鎳材料在煙氣脫硫裝置上的應(yīng)用
1．前言
煙氣脫硫（FGD）就是去除化石燃料燃燒過程中所產(chǎn)生氣體產(chǎn)物中的硫氧化物。傳統(tǒng)的燃燒技術(shù)使燃料中絕大部分硫被氧化并排放到煙氣中，促使“酸雨”的形成。“酸雨”泛指大氣中各種酸的沉降，它會(huì)對(duì)環(huán)境和人類的健康造成損害。酸雨已成為世界各國(guó)政府關(guān)注的一個(gè)主要問題。
節(jié)能和用低硫燃料來替代高硫燃料在降低總體污染方面發(fā)揮了作用，但仍然有必要采用脫除硫氧化物的技術(shù)。目前主要采用堿性漿液如石灰/石灰石漿進(jìn)行濕法洗滌去除燃燒后的硫氧化物，產(chǎn)出的石膏有的回收，有的不回收。
含鎳材料在煙氣脫硫裝置中的性能表現(xiàn)頗具成本效益，關(guān)于這方面情況，鎳發(fā)展協(xié)會(huì)（NiDl）具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。這些信息可供世界上煙氣脫硫設(shè)備的制造廠家、用戶、材料供應(yīng)廠家以及提供工藝技術(shù)的廠家參考。
2.排放標(biāo)準(zhǔn)
20世紀(jì)七十年代，最早在全國(guó)范圍引入排放標(biāo)準(zhǔn)的是日本，之后是美國(guó)。八十年代，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大并日趨嚴(yán)格。這種趨勢(shì)在九十年代一直在繼續(xù)，因?yàn)槿藗冊(cè)絹碓角宄卣J(rèn)識(shí)到大氣污染的危害，而且對(duì)控制排放技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的可行性有了更多的認(rèn)識(shí)。
這些標(biāo)準(zhǔn)一般適用于50MW以上的大型燃燒設(shè)備，包括大多數(shù)發(fā)電廠燃燒化石燃
料的鍋爐和其它主要的工業(yè)污染源。有些國(guó)家如美國(guó)還對(duì)較小的工廠的排放進(jìn)行控制，日益嚴(yán)格的法規(guī)證明是有效的。由于各國(guó)的當(dāng)?shù)貤l件和需要各異，各國(guó)法規(guī)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)也不同。考慮到工廠規(guī)模、燃料的種類及達(dá)到現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間限制不同，也使法規(guī)有所不同。一般而言，要求所有新建設(shè)備符合最嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。
2．1歐洲
目前，在聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)的支持下，正在為更嚴(yán)格的法規(guī)“控制長(zhǎng)距離跨界空氣污染公約”尋求國(guó)際社會(huì)的支持。歐共體所采取的重大措施是頒布實(shí)施了“大型燃燒設(shè)備法令（LCPD）”，該法令對(duì)50MW以上的設(shè)備的固體、液體和氣體燃料的污染排放規(guī)定了限制指標(biāo)。
2．2北美
1990年末，美國(guó)通過了“清潔空氣法案修正案（CAAA）”，要求在全國(guó)范圍內(nèi)降低SO2和氮氧化物的排放，使之低于1980年的排放水平。該法案要求在2000年前分兩個(gè)階段把SO2的排放量降低1000萬噸。此后，全國(guó)每年的SO2排放不超過890萬噸。到1995年1月1日，SO2排放量已減少了一半（第一階段）。到2000年的1月1日，所有的單機(jī)容量在25MW以上，燃燒化石燃料的設(shè)備都必須把排放水平限制在每100萬BTU的熱輸入，SO2排放量不超過1.2磅（0.5kg/109J）的水平。并要求為它們排放的每噸SO2留余量（第二階段）。氮氧化物的減排原先為每年2000噸，但現(xiàn)在減排量正在重新商討。預(yù)計(jì)在1990-2010年間，美國(guó)的電廠每年要花費(fèi)120億美元來達(dá)到每年減排1000萬噸SO2的目標(biāo)。
2．3日本
