衬防腐，标高233.5米以上筒为不锈钢。
筒壁厚度18～12mm。
防腐工作量为：
钢筒的泡沫玻化砖的工程量约6753m2，钢烟道的泡沫玻化砖的工程量约534m2，合计7287m2。
2009年1月11日开始玻化砖防腐施工，2009年6月15日施工完毕。
3、4号机组分别于2009年9月3日和12月22日通过168试运。
2、烟囱防腐检查情况
2010年9月23日机组双停时，进入烟道发现部分玻化砖外侧有反锈形象，将玻化砖铲除后，发现部分钢板已经与烟气冷凝水接触，钢板有腐蚀现象。
2010年12月1日吸收塔火灾后，进入烟道检查发现，4号接口烟道及部分钢筒玻化砖因过火损坏。
3、烟囱73米以下部分防腐维修情况
烟囱73米以下部分防腐维修工程由大唐力源防腐总承包，玻化砖采用一方科技公司的产品，粘结剂为硅宝为其配套生产的专用粘结剂。
主要工程量为拆除和粘贴玻化砖工程量约2881m2，工期共36天，1月21日开工，2月25日竣工。
竣工后3、4号机组一直处于运行状态，未能进入烟囱和烟道部检查，外观检查明显无异常现象。
二、项目实施的可行性
1、国外调研报告（咨询专家意见、国外解决方案、用户使用情况等）
1.1国外相关产品与技术发展的概况
国外常用钛板、玻璃钢和Henkel公司的泡沫玻璃砖。
1.2国相关产品与技术现状、国已取得的最新阶段成果和达到的技术水平
鉴于目前国烟囱运行的现状，以及近几年来随着环保要求的提高，湿法脱硫（不设GGH）在电厂中普遍应用以后，多个电厂的烟囱及烟道出现了较为严重的腐蚀渗漏现象，中国电力工程顾问集团公司于2009年8月在市主持召开了火力发电厂脱硫烟囱防腐技术研讨会。
根据会前对近5年来各有关发电企业建成投运或正在建设的226个火力发电厂脱硫烟囱（道）防腐工程（约占我国火力发电厂实施脱硫以来总装机容量的77%）所开展的函调情况，会议对我国火力发电厂脱硫烟囱防腐工程现状进行了通报。
根据有关资料，目前在运行工程烟囱的检查大都未定期进行，有检查者也主要是在可视的表面，难以深入到部去查看腐蚀和渗漏状况。
从调研的情况来看，烟气采用湿法脱硫以后，不设烟气加热系统GGH条件下的烟囱工程腐蚀渗漏情况较为严重，尤其是此种工况下的砖筒烟囱或单筒式烟囱，甚至存在一定的安全隐患。
不设烟气加热系统GGH条件下，烟囱腐蚀渗漏情况的具体表现为：
1）砖砌体结构的排烟筒或衬，由于烟气正压运行的因素，烟气冷凝结露渗漏非常突出，出现状况的速度很快，最快者为脱硫系统投运后不到1个月即发现渗漏状况；
2）钢筒结构的排烟筒，由于局部防腐层的脱落导致短时间钢筒筒壁腐蚀穿透和渗漏，出现状况的速度和严重程度远远超过预期；
3）外接烟道与烟囱排烟筒相连接处的腐蚀渗漏突出。
分析其原因，主要是：
1）施工质量不高，无论是砖砌体结构，还是钢筒的防腐层，都存在灰缝或粘接胶不饱满和减少用量的状况，需要进行防腐防渗处理的基层表面未按设计要求进行彻底的处理；
2）排烟筒防腐蚀和防渗漏材料的抗烟气气流冲刷磨损及耐烟气温度变化引起的开裂性能达不到使用要求；
1.3腐蚀原因的分析
通过对国电厂烟囱腐蚀情况的调研，结合定洲二期烟囱壁玻化砖的检测情况，分析定洲二期烟囱钢筒腐蚀有以下原因：
（1）限于当时的工程建设水平及认知水平，烟囱设计图纸对钢筒基层处理没有具体要求，作业指导书规定手工除锈工艺要求，除锈标准偏低。
（2）烟囱设计图纸没有针对底涂工艺提出的具体要求，作业指导书中规定了底涂工艺要求，但实际施工过程中没有完全按照标准执行。
（3）烟囱设计图纸没有针对底胶工艺提出的具体要求，虽然作业指导书规定底胶工艺要求，但实际操作性不强，无法过程控制和检查验收，施工过程中没有刮涂底胶，底胶不饱满，砖底胶平均仅25～50%左右。
