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1、精品学习资源火电厂湿法烟气脱硫设备FGD 用防腐材料的选用美国哈氏合金国际公司 HAYNES International 上海代表处上海汉斯商务询问 HW 有限公司1. 烟气脱硫装置 FGD 需要防腐的衬里材料目前，由于环保对火电厂二氧化硫排放量的严格要求，已要求火电厂配置烟气脱硫装置；在众多烟气脱硫技术中，湿法烟气脱硫技术FGD 由于其脱硫效率高而成为火电厂的首选；80 岁月以来，湿法烟气脱硫技术 FGD 有了较大的改进，主要表现在该技术中的主要缺点的克服，如：吸取塔成为集予洗涤、冷却、吸取、氧化于一体的的装置；以石灰石取代石灰；以及系统中的结垢、堵塞等问题逐步获得明白决等；但是，存在的影响
2、湿法烟气脱硫设备安全经济运行的主要问题是其设备使用的非金 属材料的内衬易损坏且寿命较短，需常常检查，虽然其一次性投资价格较低；例如：玻璃鳞片树脂衬里-入口管部分的寿命低于1 年，出口管部分的寿命 3-6 年-设备检修时需对衬里进行检查-对结构支撑的焊接和修理很困难其它聚合物衬里-其性能与玻璃鳞片树脂衬里类似，但比玻璃片衬里璃更易渗水和渗酸橡胶衬里-用于诸如混合罐等低温区域-在欧洲地区有较多的使用，在美国很少使用-对结构支撑的焊接和修理很困难耐火材料-简单受酸腐蚀-对温度波动造成的热冲击和热振动敏锐-需要检验和修理这种情形下，使用金属耐蚀材料作衬里就非常必要；特别是：耐蚀合金和复合金属工艺以及
3、合金材料 ”贴墙纸 Wall Papering ”内衬里 等技术的进展，在火力发电厂烟气脱硫FGD 设备中越来越多的大量使用HASTELLOY 耐蚀合金作为管道以及诸如洗涤器Scrubber、吸取塔及混合罐等容器的防腐衬里 和各种闸门及密封材料；一个装有 Babcock & Wilcox 脱硫系统的 400MW 电厂煤中含 2.3%S更换衬里的实例说明白上述的情形；FGD 投运时间 :1981欢迎下载精品学习资源再热区旁路管道原用 :铝酸钙耐火材料各种模量卸载挡板原用 :各种不锈钢出口管道底板原用 :衬里的碳钢 玻璃鳞片 /聚酯1982:将铝酸钙耐火材料更换为硅酸钾混凝土1985:将不锈钢挡板
4、更换为 C-276 合金1986:将硅酸钾混凝土更换为C-276、C-22 和 H-9M 合金1987:将玻璃鳞片 /聚酯包层更换为 HASTELLOY C-22 合金用量:HASTELLOY C-276 、C-22、H-9M 合金 25t50 仟磅类似这样的例子仍有许多；2. 烟气脱硫 FGD 设备中各种衬里材料的经济性比较2.1 原就2.1.1 设备的周期成本这里,需要考虑的是整个 FGD 脱硫设备在整个使用寿命时间中的整体费用消耗；其运算方法为周期成本；周期成本包括设备基建时的一次投资加上在整个使用寿命时间内的检查、检验及更换等费用以及非方案仃机所造成的缺失等的总和；2.1.2 两种情形
5、的周期成本比较有两种情形 :第一种是使用价格廉价的诸如玻璃鳞片、混凝土、耐火材料以及橡胶等非金属材料作 FGD 设备中管道及容器中的防腐衬里；好处是，初投资很低，但由于易损坏，而且其使用寿命也不长，需要常常检查、检验及更换，结果总费用即设备的周期成本反而大；假如因衬里损坏而造成非方案仃机，就加上停电等缺失就更不行估量；当然，这种费用是分段付出，不是一次付出；其次种情形是，在 FGD 设备中管道及容器中使用诸如 HASTELLOYC-276、C- 22 等耐蚀合金作衬里材料，虽一次性投资大，但由于其耐蚀性好，使用寿命长，显著地削减了运行中的检查、检验及更换等工作量和费用；在设备的整个使用寿命期内