由于日本國(guó)土狹小，人口眾多，所以日本是首批十分關(guān)注空氣污染控制的國(guó)家。1968年，日本政府制定了“空氣污染防治法”。新的工藝技術(shù)不斷被開發(fā)出來，有些技術(shù)已轉(zhuǎn)讓給北美和歐洲的公司。到八十年代中期，已有超過1500套的空氣污染控制設(shè)施遍布在日本的各個(gè)工業(yè)。每個(gè)工廠都依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定安裝排放設(shè)施，目前日本安裝了煙氣洗滌設(shè)備的機(jī)組容量已超過15000MW。
2．4亞太地區(qū)
目前，該地區(qū)的發(fā)展迅速，對(duì)電的需求日益增加。為了滿足這些要求，要消耗大量的化石燃料。印度、中國(guó)（包括臺(tái)灣）、印尼、泰國(guó)和韓國(guó)煤炭消耗量日益增加。這些國(guó)家已經(jīng)引入空氣質(zhì)量法規(guī)，預(yù)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)行的國(guó)際水平差不多。
3.濕法洗滌工藝
盡管與其它化學(xué)過程相比，煙氣脫硫是一種在相對(duì)溫和的操作條件下的簡(jiǎn)單工藝，但一直存在許多材料問題。圖1給出了煙氣脫硫裝置會(huì)出問題的特定區(qū)域和材料使用的條件。
受早期美國(guó)和日本經(jīng)驗(yàn)的影響，常常使用帶塑料襯和橡膠襯的碳鋼。這些內(nèi)襯的失效會(huì)導(dǎo)致電廠停機(jī)（例如，1987年1月德國(guó)萊茵－威斯特法侖公司的努拉特電廠的煙氣脫硫設(shè)備發(fā)生火災(zāi)；1990年5月日本關(guān)西電力公司的Kainan電廠失火；1993年8月德國(guó)費(fèi)巴公司的蘇爾文電廠失火，1994年和北美Tampa電力公司bigbend電廠失火）。
在這方面，碳鋼襯上1.6mm含鎳材料（包括不銹鋼）薄板的“貼壁紙”技術(shù)的開發(fā)值得注意。剛開始時(shí)，人們認(rèn)為煙氣脫硫裝置采用碳鋼施加非金屬涂層最經(jīng)濟(jì)。但事實(shí)并非如此。因?yàn)橥繉右资軝C(jī)械損傷，要求精確的應(yīng)用條件，如果條件不滿足，涂層就不牢。就壽命周期成本和收益損失而論，整體合金結(jié)構(gòu)通常優(yōu)于涂層鋼系統(tǒng)。
但金屬系統(tǒng)也會(huì)由于合金選擇不當(dāng)，焊接和加工質(zhì)量不佳，對(duì)其工作條件了解不夠或控制不好而發(fā)生損壞，F(xiàn)在，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和廣泛的現(xiàn)場(chǎng)及試驗(yàn)室腐蝕試驗(yàn)結(jié)果，可以滿懷信心地選擇合金。
煙氣脫硫洗滌塔內(nèi)的酸性/氯化物環(huán)境的腐蝕性很強(qiáng)。必須考慮存在氯化物和氟化物（來自燃料和在洗滌介質(zhì)中富集的）時(shí)，在各種pH值條件下硫酸的腐蝕作用。當(dāng)存在污垢和殘?jiān)鼤r(shí)，這種環(huán)境條件會(huì)導(dǎo)致縫隙腐蝕。
各種煙氣脫硫裝置的開發(fā)和運(yùn)行已取得相當(dāng)大的進(jìn)展。對(duì)工藝的化學(xué)過程、建造材料的使用限制和設(shè)備設(shè)計(jì)的進(jìn)一步了解已經(jīng)使設(shè)備使用性能得到改善。
鎳合金和不銹鋼的正確選材和使用，的確能夠?yàn)闊煔饷摿蛟O(shè)備運(yùn)行過程中碰到的大多數(shù)材料問題提供具有成本效益的解決方案。這樣，在常規(guī)電力生產(chǎn)實(shí)踐所預(yù)定的設(shè)備使用壽命期間，可確保低的維修成本和高的設(shè)備利用率。
石灰－石灰石濕法煙氣脫硫設(shè)備，利用含鎳材料克服腐蝕問題已取得廣泛的經(jīng)驗(yàn)。在世界各地建造的濕法石灰石/石膏吸收塔中，超過40%都采用了含鎳合金。而且，預(yù)計(jì)到2005年，約有70%的吸收塔將使用不銹鋼和鎳合金。
影響腐蝕的因素
①硫含量
燃煤所產(chǎn)生的硫氧化物與水反應(yīng)形成腐蝕性酸。煙氣脫硫系統(tǒng)理想的運(yùn)行條件是煤中硫含量最高為4%，至少95%硫氧化物被去除。