（4）烟囱设计图纸没有针对贴砖工艺提出的具体要求，作业指导书规定了贴砖工艺要求，实际施工过程中缝胶没有达到标准要求，导致砖与胶结合较好，但胶和钢板之间密封不严，部分砖与砖之间缝隙不严，冷凝水进入钢板与玻化砖的连接缝隙，对钢筒造成一定腐蚀。
（5）玻化砖施工中用胶量不足，每平米仅6.5公斤。
由于泡沫玻化砖底胶、缝胶不饱满，形成空腔，成为冷凝液流淌的通道，是造成多处钢筒腐蚀主要原因。
（6）导流板变坡处玻化砖接口出现凹面，导致积水，积水沿玻化砖连接缝隙进入导流板与钢筒连接处，同时导流板与钢筒连接处焊缝不严密，积水对钢板产生腐蚀的同时也从焊缝漏点流到钢筒底部。
（7）粘贴玻化砖以后的接烟道坡度较小，容易积水，同时接烟道处没有设置相应的排水管道，导致积水渗透破坏烟道。
2、选择技术方案：
（进行技术方案设计，并选择最优技术方案，从技术、经济及社会效益上全面论证其先进合理性，实施可行性，存在问题和解决方法。
要求定量地、准确地对其技术可行性，投资费用，效益，投资回报等经济可行性作出论证，进行综合比较，推荐最佳方案。
）
目前国烟囱应用最多的防腐方案有以下几种：
（1）钛钢复合板
钛是一种非常活泼的金属，其平衡电位很低，在许多介质中很稳定。
因为钛和氧的亲和力很大，在空气中或含氧介质中，钛表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜，保护了钛基体不被腐蚀。
钛是具有强烈钝化倾向的金属，介质温度在315℃以下钛的氧化膜始终保持这一特性，完全满足钛在恶劣环境中的耐蚀性。
由于钛的表面钝化膜的性质决定了钛对中性、氧化性、弱还原性的介质具有较好的耐蚀性。
因此钛板是国际工业烟囱协会推荐的FGD系统不设置GGH情况下烟囱防腐衬之一。
目前国已有多家新建电厂采用钛钢复合板筒的烟囱。
钛钢复合板是以低碳钢Q235B为基材，以钛板为复层的两层金属复合板，采用爆炸-轧制法合成，将Q235B基材作为排烟筒受力支撑结构。
钛钢复合板是一种成熟的组合材料，国有《钛及钛合金牌号和化学成分》（GB/T3620.1）、《钛及钛合金加工产品化学成分及成分允许偏差》（GB/T3620.2）、《钛及钛合金板材》（GB3621）、《钛-钢复合板》（GB/T8547）、《钛及钛合金加工产品超声波探伤方法》（GB5193）、《海绵钛、钛及钛合金化学分析方法》（GB/T4698）等相应的国家标准，技术成熟。
对于本工程，由于已经存在钢筒，采用钛钢复合板进行改造有两个方案。
一个方案是将钢筒全部拆除，重建钛钢复合板筒。
此方案可以保证筒防腐的完整性，气密性、耐久性、可靠性好，但是拆钢筒建钛钢复合板筒不仅造价高，而且施工工期长，难以满足电厂运行调度的需要。
另一种方案是在原有钢筒的壁设置钛钢复合板龙骨，在钢筒上按照钢对钢、钛对钛的原则，沿圆周方向焊接整圈龙骨，在龙骨间喷涂高温耐酸泡沫，填充龙骨空隙，在龙骨的钛材表面焊接钛板防腐层，形成一个无缝的整体衬。
此方案施工工艺复杂，对焊接要求较高，施工有一定难度，施工费用高。
钛钢复合板价格较高，纯钛条在烟囱中的防腐应用较少，而且采用此方案对烟囱73m以上部分进行修复，难以与73m以下的玻化砖防腐衔接。
（2）玻璃钢
玻璃钢烟囱筒在国外不设烟气旁路的工程中有较多应用。
玻璃钢筒的筒体结构由衬防腐蚀层、结构层（提供主要力学性能）、外表面层（防紫外线、抗老化）组成。
耐腐蚀层由表面毡、衬树脂组成，用来抵抗流通介质对产品的腐蚀，树脂含量为90%以上，衬层防渗防腐，气密性好，光洁度高；结构层是用玻璃纤维浸润结构树脂后环向缠绕与单向布交替缠绕成型，树脂含量为30-40%。
