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隨著(zhù)我國電力工業(yè)的迅速發(fā)展，每個(gè)火力發(fā)電廠(chǎng)所產(chǎn)生的污染型衍生物（如SO2和NOX）亦日益增多，這些廢氣不僅污染環(huán)境，同時(shí)這些污染物又會(huì )在一定條件下轉換成一些強烈的腐蝕物質(zhì)對發(fā)電廠(chǎng)的有關(guān)設備產(chǎn)生了嚴重的危害。
因此在廢氣排放方面，國家電力公司根據我國“火電廠(chǎng)大氣污染物排放標準”（GB13223-1996），規定到2005年底各廠(chǎng)的單位發(fā)電量煙塵排放率不能大于2.4g/kwh，比2000年下降17%。單位發(fā)電量所生產(chǎn)的SO2不能大于5.8g/kwh，比2000年下降25%。
面對這些害人又害己的污染物質(zhì)，以及國家的有關(guān)禁令，電廠(chǎng)方面可以有哪些對策呢？
（一）煙氣脫硫系統（Flue Gas Desulfurizer—簡(jiǎn)稱(chēng)為 FGD系統）：
通常我們可以在這些廢氣排放到大氣之前用噴淋的方法來(lái)吸收煙氣中硫的氧化物，這就是我們通常所說(shuō)的FGD系統。
1、 FGD系統由以下單元組成：
——噴淋水供應單元（這里用的噴淋水通常是石灰水——CaCO3）
——沖洗單元
——沖洗/吸收單元（Scrubber/Absorber）這是整個(gè)系統中最關(guān)鍵的一個(gè)單元。
——煙道
——廢棄物（CaCO4）回收單元
——以及連接以上各個(gè)單元的管道、排風(fēng)通道、感應式風(fēng)扇和消霧器等。
圖1 在FGD系統中使用超合金（包括鎳合金）示意圖
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2、 脫硫的過(guò)程：
所謂脫硫，就是在沖洗單元和沖洗/吸收單元中將石灰水從成排的噴嘴中噴出，并和煙氣中的SO2產(chǎn)生化學(xué)反應。要完整地分析反應的全過(guò)程會(huì )比較復雜；簡(jiǎn)單的說(shuō),SO2在一定條件下生成SO3,并和CaCO3作用產(chǎn)生CaSO4。整個(gè)反應是在沖洗/吸收裝置中完成的。最后生成的廢棄物CaSO4就是石膏，呈固態(tài)，化學(xué)性質(zhì)十分穩定，通常我們可以”變廢為寶”將它們制成預制板用于房屋的建造。
3、如何解決脫硫過(guò)程中所產(chǎn)生的腐蝕作用：
在開(kāi)始脫硫沖洗后，FGD的各個(gè)單元從鍋爐，沖洗塔到煙道，到處都是呈霧狀的液滴，特別是在煙道內部直到煙囪頂部，這些區域內的霧點(diǎn)較高，隨時(shí) 會(huì )產(chǎn)生一些能夠對設備表面產(chǎn)生嚴重腐蝕的凝結物。為了防止這些移動(dòng)著(zhù)的凝結物所產(chǎn)生的腐蝕，我們通常用防腐蝕的鎳合金材料（例如采用本公司所生產(chǎn)的 INCONEL® alloy C-276或其他同類(lèi)材料），如同“貼墻紙”一樣鋪設在整個(gè)煙道內。圖2顯示在加拿大安大略水電站其中一個(gè)FGD系統中沖洗/吸收裝置的內景。我們可以看 到在制作完成的鋼制圓塔和管道內壁用C-276的合金薄板如同貼墻紙一樣做成的內襯，在合金板的拼接處用同類(lèi)鎳合金焊材焊接，并用螺柱焊將內襯固定在背面 的鋼結構上。
4、鎳基焊材在防止設備腐蝕上所發(fā)揮的作用：
由 于在整個(gè)FGD系統的眾多金屬表面都會(huì )附有上述腐蝕性的沉積物，因此產(chǎn)生小孔及形成縫隙的機會(huì )就很大，同時(shí)煤燃燒時(shí)所產(chǎn)生的天然雜質(zhì)也產(chǎn)生了一系列腐蝕性 化合物，比如造成小孔及縫隙腐蝕的氯化物和酸性化合物。同時(shí)，系統環(huán)境中的干/濕界面以及鍋爐中的“蒸發(fā)器效應”也使這些酸性化合物的濃度升高，使得系統 中許多地方形成了極度腐蝕的情形。因此，要求所使用的焊材和基材(base metal)之間存在一種“超級親和關(guān)系”。因為焊接區域就相當于一個(gè)小型鑄件，他們的微觀(guān)結構是一種分枝狀晶體，他們的化學(xué)微觀(guān)偏析和分枝狀晶體結構成 比例。由于上述微觀(guān)偏析以及區域性的小孔和縫隙腐蝕，促使我們在為FGD系統選擇焊材時(shí)一定需要選用強抗腐蝕元素，如鎳、鉻、鉬、鎢等制成的焊材。