6、，其总费用，即周期成本会低得多；假如加上防止了非方案仃机的效益，就收益更为可观；使用耐蚀合金的一次性投资成本仍会随着衬里工艺的进展如设备内表的耐蚀合金 ”墙纸”技术等，使使用材料更省而降低；2.2 美国 Gibson电厂 5 号机组脱硫设备的各衬里材料的经济性比较美元 实例选自 Ronald L.Richard 的 1987 年的资料 材料名称使用寿命 不计仃电的现值费用 运算仃电的现值费用Ca-Al-Si 耐火喷浆3 年US$9,767,904US$20,879,187浇注乙烯酯化树脂5 年US$3,955,803US$11,699,196浇注热固化树脂5 年US$4,562,900US$1
7、3,501,053欢迎下载精品学习资源哈氏合金衬里10年US$5,673,526US$9,951,350对经济性比较结果有两种两种挑选；第一，假如只考虑一次检修，确定会首选钢筋加固的有机材料玻璃片衬里，由于即使加入电力缺失费用，它的费用也是最低的；而合金衬里就显示费用最高；其次，假如按整个30 年的寿命时间来考虑， 就第一种考虑中最高费用的合金衬里材料恰恰是最好的挑选，即HASTELLOYC- 276 合金在为期 30 年的电厂整个寿命时间其所需费用最小并最合理；按C-276 合金 10 年实际使用寿命考虑，如上表所示，其电厂整个寿命期间的计入仃电的现值费用在四种材料的比较中是最低的，如不计入
8、仃电的现值费用，就略高于表中5 年寿命的非金属衬里材料，但是，按Gibson 电厂自有的工业性试验数据和运行体会，认为在 FGD 设备中使用的 HASTELLOYC-276 合金衬里，其实际使用寿命可望为 20-30 年，因此，上述运算中以 10 年寿命运算 C-276 合金是非常保守的；如对 C-276 合金改以 20 年实际寿命计，就其运算结果的优越性是非常明显的；通过试验及经济比较，美国印地安纳公共服务公司对其 Gibson 电厂 5 号机组的脱硫设备管道内衬材料的结论是打算采纳 HASTELLOY C-276 合金并在 1985 和1986 两年仃机时进行装设，在仃机检修时，由于机组其
9、它消缺工作需要进行，实际上并未因更换合金衬里材料而延长检修时间，因而不必计入仃电缺失费用；经过 两年的运行， 1987 年检查时该管道 C-276 合金衬里层未有明显的变形发觉，当时认为没有理由认为这 C-276 合金衬里不能运行到机组的设计寿命期限；出报告时是 2002 年，离 1987 年已过去 15 年， Gibson 电厂 5 号机组脱硫设备管道仍为更换 C-276 合金衬里；3. 烟气脱硫 FGD 设备中使用的耐蚀合金和 HASTELLOY合金衬里材料3.1 HASTELLOY耐蚀合金衬里材料HASTELLOYC 系列耐蚀合金，如 C-276、C-22 以及近期应用的C-2000 合
10、金等是由 HAYNES 公司经多年试验讨论开发出的在强腐蚀介质中使用的耐蚀合金；在经过系列试样试验，长时间实际工况下的挂片试验以工业性试验后广泛应用于湿法烟气脱硫设备并已有超过廿年的实际应用历史；另外，尚有早期应用于 FGD 设备作为耐蚀内衬的试验材料的 HASTELLOY 耐蚀合金 H9M 和 G30 合金等；3.1.1 C-276 合金；是 Ni 基合金，其主要成分为 :57%Ni ， 16%Cr， 16%Mo ， 5%Fe， 4%W ，2.5%Co， 1%Mn，0.35%V ，0.08%Si 和 0.01%C；从 1980 年应用于湿法烟气脱硫设备以来，有如下的电厂实际应用实例括弧中数字
11、为开头运行的年份:南密西西比电力公司 R.D.Morrow 电厂1980伊里诺斯中心电灯公司Duck Creek 电厂1983伊里诺斯中心公共服务公司 Newton 电厂1984欢迎下载精品学习资源东肯塔基公司 Spurlock 电厂1984路易斯维尔煤气和电力公司 Mill Creek 电厂1984得克萨斯电力公司 Tatum,Texas1984，尚使用了 C-22城市电力公司 Springfield，Missouri1985印第安纳公共服务公司Gibson电厂1985北印第安纳公共服务公司 Schahfer电厂1985，尚使用了 C-22南伊里诺斯电力公司 Marion ，Illinois
