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垃圾发电厂的钢结构防腐优化
发布时间:2023/5/10   来源:中能兴恒建设有限公司  阅读:1021
      现在国内绝大多数的生活垃圾处理方式是焚烧发电,而一般垃圾发电厂采用BOT方式建设运营,投资方会跟当地政府签约25年左右,到期把电厂移交给当地政府运营。

      垃圾发电厂有大量的钢结构(如锅炉钢架、厂房钢结构等)。钢结构具有结构轻巧、综合机械性能好、建设效率高等优点,但是垃圾发电厂的空气中有更多的腐蚀性气体,特别是垃圾池、卸料大厅等,暴露在环境中的钢材会受到更多腐蚀,如果不加以防护或隔绝腐蚀条件,钢结构会迅速被锈蚀,最后丧失结构力造成事故。

      设计时应充分考虑各种腐蚀因素,采取更合适的油漆防腐方案,达到长效防腐、减少重涂次数、延长使用寿命的目的。

      一、电厂防腐油漆设计原则及依据

      防腐方案的设计思路一般是根据腐蚀环境或介质、表面处理条件的不同,并且按照防护年限要求及技术经济比较结果,最终确定涂料的品种及涂装厚度。

      目前大多数电厂的油漆设计年限为10-15年,可依据标准ISO12944《涂料和清漆对钢结构的腐蚀防护》判断垃圾发电厂所处环境腐蚀类型为C5。

      二、防腐方案简析

      防腐方案分类:以前钢结构防腐方案主要有热浸锌和传统富锌漆两种。

      热浸锌方案:

      热浸锌是将经酸洗磷化过的钢结构在容积有限且温度≥440℃的高温锌液内浸镀,钢结构会产生热应力变化甚至热变形,尤其是对一些稍薄的钢管、构件等;同时,热浸锌受镀槽大小,运输限制,使得很多大型构件浸镀不现实;此外,该工艺费用高,污染大,废水废气极难处理,属于环境危害性工艺。

      传统富锌涂料方案:

      富锌底漆具有一定的屏障功能,以前在很多工程作为钢结构、辅机和管道的底漆。但在垃圾厂或沿海高腐蚀环境条件下,普通富锌漆防护周期较短。如广州第三资源17年上20年底就考虑大面积维修,又如国华宁海一期工程、广东海门一期工程,建成后2-3年也出现大面积锈蚀,在电厂全寿命周期内不得不多次进行防腐维修,浪费大量人力物力。

随着科技的进步,近年钢结构防腐行业出现了纯烯锌(高性能石墨烯涂料)这一产品。

纯烯锌是一种双组份、低VOC、高固含、自干、厚浆型涂料,由改性树脂、锌粉、纯石墨烯、助剂、和稀料等组成,纯烯锌作为通用型长效底涂提供严重腐蚀环境下的材料表面防护。

纯烯锌能降低腐蚀的影响并提供优异的防腐保护,石墨烯具有优异的导电性能,涂膜中含有石墨烯可以使锌粉之间导电加强,使涂层中的锌粉利用率达到极致。纯烯锌的片状结构使其涂层形成迷宫效应,阻止外界腐蚀物质的进入,同时具有良好的机械性能,在循环温度环境下,具有良好的柔韧性以及对微小裂纹的自我修复性能,使得涂膜不易开裂脱落。

在施工过程中对高温、高湿具有高容忍性,较高的干膜厚度也是如此,单道最厚可达350微米不开裂。具有阴极保护和屏障式保护双重作用,盐雾试验高达5000小时以上,纯烯锌不仅可以在车间里涂装,亦可在现场施工,无工件尺寸和形状限制。纯烯锌产品中不含重金属成分和有毒溶剂,因此使用安全、卫生,属于环境友好型产品。

基于以上优点,石墨烯涂料已列入国家工信部《重点新材料示范应用目录》:

该材料在钢结构防腐中得到越来越多的应用,例如漳州古雷炼化8km长电力管廊、道庆洲6万吨公铁两用桥、福厦高铁泉州湾跨海大桥等一批重大项目。

三、防腐方案比较

根据国家标准HG/T3668-2009和HG/T5573-2019对比得知:在同等腐蚀环境下,质量最好的富锌漆耐腐蚀试验时间只有600h,而石墨烯锌粉涂料为1440h,这表示石墨烯锌粉涂料的防腐年限是普通富锌漆的2.4倍以上!(已有厂家经不断优化能耐5000h以上)


技术指标
三种防腐方案如下表所示:

由上表得知,仅25年内每吨钢结构采用纯烯锌体系涂装比热浸锌节约900元,比老式富锌漆节约4700元,若乘以全厂钢结构总重量,则在整个电厂全寿命周期内可以产生更可观的经济效益!又因没有酸洗废液的产生和减少了维修油漆的使用量,从而产生巨大的环境效益,也顺应了碳达峰碳中和的社会诉求!

结论:纯烯锌体系是最目前垃圾电厂钢结构防腐的最优方案,在腐蚀环境下最有效的方式保护业主的资产。
 
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