作用是承受各种应力及外载荷；外表面层，主要由表面毡和加入抗老化剂和紫外线吸收剂的树脂缠绕成型，树脂含量达90%以上，起到外保护的作用，延长设备的使用寿命。
玻璃钢筒的设计和施工仍处于研究中，国还没有配套的用于烟囱排烟筒的设计和施工标准，需参考国外的标准开展设计工作；为保证材料质量，玻璃钢通常采用国外进口材料，造价高。
目前玻璃钢筒在国无电厂运行业绩。
本工程已存在钢筒，如果将钢筒全部拆除，改建玻璃钢筒，成本高，且施工工期长。
玻璃钢筒通常为悬吊结构，筒的重力和水平力通过连接传递给钢筋混凝土外筒，而本工程钢筒为自立式结构，钢筋混凝土外筒设计中并未考虑筒荷载。
玻璃钢筒施工时需要从烟囱底部的大洞口将筒分段推入烟囱进行吊装，目前电厂烟囱外筒底部不具备能够施工的洞口。
（3）防腐涂料
防腐涂料能够抵抗有机酸、无机酸、溶剂、油污及酸性清洗剂的腐蚀，具有很强的耐热性，可在几百摄氏度以上的环境里长期使用具有耐急冷急热性，可用于金属表面防腐，也可以用于耐酸砖、粘土砖、土砖、混凝土表面的防腐。
防腐涂料本身具有较好的防腐性能，但由于涂料涂于钢筒上，厚度较薄通常不超过2mm，不具备保温隔热的性能，在烟气温度发生变化时，钢筒会产生变形，特别是在锅炉启动或烟气通过旁路进入时烟囱的变形很大，由于涂料与钢板变形不协调，筒防腐涂料就非常容易产生开裂、起皮、脱落等现象，从而造成烟气对钢筒的腐蚀。
另一方面，防腐涂料对基材的清洁度和粗糙度有很高要求，对施工环境的温度和湿度有严格要求，施工缺陷会严重影响涂料的防腐效果。
由于防腐涂料耐高低温交替和烟气冲刷的能力不强，钢筒涂防腐涂料的做法在不设置GGH的烟气湿法脱硫烟囱中运用成功的先例较少，目前使用防腐涂料的烟囱运行时间都不长，还需要运行检验。
本工程烟囱73m以下部分已经采用泡沫玻化砖进行了维修，如果73m以上部分采用防腐涂料进行改造，整个烟囱筒的防腐形式不一致，而且两种防腐材料交界的位置难以处理，容易成为防腐薄弱点。
（4）泡沫玻化砖
玻化砖是适用于电厂湿法脱硫及烟囱防腐蚀的轻质泡沫瓷，经窑炉高温烧结，发泡制成的一种部互不连贯完全密闭的均匀多孔、轻质固体无机材料。
质轻、耐酸碱、耐水抗渗、抗裂、保温、阻燃防火、低导热和低热膨胀系数。
耐高温：
可适用于-200℃-450℃的温度，尤其在高温交叉变化情况下，性能稳定。
材质轻、强度高、导热系数小、不透气、不变形、不燃烧，并且可以锯割、可粘接性能稳定，使用寿命长，是良好的衬材料。
与之配套的特种耐酸耐高温胶黏剂，耐高温，粘接强度高，有较强的耐酸性和韧性。
目前泡沫玻化砖没有统一的制作标准，不同厂家玻化砖的重量、强度、吸水率等性能差异较大，而且不同厂家的胶黏剂性能也不相同，玻化砖和胶黏剂的不配套使得泡沫玻化砖难以形成一个有效的防腐体系。
玻化砖或胶黏剂的质量缺陷会严重影响玻化砖的防腐效果。
另一方面，施工中若监管不严格，容易出现胶黏剂使用不足，胶缝、底胶不饱满的现象，也影响了防腐效果。
在电厂调研中发现，玻化砖吸水量大，胶黏剂渗水，酸液腐蚀至钢板的情况时有发生。
（5）宾高德防腐系统
宾高德防腐系统由宾高德底漆、宾高德胶黏剂和宾高德砖组成。
宾高德底漆用来确保宾高德衬长期稳固地粘结在基材上；宾高德胶黏剂是隔离层，既抗渗保护基材，又将宾高德砖牢固地粘结在上面；宾高德砖是低膨胀非金属材料，吸水率低，耐腐蚀性好。
宾高德防腐系统具有优越的耐腐蚀性，在高温下和浓SO2、SO3气体环境中也能够对Q235B钢起到完全的保护作用，对水、水蒸气、酸和酸蒸气都具有气密性，不吸附吸收可燃液体。
宾高德玻璃砖是无机物，不会燃烧，同时不含氯氟化合物，不会造成环境污染。
宾高德胶黏剂具有良好的弹性和伸展性，能够抵抗一定浓度的无机酸和盐溶液。