12、1985坦帕电力， Big Bend4 号电厂 1985犹它电灯电力公司 Hunter 电厂1986，尚使用了 C-22圣 M 格电力公司 Jourdanton，Texas1986-87，尚使用了 C-22老多 M 尼1998 年新装烟囱 法来，越南 1999 年新装弗吉尼亚电力 1999 年新装烟囱 塞明诺尔电力 2000 年新装，分别器 SIGECO2000 年，代替 C-276 合金3.1.2 C-22 合金； 也是 Ni 基合金，其主要成分为 :56%Ni，22%Cr，13%Mo， 3%Fe， 3%W ，2.5%Co， 0.5%Mn，0.35%V，0.08%Si 和 0.01%C；从
13、1984 年应用于湿法烟气脱硫设备以来，有如下的电厂实际应用实例括弧中数字为开头运行的年份:得克萨斯电力 Tatum,Texas1984，尚使用了 C-276亚里桑拿公共服务公司Cholla 电厂1985北印第安纳公共服务公司 Schahfer电厂1985，尚使用了 C-276北印第安纳公共服务公司 Schahfer电厂1985犹它电灯电力公司 Hunter 电厂1986，尚使用了 C-276西南电力公司 Marshall，Texas1986圣 M 格电力公司 Jourdanton，Texas1986-87，尚使用了 C-276阿拉巴马电力 Tombigbee电厂1986-87下科罗拉多河治理
14、局 Lagrange,Texas1987 犹它电灯电力公司 Huntington,Texas1987 联合电力 Clifton Hill,Missouri1987明可它电力公司 Milton R.Young 电厂1987印第安纳波里斯电灯电力公司 Petersburg,Indiana1987南印第安纳煤气电力公司 AB Brown 电厂1987地塞脱 G 和 T 公司 Bonaza,Utah1988纽约州煤气电力公司 Sommerset,New York1988得克萨斯电力 Rockdate,Texas1988迪塞来脱电力公司 Vernal,Utah1988圣梯电力公司 Cross,South
15、 Carolina1988 城市电力公司 Springfield， Missouri1988 内华达电力 Reid Gardner电厂1988欢迎下载精品学习资源亚里桑拿公共服务公司Four Corner #5电厂1988 南印第安纳煤气电力公司 W.Franklin,Indiana1988 圣梯电力公司 Cross,South Carolina1989得克萨斯电力 Monticello,Texas1989明可它电力公司 Milton R.Young 电厂1989路蒙斯伯格，东部德国 1989英国国家电力 Drax 电厂,英国1989休斯顿电灯电力公司 Thompson,Texas1990亚里
16、桑拿公共服务公司Four Corner #4电厂1990 纽约州煤气电力公司 Sommerset,New York1990 得克萨斯电力 Mt.Pleasant,Texas1990下科罗拉多河治理局 Lagrange,Texas1990北印第安纳公共服务公司 Chesterton, Indiana1990 路易斯安纳中心电力公司 Mansfield,Louisiana1990 圣 M 格电力公司 Jourdanton，Texas1991乔治亚电力 Yates电厂1991休斯顿电灯电力公司 Paris,Texas1991下科罗拉多河治理局 Lagrange,Texas1991内华达电力 Reid
17、 Gardner电厂1991北印第安纳公共服务公司 Baily 电厂1991科罗拉多 UTE Craig 电厂1991杰克森维尔电力 St. Johns River电厂1991印第安纳波里斯电灯电力公司 Petersburg,Indiana1991英国国家电力 Drax 电厂,英国1991北印第安纳公共服务公司 Schahfer电厂 1991ENEL 意大利国家电力 Brindisi South,Italy & Fiume Santo, Italy1991布里迪斯，意大利 1998 年，更换 C-22卡尔仃纳尔 FG1999 年，代替烟囱原用的碳钢 奥兰多电力 1999 年，代替 625 合金