②溫度
盡管煙氣脫硫洗滌塔內(nèi)的正常運(yùn)行溫度范圍不高，但它對(duì)環(huán)境的腐蝕性具有明顯的影響。進(jìn)入的煙氣溫度通常為160℃，通過洗滌塔時(shí)煙氣被冷卻至50~65℃。洗滌器的出口溫度非常接近硫酸或亞硫酸的凝結(jié)溫度。出口煙道、擋板和煙囪處會(huì)產(chǎn)生酸的凝結(jié)，所以需使用耐酸材料。很重要的是要知道當(dāng)旁路全開時(shí)未經(jīng)處理的煙氣會(huì)通過，所以，必須也要適應(yīng)這一情況。
從圖2所示的絕熱飽和曲線來看，在正常運(yùn)行條件時(shí)冷凝液中的硫酸濃度大致為26%~55%，在旁路全開時(shí)達(dá)80%以上。全加熱到170℃會(huì)防止凝結(jié)，但系統(tǒng)效率降低。
可參考圖2中的曲線來幫助選擇所用材料。
③pH控制
為使洗滌塔系統(tǒng)的結(jié)垢程度最低，要對(duì)工藝條件進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè)。將漿液的pH值控制在適當(dāng)范圍，可控制亞硫酸鈣的結(jié)晶過程。如果pH值太低，洗滌塔效率就會(huì)降低。通常利用石灰石將洗滌稀漿保持在稍酸性的狀態(tài)（pH值為4.5~5.5）。此外為了減少結(jié)垢，也越來越多地使用硫或硫代硫酸鹽添加劑的方法。把煙氣冷卻到最佳反應(yīng)溫度，需用經(jīng)中和劑處理的水以防止pH值過低(1.5或1.5以下)。最佳溫度因所用的燃料而定，例如，利用褐煤時(shí)溫度較高。這是在選擇材料時(shí)必須要考慮的運(yùn)行條件制約因素。
④氯化物含量
影響洗滌設(shè)備內(nèi)介質(zhì)腐蝕性的另一個(gè)因素是氯化物，它來自洗滌塔的水，以及吸收了含氯化物的煤燃燒所產(chǎn)生的氯化氫。氯化物會(huì)由于水的蒸發(fā)和循環(huán)而濃縮，據(jù)報(bào)道，在單回路循環(huán)系統(tǒng)中，濃度可超過100,000ppm形成腐蝕性很強(qiáng)的酸性氯化物溶液。因此，嚴(yán)格控制廢水中氯化物排放很重要。有必要采用多級(jí)閃蒸等方法去除煙氣脫硫廠排出的工藝水中的氯化物。
在雙回路系統(tǒng)中，高氯化物的環(huán)境可能只限于洗滌塔的急冷區(qū)。洗滌塔其它地方的氯化物含量在幾千ppm的范圍內(nèi)，介質(zhì)腐蝕性較低，可能不需要使用耐腐蝕性最好的鎳合金。
⑤氟化物含量
煤中的氟化物含量最高可達(dá)3000ppm。氟化物容易在金屬表面污垢沉積物的下面富集，加劇了不銹鋼的酸性氯化物縫隙腐蝕。當(dāng)氯化物和氟化物含量達(dá)100000ppm或以上時(shí)，需要使用鉻和鉬含量較高的鎳基合金來防止氯化物和氟化物的腐蝕。
4.含鎳材料的耐腐蝕性
不銹鋼和鎳合金之所以具有耐腐蝕性，是因?yàn)樵诖髿猸h(huán)境下，它們會(huì)自發(fā)形成一層薄薄的、富鉻的表面氧化鈍化膜。所有鉻含量大于12%的合金，通常都具有這種形成氧化膜的能力。顯然，氧化膜的成分隨材料成分的不同而不同，但即使膜發(fā)生損壞，它在許多介質(zhì)環(huán)境下仍具耐腐蝕性。對(duì)幾乎每一種用途來說，都會(huì)有一個(gè)鋼種能提供令人滿意的和具有成本效益的性能。
5.煙氣脫硫設(shè)備中的腐蝕
5．1應(yīng)力腐蝕斷裂
在洗滌塔通常的運(yùn)行溫度范圍50~65℃內(nèi)，不存在奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕斷裂問題，但是，當(dāng)溫度為150~175℃或更高時(shí)，應(yīng)力腐蝕斷裂就會(huì)成為問題。重要的是要認(rèn)識(shí)到，即使整體溶液的pH值和氯化物含量控制得好，也有可能出現(xiàn)氯化物在沉積物下或傳熱表面上濃縮的情況，這就形成了發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂的條件。
5．2點(diǎn)蝕
①氯化物濃縮和pH值的影響
