脱硫系统组合防护涂层的应用

　　当前我国火力发电和冶金烧结脱硫系统多选用湿法石灰石-石膏法(FGD)脱硫工艺，其流程就是将石灰石粉加水制成的浆液泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙反应生成硫酸钙，硫酸钙结晶形成二水石膏，石膏浆液经浓缩、脱水，然后输送至石膏仓堆放，脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，再经过烟气换热器(GGH)加热升温后，由烟囱排入大气。
湿法脱硫系统（FGD）主要包括以下系统和设备：烟气系统、吸收系统、浆液制备系统、石膏处理系统、工艺水系统、废水处理系统、控制系统等；主要设备为：增压轴流风机、回转式烟气换热器（GGH）、吸收塔、除雾器、喷淋管、氧化风机、浆液循环泵、破碎机、球磨机、石灰石旋流器、石膏旋流器、脱水机、衬胶管道和阀门等。
    湿法脱硫（FGD）的工艺决定了该系统设备在固、液、气三态下运行，设备承受温度高低不一，甚至同一设备在不同工作状态温度也不一致；设备同时承受腐蚀、磨损的复合工况，不同设备的腐蚀和磨损也不一致；设备运行时一直处于小幅振动状态。当前脱硫系统的防护,浆液管道多选用衬胶工艺，吸收塔多选用内衬玻璃鳞片工艺。但在使用中也存在着不足，如衬胶会出现鼓包、脱落现象；鳞片涂层会出现开裂、脱落现象，为脱硫系统的运行带来了安全隐患。单纯的防腐或防磨并不能完全解决脱硫系统的防护问题。脱硫系统防护涂层的理想性能为：材料具有优异的耐腐蚀性、耐磨性、耐老化性、抵抗热水的渗透性、能耐高温并能承受高低温差的循环、足够的韧性能抵抗设备的振动和不同材料间膨胀系数不同造成的内应力、与基材间优异的粘接力、材料自身强度高不易开裂等。
显然让一种材料具有上述所有性能并不现实，襄阳市百盾防护涂层材料有限公司提出了脱硫系统组合防护涂层的概念，让每一种涂层发挥自身最大的优势，然后组合在一起使用，从而对脱硫系统设备形成完美的防护。组合涂层分为：防腐涂层、鳞片涂层、耐磨涂层、高温防腐涂层、高温耐磨涂层、可加工碳化硅耐磨涂层等。以上几种涂层进行不同的组合使用完全可以满足湿法脱硫（FGD）设备的防护和维修要求。下面针对湿法脱硫的主要设备的防护进行分别说明。
1.脱硫烟道，脱硫烟道分为原烟道和净烟道。原烟道温度高，基本以磨损为主，涂敷高温耐磨涂层材料进行耐磨防护，此部位和增压风机是脱硫系统温度最高的部位，耐磨涂层必需长期能耐160℃以上（干态）温度，同时涂层还要具有足够的韧性，防止开机停机时温度快速变化造成涂层与金属开裂脱粘或涂层自身开裂。此部位组合涂层选取BD427高温防腐涂层和BD776高温抗冲击型碳化硅涂层，在此组合中主要利用BD427粘接强度高的特性做为底胶过渡层，在BD427没固化时在其表面涂敷BD776，形成耐磨涂层对金属的高强度粘接。净烟道为已完成脱硫烟气所经过的烟道，温度在40℃～80℃(湿态)，腐蚀是其主要损坏方式同时伴有一定的磨损。此部分组合防护涂层选取为BD407耐腐蚀涂层，BD408鳞片涂层，BD7053脱硫专用耐磨涂层。施工时先用BD407打底，然后涂敷BD408鳞片涂层，最后涂敷BD7053耐磨涂层，形成内层防腐外层防磨的涂层结构。BD407、BD408、BD7053内含有大量液体橡胶，一方面可以阻止水分子向金属的渗透，另一方面可以提高涂层的韧性避免涂层自身开裂。
2.增压风机，湿法脱硫系统增压风机一般为静态轴流风机，其工况类似于原烟道，主要为固体颗粒物冲刷磨损，解决方案一般在静态叶片上刷涂一层BD427高温防腐涂层，然后在BD427未固化时涂敷2mm厚的BD776高温抗冲击型碳化硅涂层。
3.烟气换热器（GGH）,是锅炉烟气与脱硫烟气进行热交换的场所，腐蚀、磨损同时存在，组合防护涂层选取BD427高温耐腐蚀涂层和BD776高温抗冲击碳化硅涂层，此处选BD776除应用其耐磨性能外，还因具有良好的导热性，导热系数达到1.4W/M·K，此组合涂层耐磨、防腐、导热。