宾高德防腐系统重量轻，通常12~15kg/m2，不需要锚定，现场容易切割，施工方法简便；隔热性能好，筒不需要再做保温层。
宾高德防腐系统与烟囱73m以下的玻化砖形式协调，接缝位置容易处理。
宾高德防腐系统最早于1979年用于美国，国最早在2004年应用于利港电厂，有6年运行业绩。
2006年7月，由国家标准《烟囱设计规》管理组组织的“宾高德烟囱防腐衬系统评审会”在省江阴市召开，国相关专家对宾高德的应用情况进行现场考察，并对检测报告和技术文件进行了研究和讨论，认为“宾高德烟囱防腐衬系统”适用于湿法脱硫的烟囱与烟道。
宾高德防腐系统施工温度通常在15℃～35℃，温度过低或过高都会影响防腐效果，实际施工时须根据环境温度采取适当的温度调节措施。
宾高德防腐系统需要从国外进口以保证材料质量。
现场施工时需要加强监管，确保宾高德砖胶黏剂的用量和施工质量。
3、各方案经济技术比较
根据前面所述，重新建立钛钢复合板筒造价高，施工工期长；原有钢筒上采用钛钢衬施工难度大，工程造价高，无应用业绩，且烟囱筒73m上下部分防腐方案难以衔接，因此本次改造不考虑钛钢复合板方案。
玻璃钢筒方案与现有钢筋混凝土外筒不相适应，也不具备施工条件，因此本次改造不考虑玻璃钢筒方案。
以下对防腐涂料、泡沫玻化砖、宾高德防腐系统这三种防腐改造方案进行技术、经济比较，详见下表：
序号
1
2
3
方案
防腐涂料
泡沫玻化砖
宾高德防腐系统
主要优缺点
优点：
施工方便，后期维护方便，有系统检测手段。
缺点：
对基材表面处理要求严格，对施工温度湿度要求高。
还没有经过长期运行的检验。
需要采取措施与73m以下区段防腐相衔接。
优点：
有良好的耐酸腐蚀性能，与耐酸胶黏剂一同使用防腐效果较好。
施工简单，与73m以下防腐方式相同，整体性好。
缺点：
没有统一的制作标准，玻化砖质量差异较大。
没有配套的胶黏剂，不同胶黏剂性能有差异，难以系统地对烟囱进行防护。
采购、施工需要严格监控。
优点：
宾高德底漆、胶黏剂和宾高德砖形成一个防腐系统，各部分协同工作，具有耐酸腐蚀、耐高温、隔热好等优点。
施工简便，隔热性能好，不需要再做保温。
国外应用成熟。
与73m以下防腐方式接近，衔接方便，整体性好。
缺点：
需要对采购、施工过程严格监管，价格相对较高。
施工工艺
施工速度快，质量易保证。
后期维护施工方便。
施工较简单，施工速度较快，施工质量要求高。
施工较简单，施工速度较快，施工质量要求高。
烟囱改造工程量及材料单价
防腐涂料单价：
1500元/m2；
筒外壁保温层超细玻璃丝棉保温层单价：
600元/m3
泡沫玻化砖单价：
950元/m2
宾高德玻璃砖单价：
1900元/m2
通过上述各方面论证及技术经济比较，我们可以得出如下结论：
1）防腐蚀涂料方案：
防腐涂料寿命一般较短，且易脱落，成功使用业绩较少，价格上优势亦不明显；防腐涂料多与耐酸露点钢筒配合使用，对于本工程钢筒的防腐改造工程并不适用。
不建议采用此方案。
2）泡沫玻化砖方案：
由于国没有统一的制作标准，泡沫玻化砖质量不稳定。
不同的胶黏剂性能不同，泡沫玻化砖没有形成防腐体统，对烟囱防腐效果不稳定。
调研中发现玻化砖吸水率大，胶黏剂透水，有防腐失败的案例。
不建议采用此方案。
3）宾高德防腐系统方案：
宾高德系统由宾高德底漆、宾高德胶黏剂和宾高德砖组成。
进口宾高德材料质量可靠有保证，底漆、胶黏剂和宾高德砖是一个整体，形成一套有效的防腐系统，对烟囱进行保护。
宾高德防腐系统与烟囱73m以下的泡沫玻化砖防腐相似，容易衔接，整体性好。
宾高德防腐系统隔热性能好。
宾高德砖需要人工铺贴，需要对施工严格监管，确保施工质量。
现阶段本着安全可靠、经济适用的原则，建议采用宾高德防腐系统对烟囱73m以上部分进行防腐改造。
三、项目的主要构成和围
