[實(shí)用新型]一種基于非接觸式超聲技術(shù)的鋼煙囪腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420164822.9
• 申請(qǐng)日: 2014-04-04
• 公開（公告）號(hào): CN203772703U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓建國;閻培渝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N17/00
• 分類號(hào): G01N17/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 薄觀玖

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于工業(yè)控制領(lǐng)域，特別涉及一種基于非接觸式超聲技術(shù)的鋼煙囪腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

火力發(fā)電、冶金和化工生產(chǎn)過程中，常使用燃煤鍋爐來提供熱量，并依靠熱量做功來產(chǎn)生能量。煤在燃燒的過程中，除了釋放出熱量外，還會(huì)產(chǎn)生二氧化硫（SO₂）、三氧化硫（SO₃）、氮氧化合物（NO_x）、氯化物、氟化物、飛灰和爐渣等副產(chǎn)物。如果不對(duì)這些副產(chǎn)物進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砗屠茫欧藕髸?huì)對(duì)環(huán)境、動(dòng)植物的健康和人類的生產(chǎn)、生活產(chǎn)生災(zāi)難性的影響，如造成人類的呼吸系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)疾病、形成光化學(xué)煙霧、產(chǎn)生溫室效應(yīng)和臭氧層空洞、形成酸雨并造成金屬材料的腐蝕。

對(duì)于煤燃燒過程中的排放設(shè)施-煙囪來說，最應(yīng)當(dāng)給予重視的是能溶解于煙氣水分中并形成酸性溶液的物質(zhì)，如SO₂、SO₃、NO_x、氯化物、氟化物等，這些物質(zhì)在溶解后會(huì)形成硫酸、硝酸、鹽酸和氫氟酸，對(duì)煙囪的結(jié)構(gòu)支撐物如混凝土和鋼材產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕，對(duì)煙囪及煙氣排放的相關(guān)設(shè)施，直至對(duì)整個(gè)生產(chǎn)工藝產(chǎn)生危害。

為了降低SO₂、SO₃、NO_x、氯化物、氟化物等可能造成的危害，常通過改善鍋爐燃燒制度（如采取分區(qū)燃燒和控制供氧系數(shù)），以及使用脫硫和脫硝措施，來降低排放煙氣中有害物質(zhì)的含量。但是，盡管采取了一系列的措施，煙氣中依然會(huì)殘留少量的有害物質(zhì)，如濕法脫硫?qū)O₂的脫除率為95%左右，對(duì)SO₃的脫除率為50%左右，同時(shí)，經(jīng)過脫硫處理后的煙氣溫度會(huì)下降，在排放的過程中會(huì)在煙囪的內(nèi)壁上產(chǎn)生酸露點(diǎn)凝結(jié)現(xiàn)象。在煙囪內(nèi)壁上結(jié)露的后果是形成一層冷凝液，該冷凝液具有很高的酸度，其pH值通常為2.0或以下，而且煙氣溫度下降后可使得煙囪內(nèi)部產(chǎn)生正壓力，為冷凝液向煙囪內(nèi)壁的滲透提供了驅(qū)動(dòng)力，因此，即使經(jīng)過脫硫和脫硝處理的煙氣，對(duì)煙囪來說依然存在著嚴(yán)重的危害性。

為增強(qiáng)煙囪的抗腐蝕能力，通常在煙囪的內(nèi)部建造一層防腐層，該防腐層通常由耐蝕金屬如鈦合金、有機(jī)材料如聚脲、無機(jī)-有機(jī)復(fù)合材料如玻化磚-粘結(jié)劑體系來制備，由于耐蝕金屬的成本較高，因此通常使用的是有機(jī)或無機(jī)-有機(jī)復(fù)合材料。

常見的煙囪結(jié)構(gòu)形式是套筒式，即以鋼筋混凝土筒作為外部支撐結(jié)構(gòu)，在其內(nèi)部建造鋼內(nèi)筒用作排煙設(shè)施，并在鋼內(nèi)筒的內(nèi)部建設(shè)防腐層。鋼內(nèi)筒不與混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生直接接觸（局部用于支撐目的的點(diǎn)接觸除外），這樣就降低了煙囪的主體結(jié)構(gòu)物（鋼筋混凝土筒）被腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。在鋼筋混凝土筒內(nèi)側(cè)和鋼內(nèi)筒的外側(cè)之間通常建造有環(huán)形樓梯或電梯，用于煙囪工作狀況的檢查和維護(hù)。此時(shí)，煙囪防腐蝕目標(biāo)就是延緩鋼內(nèi)筒的腐蝕進(jìn)程或維護(hù)鋼內(nèi)筒不被腐蝕，因?yàn)榧词乖阡搩?nèi)筒內(nèi)部建造有防腐層，但隨著使用時(shí)間延長，由于防腐層性能的劣化以及防腐層建造過程中存在的缺陷，常使得防腐層出現(xiàn)裂隙甚至脫落現(xiàn)象，導(dǎo)致高酸度的冷凝液遷移至鋼內(nèi)筒的內(nèi)表面，形成腐蝕電池，導(dǎo)致鋼材中鐵原子的溶解（陽極反應(yīng)）和酸性溶液中氫離子的析出（陰極反應(yīng)），造成鋼內(nèi)筒的腐蝕過程，并在宏觀上表現(xiàn)為鋼內(nèi)筒的腐蝕減薄和穿孔現(xiàn)象，導(dǎo)致鋼內(nèi)筒的排煙功能受損和承載能力下降，最終不得不拆除重建，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

為了增強(qiáng)鋼內(nèi)筒的抗腐蝕能力，通常采取優(yōu)化內(nèi)部防腐層的功能、使用電化學(xué)保護(hù)和加強(qiáng)對(duì)鋼內(nèi)筒的監(jiān)測和維護(hù)等措施。