钢筋混凝土排烟冷却塔的腐蚀防护设计

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发布时间：2021-09-13

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钢筋混凝土排烟冷却塔的腐蚀防护设计
李果，雷明，杜健民
(中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点试验室，江苏徐州221 1 16)
摘要： “烟塔合一”技术使得热电厂排烟冷却塔内部环境的腐蚀性大大增强，从而给塔壁混凝土的耐久性性能带来了严峻挑
战。针对排烟冷却塔内部特殊的腐蚀性环境条件进行了腐蚀防护设计，配制了单掺粉煤灰、复掺粉煤灰和硅灰、复掺粉煤灰、硅灰
和丁苯胶乳以及对比普通混凝土等四种混凝土，并选择了三种成膜型有机防腐涂层。接下来对四类混凝土试件的早期收缩、开
裂、强度、弹性模量等物理、力学性能以及有防腐涂层、无防腐涂层试件的碳化、氯离子侵蚀、硫酸盐腐蚀和酸液腐蚀等耐久性性
能进行了试验研究。研究结果表明：复掺粉煤灰和硅灰的混凝土其物理、力学性能和综合耐久性性能在所配制的四种混凝土中最
优，但是单凭混凝土材料自身仍不能满足烟塔内部严酷的侵蚀性环境条件要求，而在防腐涂层的辅助帮助下可以保障排烟冷却
塔的使用寿命。
关键词：烟塔合一；钢筋混凝土；冷却塔；腐蚀；耐久性
中图分类号： TU528．0l 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2013)09一叭33—04
Design of anti-corrosion of a reinforced concrete cooling tower with flue gas injection
L[Guo，LEIMing，DUJiamnin
(Jiangsu Key Laboratory ofEnvironmental Impact and Structural Safety in Engineering，
ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221116，China)
Abstract： The technology of“natural draft cooling towers with flue gas i~ection”makes the risk of corrosive environment attack to
cooling towers ofthermal power plant greatly increase，SO as to give the durability of concrete wall serious challenges．Based on this special
corosive environm ent conditions in cooling tower，4 kinds ofconcrete mixtures such as fly ash concrete，fly ash an d silica~Jlle concrete，
fly ash，silica fume and styrene-butadiene latex concre~ ，an d ordinary portland concr~e for comparison were designed，an d three organ ic
anti—corrosion coatings were selected．Then，experiments ofconcr~e early age shrinkage，cracking，strength，elastic modulus an d concrete
carbonation，chlorideionsdiffusion，sulfatean dacid solution corosionwere conducedto specimenswith orwithout coatings．Resultsindi—
cute that：the mixture of concre~ with fly ash an d silica fume was the best among 4 designed concre~ mixtures from physical，mechan ical
properties and comprehensive durability performance，but it still Can’t meet the harsh environment condition requirements inside cooling
tower just by concrete material itself,and the composite protective system of fly ash and silica fume concrete with anti—corosion coating
Can guarantee the service life ofcooling tower．
Key words： natural draft cooling towers with flue gas injection；reinforced concrete；cooling tower；corosion；durability
0 引言
热力发电厂中的排烟冷却塔(简称“烟塔”)是指利用
“烟塔合一”技术，取消传统的烟囱，在常规湿式冷却塔的
基础上增加烟气排放系统，即利用冷却塔来排放经脱硫、
脱硝后的净烟气，实现烟囱和冷却塔的二合一。该方法中
冷却塔既有原有的散热功能，又替代烟囱排放脱硫后的洁
净烟气。此项技术在国外从70年代就开始研究，通过不断
的试验、研究、分析和改进，已日趋成熟[1_习。利用冷却塔排
放烟气，脱硫后的净烟气无需再加热，不仅节省了烟囱的
费用，还节省了烟气再热系统的投资、运行和保养费用。但
与此同时，由于排烟冷却塔需要排放低温烟气，从而增大
了塔体遭受腐蚀破坏的风险。
排烟冷却塔内部环境介质的腐蚀性比常规冷却塔严
重得多。烟气虽然经过了脱硫、脱硝，但是烟气中仍含有一
定量的硫化物(s )、氮化物(NO )、氯化物和二氧化碳
(co：)等腐蚀性介质。烟气在冷却塔内被抬升过程中与饱
和湿空气接触，部分水蒸气遇冷凝结成雾滴，其中一些雾
滴飘落在中央竖井区域，还有一些雾滴会在冷却塔塔壁上
聚集成较大的液滴，这些液滴因含有烟气所带的腐蚀性介
质而呈现出较强的腐蚀性。这些液滴对烟塔中心烟道支撑
结构和塔筒筒壁均会造成严重的腐蚀，进而危及塔体结构
的安全。