防腐维修方案为将烟囱原泡沫玻化砖全部铲除，重新粘贴宾高德泡沫玻璃砖，采用进口优质产品，改进施工工艺，加强过程质量控制。
计划在2012年元旦后由省公司负责安排两台机组停机小修及春节停备方式进行烟囱剩余部分的维修。
主工程容如下：
（1）外出调研、考察，收集资料，委托资质单位编制维修方案，并进行专家评审。
（2）请工程安全、质量监理和技术咨询服务。
（3）材料进场并见证取样后复检。
（4）3号烟道开口、烟道支撑割除。
（5）脚手架搭设和吊篮安装。
（6）成品保护。
（7）钢筒73米以上部分拆除原玻化砖及粘结剂，对腐蚀的钢板进行修补。
（8）喷砂除锈至Sa2.5级。
（9）底涂施工。
（10）底层满刮粘结剂。
（11）粘贴进口泡沫玻璃砖。
（12）73米以下部分局部修补。
（13）工程验收
（14）脚手架和吊篮拆除。
（15）预留排水口管道安装。
（16）3号烟道开口、烟道支撑恢复及修补玻璃鳞片、保温材料等。
（17）将垃圾清运至厂垃圾场，二次倒运30公里并合理处置。
四、实施条件
1、外部条件的落实情况：
（包括工程项目有关征地、拆迁、赔偿等）
项目无征地、拆迁、赔偿，烟囱73米以下部分已经于2011年2月25日维修完成，计划在2012年元旦后由省公司负责安排两台机组停机小修及春节停备方式进行烟囱73米以上部分的维修。
2、项目招标时间安排：
招标时间：
2011年09月15日
3、实施计划
（1）项目计划工期：
60天；
（2）计划开始或完成日期：
机组停运1天
装吊篮等准备工作9天
烟囱铲砖、喷砂、底涂、底胶、粘砖等40天
拆吊篮等收尾工作9天
机组启动1天
五、费用估算表及各费用概算明细：
（1）投资估算表
前期费（包括论证、设计）
18.54
施工费
19.22
设备费
0
其他费
19.5
材料费
923.02
工程总投资
980．28
（2）项目费用概（预）算明细
六、分析预期修后的各项指标：
（对工程前后安全、经济运行状况，社会环境影响进行对比分析，预计项目实施后本单位在安全性、可靠性、节能降耗、环境保护等应达到的指标值）
序号
名称
数量
单价
总价（万元）
1
防腐材料
4858平米
1900元/平米
923.02
2
工程前期费
18.54万元
18.54
3
设备费
0万元
0
4
施工费
19．22万元
19.22
5
其它费
19.5万元
19.5
合计
七、审查意见：
1、专业审查意见：
签字
年月日
2、部门审查意见：
签字
年月日
八、主管领导意见：
年月日
定洲电厂二期烟囱防腐维修费用（73米以上部分）
序号
项目
单位
数量
单价（元）
总价
（万元）
主要容
材料
人工
其它
1
前期费用
项
1
0
0
13000
1.3
工程前期外出调研差旅费
项
1
0
0
150400
15.04
委托电力勘测设计研究院编制维修方案费
（47天*4人*800元/天＝150400元）
项
1
0
0
7000
0.7
组织专家评审会费用
项
1
0
0
15000
1.5
材料检验，现场抽检底涂、粘结剂和玻璃砖各一组
2
增设排水管
m2
28
0
280
0
0.784
双排脚手架搭设、拆除
m
100
950
90
0
10.4
DN300排水管道衬胶、安装
m2
120
600
70
0
8.04
管道保温及外护板安装
3
烟囱73米以上玻化砖全部维修
m2
4858
1700
200
0
923.02
成品保护，吊篮搭拆，玻化砖拆除、喷砂除锈、底涂、底胶及粘砖（合同总价承包）
4
监理及技术咨询
项
1
0
0
195000
19.5
工程安全监理2名、质量监理3名
（60天*5人*650元/天＝195000元）
合计
升级会员 