姚松柏

随着人们环保意识的增强，人们对环境的要求越来越高。西方发达国家在20世纪70年代就开始制订了大气污染物排放标准［1］。利用冷却塔排放烟气，即“烟塔合一”技术。该技术早在20世纪80年代德国就开始采用，近十几年来得到了广泛应用和发展，在国外已是比较成熟的先进技术。目前，国外建成的20多座冷却塔均采用“烟塔合一”技术，如1982年投产的德国Volklingen电厂、德国尼德劳森(Niederanssem)电厂全部采用脱硫和“烟塔合一”排放烟气［2］。

1 烟塔合一工程的特点

1)充分利用冷却塔的巨大能量，对除尘、脱硫后的湿烟气进行有效抬升，混合气体抬升高度远高于烟囱，促进净烟气中未脱除污染物的扩散，降低其落地浓度，从而提高周边环境质量。

2)研究指出［3］由于机组不必再建烟囱及脱硫系统的烟气再加热装置，这样不仅可缓解城市建设用地紧张和建筑物限高等问题，而且可以显著改善城市周边电厂建设同城市整体规划的适应性和灵活度，有利于缩小热源、电源与负荷中心间的距离，提高电厂的经济性并有利于城市供热、供电的可靠性。同时简化了电厂烟气系统工艺设计，可相对降低投资。

2 烟塔合一防腐的重要性

1)烟气引入冷却塔，凝结的液滴回落水塔及水蒸气在风筒壁凝结后，冷却塔的壳体、烟道支架、配水装置、淋水装置等会受到烟气污染物(烟尘，SO2，SO3，HCl，HF 等)的危害。2)凝结的液滴含有烟气中的酸性气体，局部pH值可能达到1.0。3)冷却塔在长期的使用过程中由于介质冲刷，加之空气中的酸性气体如SO3，SO2以及氯离子、微生物的腐蚀作用和冻融循环，混凝土各部件如冷却塔风筒、支柱、淋水架构梁柱以及集水池等混凝土层会产生疏松、粉化、脱落，进而造成内部的钢筋裸露产生腐蚀。4)钢筋的锈蚀产生体积膨胀，增大了混凝土结构的空隙，加剧了腐蚀程度，导致结构的损坏。因此，排烟冷却塔设计技术［4］中塔体、塔芯结构特殊防腐设计和防腐材料选择是排烟冷却塔技术应用的核心部分，一般排烟冷却塔的防腐范围划分为四个区域:冷却塔风筒外壁、冷却塔风筒内壁喉部以上、冷却塔风筒内壁喉部以下、竖井及烟道支架和淋水架构部分等。确定排烟冷却塔结构的不同部位进行不同的防腐蚀技术措施。

3 防腐涂料的基本性能要求

排烟冷却塔防腐涂料的基本性能要求见表1。

4 排烟冷却塔外涂层防腐分区

4.1 有机防腐方案要求

排烟冷却塔外涂层防腐分区和防腐层最小厚度分别为:1)风筒内表面喉部以上:1道基层+2道中间层+1道面层，干膜厚度不小于300μm;2)风筒内表面喉部以下(含人字柱):1道基层+2道中间层，干膜厚度不小于200μm;3)风筒外表面:1道基层+1道面层，干膜厚度不小于100μm(喉部以上区域可适当加厚);4)其他部位:同风筒外表面防腐，干膜厚度不小于100μm或150 g/m2。

表1 排烟冷却塔防腐涂料的基本性能要求

4.2 无机防腐方案要求

当选用水泥基类矿物质涂料时，排烟冷却塔外涂层防腐分区和防腐层最小厚度应当根据排烟冷却塔外涂层防腐的特点进行，厚度见表2。

表2 排烟冷却塔外涂层不同部位最小厚度

5 冷却塔防腐涂料的施工要求

5.1 排烟冷却塔基层的质量要求和处理措施

1)基层表面必须清洁干净。风筒施工完后，采用高压射流(压力约为500 bar)或喷砂处理方式(表面的灰尘用清洁干净的压缩空气吹净，最好使用真空吸尘器吸尘)，结合手工泥铲将排烟冷却塔塔体结构(含构件)表面松散颗粒、油污等污染物清除干净。

2)混凝土基层表面应坚固、密实、平整，所有模板接缝处的错台不得大于5 mm。修复筒壁表面经检查存在的裂纹，风筒内壁模板接缝线打平并清除干净后，采用聚合物水泥砂浆抹平，形成一个适合涂层的平缓的表面。

3)用于固定模板的对穿螺栓(钢筋)孔必须用微膨胀水泥砂浆填实，并做到表面平整。

4)基层必须干燥。在基层深度20 mm范围内，含水率不应大于6%;当采用湿固化型涂料进行施工时，基层面潮湿但不浮水。

5.2 排烟冷却塔涂层的施工

1)涂料的施工方法有刷涂、滚涂和喷涂。施工选择哪种方法和机具，应根据涂料的性质、涂装对象及质量要求确定。风筒宜采用无气泡喷涂或滚涂分层涂刷。

2)防腐涂料施工时，筒壁和环境温度应为5℃～30℃之间，相对湿度小于85%。

3)涂层漆膜的干燥采用自然干燥，各层的涂刷间隔应根据实际采用的防腐涂料性能确定。漆膜干燥过程中应保持周围环境清洁，防止灰尘、雨、雪、水和触碰等作用。

4)冷却塔的涂装安全。冷却塔的防腐涂刷为高空作业，应佩戴安全帽和安全带。专用的施工机具，如:吊笼、小车等应有可靠的安全措施。涂刷施工中应做好防火、防毒、防高空坠落等。

5)大面积涂刷前应进行局部的试涂刷。

6 结语

烟塔合一技术在我国已有多个电厂成功应用，并取得了一定成绩［5］，如:刚投产运行的大连甘井子热电厂、国华电力三河发电公司二期工程的两台300 MW机组、天津东北郊热电厂等。因此烟塔合一技术具有广阔的应用前景。该项技术在我国正逐步发展，而且取得了一定成效，但该项技术在我国的应用中还存在一些问题，如何做好基层处理及防腐、避免运行一段时间涂料的脱落等还有待在以后的工程中总结、完善。

［1］ 曹希萍，冯 碌.浅析排烟冷却塔及在国内工程中的应用［J］.电力勘测设计，2007，2(1):47-51.

［2］ 张 瑛.排烟冷却塔系统设计特点［J］.黑龙江电力，2009，31(5):382-384.

［3］ 李 捷.烟塔合一技术特点与应用分析［J］.甘肃电力技术，2009，2(9):23-26.

［4］ 林 勇.烟塔合一技术特点和工程数据［J］.环境科学研究，2005，18(1):35-39.

［5］ 孔庆琦.烟塔合一的技术经济分析［J］.电力标准化与技术经济，2008，5(1):37-39.