杂化聚合物分类

杂化聚合物分类

　烟囱高温碳化硅杂化聚合物施工

　我公司研发生产的碳化硅杂化聚合物涂料是有机-无机杂化聚合物，利用碳化硅的末端c键与有机物中的co链结，形成致密的新材料，其耐腐蚀性能及抗冲刷性能远远超越其他防腐产品，使用于：1、吸收塔喷淋层部位防冲刷。2、浆液循环泵壳体及叶轮抗冲刷。3、浆液循环泵出入口大小头、弯头、管道防腐及衬胶修复。4、烟囱整体喷涂防腐。

烟囱设计概述及现状

（一）烟囱设计概述

热电厂2×135MW燃煤发电机组烟囱为单筒式混凝土烟囱，全高180m，筒身根部外径18.9m，烟囱zui小的内径

为5.4m，整根烟囱由基础、混凝土外筒、保温层及内衬、积灰平台及其附属设施等部分组成。

烟囱外筒采用钢筋混凝土结构，筒壁设计为变坡圆台体。外筒筒壁采用普通的硅酸盐水泥，90m以下混凝土

标号为C40，90m～180m混凝土标号为C30。排烟筒内衬为耐酸砖分段支承在钢筋混凝土牛腿上，内衬由里向外的

结构组成依次为耐酸砖、耐酸砂浆封闭层、憎水性珍珠岩板隔热层和用于固定隔热层的铁丝网。筒身自115m～

180m涂刷红白相间航标漆5节，顶部为红色。烟囱在100m、173.75m处设置两层信号平台，平台采用碳钢热镀锌

材料。

（二）烟囱运行状况

热电厂原有脱硫装置采用炉后烟气循环干法脱硫技术，烟囱排放烟气为100℃的干烟气，烟囱内衬无腐蚀。

二、改造必要性

为适应国家超低排放标准，热电厂将脱硫系统改造为石灰石-石膏法湿法脱硫技术，排放烟气处于饱和湿度

状态且温度在50℃，低于酸露点，因此会在烟囱中析出大量腐蚀性和渗透性很强的冷凝稀酸液（pH值在1～3范

围），对单筒式砖内衬烟囱有非常强的腐蚀性，为防止其影响混凝土外筒结构耐久性，必须对其进行防腐处理

。

三、烟囱防腐材料选型

鉴于防腐处置方案较多，为选用合适的防腐材料及方案，应从烟囱结构、防腐材料特性以及是否会形成“

烟囱雨”等因素考虑材料选型及方案设计。

（一）烟囱热力计算及直径选择

对于“湿烟囱”，在排放的烟气中都会携带一定量的液体。沉积和冷凝在烟道、烟囱壁上的大直径液滴，

正常情况下因自重而向下流淌，由于烟囱内高速向上的烟气流，当速度达到一定的临界值时，大直径液滴会向

上，并随烟气一并带出，形成“烟囱雨”。它不同于烟气中的水雾，由于其直径较大，通常散落在烟囱周围

800m的范围内，会对电厂的建、构筑物及外露的设备产生腐蚀作用。

当烟气流动的牵引力大于液滴的重力和液滴与防腐材料的附着力时，液滴就脱离出来进入气流中，这时的

气体流速就是二次进入的临界流速，根据国外相关资料，防腐涂料的临界流速为16.8m/s。

热电厂脱硫系统设计参数计算，单台机组烟囱入口烟气温度为48℃，烟气流量为70万m3/h。若采用带内筒的

防腐方案，势必缩小烟囱的内径，容易形成烟囱雨水。采取拆除砖内衬在混凝土上进行防腐，则节点处实际烟

速为15.95m/s（见表1），烟气流速在临界值以下，不宜形成“烟囱雨”现象。

（二）材料选取

早期的烟囱防腐材料在运用过程中，经过一段时间的冷、热态交替运行出现大面积鼓泡、起皮、脱落现象

，无法满足烟囱运行的要求。本次选用的碳化硅杂化聚合物材料，其材料由环氧树脂与活性基团的纳米级有机

硅低聚物经化学改性而成，具有耐湿、耐候、耐水、耐盐水、耐油、耐海水、耐温、防潮、电绝缘、耐药品、

防腐蚀、耐溶剂性、附着力好、机械性能及电性能优良，并具有耐真空紫外线辐照，液氮温度淬冷，高速气流

冲刷等性能。

四、实施方案

经研究分析，本次改造拆除耐酸砖内衬及隔热层，使在树脂和无机碳化硅材料内加高分子纤维形成的杂化

聚合物材料对混凝土内壁进行防腐处理，共划分为底层喷涂、结构层涂抹与面层喷涂，三层结构，厚度为4mm。

其重点防腐部位为烟首部分、支撑牛腿与积灰平台部位。

（一）烟囱混凝土内壁防腐

烟囱混凝土内壁拆除耐酸砖与保温层后对其进行修复找平，再进行喷砂处理，喷砂等级为Sa2.5，喷砂过程

中分段对已喷表面进行清洁。

基层清理工作完成后，应尽快进行涂装施工。涂刷要在天气良好的情况下进行，在雨、雾、大风天气禁止

涂刷施工，涂装有刷涂、滚涂、喷涂等工艺，以保证取得良好涂装效果和很好的粘结力。施工时内筒环境相对

湿度≤80%，环境温度宜为15℃～30℃，并高于当时空气露点温度3℃。当环境温度<10℃或相对湿度超过80%时

，应采取机械措施达到正常的施工温度和湿度。

涂刷底涂后按照工艺涂刷各层防腐层，需保证混凝土基底干燥，且各防腐涂层需控制涂刷时间，保证各涂

层干燥，且防腐结构层须通过碾压等工艺保证平整、赶出气泡，面层须平整光滑。

（二）烟首部位

烟囱顶部烟气出口部位，采用5mm厚度A3冷轧钢板压顶，并在钢板上喷砂防腐处理，再用聚合物进行防腐，

钢板高度为2m，其余部位自压顶钢板向下10m采用耐酸氯化橡胶漆防腐，防腐后重新涂刷烟囱外壁航标色环。

（三）基体环形悬臂和支撑牛腿

将牛腿基层处理完成后，用耐酸性柔性材料硅橡胶进行密封填充，将牛腿处上下400mm处隔离，涂满聚合物

材料，然后用粗纤维网进行整体粘接，待固定好后再进行外层覆盖防腐，有效地防止酸液从此处渗透至烟囱内

壁上。

（四）烟囱与烟道的结合部位

烟囱和烟道结合部位的防腐处理必须设置膨胀缝，并在此处加装不锈钢伸缩排酸槽，接排水管道。消除膨

胀带来的酸液渗漏。

五、结语

由于碳化硅杂化聚合物成型后具有较好的耐酸性、耐高温（200℃运行60min），可长时间稳定运行在110℃

～160℃、粘结强度高的优点，且改造后不会形成“烟囱雨”的现象，可作为混凝土烟囱防腐处置的方案，值得

推广应用。

合物防腐