4.烟气挡板门，与净烟气接触侧以腐蚀为主，伴有磨损，组合涂层选取BD407耐腐蚀涂层，BD408鳞片涂层，BD7053脱硫专用耐磨涂层。与原烟接触侧以耐磨为主，组合涂层选取BD427高温防腐涂层和BD776高温抗冲击碳化硅涂层。
5.吸收塔，吸收塔是湿法脱硫（FGD）系统的核心设备，由塔体，支撑梁，栅格梁，托架，托盘等组成。烟气和浆液在此接触混合完成脱硫反应。该区域以腐蚀为主伴有磨损。组合防护涂层选取BD407耐腐蚀涂层、BD408鳞片涂层和BD7053脱硫专用耐磨涂层，形成外层防磨  内层防腐的组合涂层结构，有防磨层来保护防腐涂层不被冲刷磨损造成失效，对工件提供持续的防护，整个涂层的寿命取决于表面防磨层的厚度。根据经验数据，BD7053脱硫专用耐磨涂层应用于吸收塔内部时，每1.3mm厚度可为吸收塔提供约1年的防护。
6.浆液喷淋管，其分配管网有钢制衬胶管道和玻璃钢管道两种。钢制衬胶管道在使用中出现鼓包、起皮脱落现象，如大面积出现，应将橡胶层剥离，在钢制管道上制作组合防护涂层，选取材料为BD407，BD408，BD7053。如只是局部鼓包、起皮，可以清除这部分的残胶，涂敷BD436衬胶修补剂进行修复。BD436衬胶修补剂兼具耐磨抗腐蚀的性能，同时对金属和橡胶具有较高的结合强度,根据经验数据修复时每2.5mm厚度的BD436涂层，可以对喷淋系统提供1年的防护。玻璃钢管道的耐腐蚀性能是毋庸置疑的，当其表面的耐磨涂层失效时可以重新涂敷BD7053脱硫专用耐磨涂层来进行耐磨防护。
7.浆液循环泵，泵送石灰石浆液的设备。目前国内湿法脱硫(FGD)系统浆液循环泵多由襄阳525、石家庄强大、德国KSB、瑞士苏尔寿、澳洲沃曼等生产，造价很高。浆液循环泵主要有护套、护板、叶轮组成。在工作时叶轮在护套和护板形成的腔体内高速旋转，把吸入的浆液泵送至吸收塔喷淋装置。由于石灰石浆液富含固体颗粒物，本身又是腐蚀性液体，对浆液循环泵产生很严重的冲刷磨损和腐蚀，加之浆液循环泵在运行时又会产生的气蚀，因此对浆液循环泵进行防护是必要的。护套和护板选用组合防护涂层材料为BD426耐腐蚀涂层、BD709抗冲击耐磨涂层。BD426耐腐蚀涂层与高铬合金具有优异的粘接力，BD709抗冲击涂层是由NDI-PTMEG改性环氧制备的耐磨涂层，耐磨损、抗冲击，适用于冲刷磨损和气蚀工况。叶轮的修复选用BD426耐腐蚀涂层和BD772可加工碳化硅涂层，因叶轮修复后要做动平衡，修复材料必须是可加工的。
8.浆液循环管道，浆液循环管道多采用丁基橡胶衬胶管道，在运行中常出现橡胶衬里鼓包、起皮、脱落现象。如大面积出现，应将橡胶衬里剥离，在管道上制作组合防护涂层，选取材料为BD407，BD408，BD7053，形成外层防磨内层防腐的复合涂层，根据经验数据每2mm厚度的BD7053耐磨涂层可以为浆液循环管道提供1年的有效防护。如只是局部鼓包、起皮，可以清除这部分的残胶，涂敷BD436衬胶修补剂进行修复。BD436衬胶修补剂兼备耐磨抗腐蚀的性能，同时对金属和橡胶具有较高的结合强度，根据经验数据，修复时每5mm厚度可以为浆液衬胶管道提供1年的有效防护。。
9.旋流器，分离浆液中粗细颗粒物料的设备，严重的冲刷磨损，组合防护涂层材料选取BD426耐腐蚀涂层和BD709抗冲击耐磨涂层（或BD7044、BD7042）。
10.浆液搅拌器，浆液搅拌器主要受冲刷磨损，组合防护涂层选用BD426耐腐蚀涂层和BD772可加工碳化硅涂层。
11.浆液搅拌池或浆液搅拌罐，受冲刷磨损和腐蚀，组合防护涂层选BD407耐腐蚀涂层，BD408鳞片涂层和BD7053脱硫专用耐磨涂层。
12.膨胀节，膨胀节的波纹管部分主要因腐蚀而损坏，可在波纹管内填充或涂敷BD819高温弹性粘接胶来防护，该胶耐腐蚀性能好，耐温可达280℃，弹性达300%，与金属和纺织物具有较高的粘接强度。膨胀节导管为腐蚀和磨损复合工况，选用组合防护涂层材料为BD407， BD7053，温度超过120℃时组合材料选用BD427，BD776。