18、 NIPSCO1999 年，代替 C-276 合金卡麦尔柯，土耳其 1999 年新装ENEL，沙特阿刺伯 2000 年新装 NIPSCO2000 年，代 C-276多 M 尼电力 2000 年新装3.1.3 C-2000 合 金； 也是 Ni基合金 ， 其 主 要成 分为 :59%Ni ， 23%Cr ， 16%Mo ，1.6%Cu，0.08%Si 和 0.01%C；相比于 C-276，在 FGD 的相同区域使用， 有更高的抗应力腐蚀和局部腐蚀的才能，在FGD 中可替换 C-276 合金；从 1998 年用始的统计资料说明，有如下的电厂应用于湿法烟气脱硫设备的实际应用实例括弧中数字为安装的年份
19、 :路易斯维尔煤气和电力公司 Mill Creek 41998 年春天，替代 C-276 合金欢迎下载精品学习资源路易斯维尔煤气和电力公司 Cane Run 51998年 9 月，替代 C-276 合金 路易斯维尔煤气和电力公司 Mill Creek 31999 年 2 月，替代 C-276 合金 何塞尔能源 Merom 电厂 1 号机组 1999 年 3 月，替代 C-276 合金路易斯维尔煤气和电力公司 Cane Run 61999年 4 月，替代 C-276 合金 路易斯维尔煤气和电力公司 Trimble 3 和 41999 年 5 月，替代 Ti 合金 路易斯维尔煤气和电力公司 Mil
20、l Creek 32000 年 3 月，替代 625 合金 南密西西比电力公司 2000 年 3 月，替代 C-276 合金路易斯维尔煤气和电力公司 Mill Creek 12000 年 3 月，替代 C-276 合金 路易斯维尔煤气和电力公司 Mill Creek 42000 年 3 月，替代 625 合金 因特尔蒙坦电力 Delta 电厂2000 年 4 月何塞尔能源 Merom 电厂 2 号机组 2000 年 4 月，替代 C-276 合金 IP & L 匹兹堡发电公司 1 号2000 年 4 月，替代吸取塔包层 IP & L 匹兹堡发电公司 2 & 3 号2000 年 9 月，替代吸取
21、塔包层 路易斯维尔煤气和电力公司 Trimble 1 和 22001 年年 3 月，替代 Ti 合金3.1.4 HASTELLOY 耐蚀合金 H-9M ；是 Haynes公司早期研制开发的一种耐蚀合金；曾于以下电力公司机组的FGD 设备上进行过长期的现场运行试验，但是， 由于其综合性能未超过后期开发应用的C 系列耐蚀合金 C-276、C-22 以及 C-2000 等，因而未在后来的 FGD 设备上得到广泛地应用；北印第安纳公共服务公司 大河电力 1600 磅，即 0.72t圣 M 格电力公司 2600 磅，即 1.17t联合电力 16500 磅，即 7.43t新英格兰电力 17000 磅，即
22、7.65t 坦可电力 250 英尺焊管，即 76.2m 佳克森维尔电力 7600 磅，即 3.42t另外，电焊条及市政公共用焚烧设备 法国、日本 10000磅，即 4.5t3.2 FGD 设备用耐腐蚀和冲蚀合金材料ULTIMET合金； HAYNES 公司新开发研制的一种既耐腐蚀又耐冲蚀 的钴基合金，其主要成分为:54%Co， 26%Cr， 9%Ni ， 5%Mo ， 3%Fe， 2%W ， 0.8%Mn ， 0.3%Si，0.08%N 和 0.06%C；该合金的耐磨性与斯太立6B 合金相当，其抗坑状腐蚀才能与 C 系列耐蚀合金相当并高于 625 合金；目前已胜利地使用于FGD 设备中诸如密封挡板、引风机部件、喷雾喷咀、灰浆搅拌器及灰浆泵等既需抗腐蚀又需抗冲蚀的设备部件；欢迎下载