另外當 用合金和鋼基復合板制造容器時(shí)，使用這種超級親和作用的焊材就更加重要，這是因為復合板材中的鋼基材料可以稀釋焊層中抗腐蝕作用強的元素。由于以上原因我 們經(jīng)常用INCO-WELD® 686 CPT來(lái)代替INCO-WELD® C-276來(lái)焊接帶C-276 堆焊層的鋼板。由于在制作這類(lèi)FGD系統時(shí)針對容器內壁的復雜形狀要求采用全位置焊接，并要求焊接后稀釋的情形很��；為同時(shí)滿(mǎn)足上述二個(gè)條件，我們經(jīng)常使 用帶脈沖的全自動(dòng)鎢極氬弧焊（Pulse – Tig），同時(shí)采用氬氣和氦氣的混合氣體進(jìn)行保護。（當將氦氣混入純凈的氬氣中時(shí)，不僅改善了熔池的浸潤性，同時(shí)也提高了熔敷效率。）
5、采用合適的鎳基焊材有利于提高電廠(chǎng)的生產(chǎn)率：
當我們選擇合適的鎳基焊材以及采用合理的焊接工藝來(lái)制作上述內襯墊結構時(shí)，熔池內的關(guān)鍵防腐蝕元素（鎳、鉻、鉬）基本上不被“稀釋”，（即這些 元素仍然存留在熔池中而不被析出），因而所形成的堆焊層仍保持著(zhù)極強抗腐蝕的能力，這樣，整個(gè)FGD系統可以不斷正常工作，或只需要極短的維修周期即極大 的提高了電廠(chǎng)的生產(chǎn)效率。
（二）鎳基焊材在低NOx鍋爐中的防腐作用：
1、H2S的產(chǎn)生：
為了抑制低氮氧化物（NOx）,不少電廠(chǎng)都會(huì )采用一種低氮氧化物鍋爐，并利用其特殊設計使煤的燃燒不充分，并使鍋爐所產(chǎn)生的熱量降低，這樣就抑制了低氮氧化物的產(chǎn)生。但是這樣做的一個(gè)副作用會(huì )由于煤的不完全燃燒而產(chǎn)生H2S。
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圖3 全自動(dòng)雙頭Mig焊機使用鎳基焊材對水管墻進(jìn)行堆焊
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H2S會(huì )對鍋爐內壁，特別是水冷壁產(chǎn)生嚴重的腐蝕，其腐蝕強度可以達到每年1.5mm-2.3mm，為此電廠(chǎng)需要經(jīng)常停機，對鍋爐進(jìn)行維修。6年來(lái)，本公司使用ERNiCrMo-10
材料（即本公司的INCONEL® 622 填充金屬），在減低上述腐蝕情況方面發(fā)揮了超卓的作用。傳統上這些鎳基焊材是使用鎢極氬弧焊（Tig），以低熔敷率堆焊在鍋爐的水冷壁上。
2、 典型的焊接工藝：
由于對水管壁進(jìn)行堆焊的工作量很大，一般都采用全自動(dòng)并帶有專(zhuān)用程序控制的鎢極氬弧焊工藝。為解決鎳基焊材在熔融狀態(tài)下的黏稠性，一般焊槍還會(huì ) 附帶一種小幅快速擺動(dòng)。如采用1.2mm的焊絲平焊，焊接電流約為350A，焊接電壓約為28V并采用純氬氣作保護，其熔敷率可以達到每小時(shí)7-8公斤， 同時(shí)鎳合金焊材的稀釋率也十分低，可以達到5%-8%（即熔池中流失的抗腐蝕元素只有5%-8%）
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圖4 使用全自動(dòng)Mig焊接系統將鎳合金材料以360o 的全位置堆焊在水管墻上
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3、提高生產(chǎn)率
目前考察電廠(chǎng)效率的一個(gè)重要指標是：outages——維修周期。而當我們采用用鎳基焊材來(lái)防止設備內壁被腐蝕的一個(gè)直接結果就是使outages縮短，生產(chǎn)率提高。
3、 其他鎳基焊材：
除INCONEL® 622填充金屬以外，還包括
INCONEL® 625填充金屬（或INCONEL® 112焊條）
INCO-Weld® C-276填充金屬
以及迄今為止，適用于最強烈腐蝕環(huán)境的焊材：
INCO-Weld® 686CPT
從現在起到2005年底，國家電力公司要求全國在建和投產(chǎn)的FGD系統裝機容量達到1800萬(wàn)千瓦（包括循環(huán)流化床鍋爐400萬(wàn)千瓦）。
當你在涉及設計或建造這些電廠(chǎng)環(huán)保項目時(shí)，如有任何有關(guān)鎳基材料或焊材方面的問(wèn)題時(shí)請隨時(shí)和我們聯(lián)系。
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