關(guān)于氯離子濃度，pH值和溫度對(duì)加工工業(yè)用途和海水輸送用含鎳材料性能的影響，人們已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的研究。大多與煙氣脫硫設(shè)備中所處的條件有關(guān)。局部腐蝕和pH值及氯化物含量有著明確的相關(guān)關(guān)系。因?yàn)槁然餄饪s和存在缺乏氧的縫隙，固體沉積物可能導(dǎo)致局部腐蝕。在選材時(shí)必須考慮到運(yùn)行過程中出現(xiàn)這種沉積物的可能性。在可控條件下進(jìn)行的試驗(yàn)可幫助確定各種鎳合金材料的pH/氯化物含量極限值。可利用這個(gè)結(jié)果來說明什么條件下可使用不銹鋼，什么條件下應(yīng)使用耐腐蝕性更強(qiáng)的鎳合金。
用耐點(diǎn)蝕當(dāng)量數(shù)（PREN）對(duì)材料進(jìn)行比較，便于選擇適當(dāng)?shù)暮辖鹨詽M足煙氣脫硫設(shè)備的運(yùn)行條件。耐點(diǎn)蝕當(dāng)量數(shù)可根據(jù)下列公式進(jìn)行計(jì)算：
PREN=%Cr+3.3%Mo+16%N
當(dāng)存在鎢元素時(shí)，采用以下的公式
PREN=%Cr+3.3%Mo+16%N+1.65%W
PREN值越高，合金耐點(diǎn)蝕性能越好。PREN值是點(diǎn)蝕指數(shù)（成功地用于海水中的不銹鋼）的擴(kuò)展。
圖3（略）顯示了316L、317L和317LM不銹鋼的性能曲線，為pH值在3.5~7.0、氯化物含量最大為5000ppm條件下煙氣脫硫洗滌系統(tǒng)的合金選擇提供了保守的指南，也顯示了PREN值的應(yīng)用
②溫度的影響
一般來說，溫度上升會(huì)增大腐蝕速率或增加合金發(fā)生腐蝕的敏感程度。為了適應(yīng)煙氣脫硫設(shè)備內(nèi)較高的運(yùn)行溫度或考慮到使用過程中溫度波動(dòng)的可能性，有能耐受較苛刻條件的較高等級(jí)鎳合金材料可供選擇。
③鉬的影響
大家知道，鉬能提高奧氏體不銹鋼和鎳合金的耐全面腐蝕能力，特別是耐氯化物溶液和二氧化硫蒸汽點(diǎn)蝕的能力。例如，由于人們認(rèn)識(shí)到增加鉬含量的價(jià)值，便開發(fā)了一種鉬含量為4.0-4.5%，超過了317不銹鋼正常組分范圍的317LM不銹鋼，用于某些腐蝕性的應(yīng)用環(huán)境。還開發(fā)出鉬含量更高的6%鉬超奧氏體不銹鋼，耐酸性氯化物介質(zhì)腐蝕的性能更佳。
6.含鎳材料——在煙氣脫硫設(shè)備中的應(yīng)用
由于對(duì)所遇到的運(yùn)行條件缺乏了解，也由于缺乏關(guān)于不銹鋼和鎳合金性能的可靠數(shù)據(jù)，許多早期的煙氣脫硫設(shè)備設(shè)計(jì)都采用帶有非金屬涂層和橡膠襯里的碳鋼部件。盡管涂層技術(shù)有了很大發(fā)展，但問題仍存在，而通過選用適當(dāng)?shù)逆嚭辖鸩牧峡梢越鉀Q這些問題。
增加鉻、鎳、鉬和氮含量可提高耐腐蝕性能。鉻形成保護(hù)性表面鈍化膜，鉬和氮改進(jìn)耐點(diǎn)蝕和耐縫隙腐蝕的能力。鎳有助于被損壞的保護(hù)膜的恢復(fù)，還可提高加工性能及焊接性能。
設(shè)計(jì)人員所面臨的問題是選定含有這些合金元素并進(jìn)行了適當(dāng)組合的材料，它能耐煙氣脫硫洗滌塔環(huán)境的腐蝕，而且材料成本要最低。
6．1不銹鋼的使用
在能應(yīng)用不銹鋼的地方，可使用標(biāo)準(zhǔn)的不銹鋼。但由于現(xiàn)在所遇到的環(huán)境腐蝕性較強(qiáng)，所以越來越多地選用鉬、鉻和鎳含量更高不銹鋼鋼種。低碳不銹鋼或鈦或鈮穩(wěn)定化的不銹鋼能夠耐晶間腐蝕。例如，采用鎳含量為42%以上的合金或鉻含量為22%和25%的具有奧氏體-鐵素體顯微組織的雙相不銹鋼，可解決氯化物應(yīng)力腐蝕裂紋（CSCC）問題。
6．2鎳鉻鉬合金的使用
普通不銹鋼的改進(jìn)型鋼種如317LM或含氮的317LMN，在高氯化物含量、低pH值的洗滌塔環(huán)境中耐腐蝕性不足。以耐點(diǎn)蝕當(dāng)量數(shù)（PREN）為指導(dǎo)，利用廣泛的試驗(yàn)室試驗(yàn)基礎(chǔ)上的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，得出鎳不銹鋼和鎳鉻鉬合金性能的排名。其目的是幫助選擇最有效的材料，耐特定腐蝕條件包括低pH值和高氯化物含量的腐蝕。所提出的指南考慮了正常運(yùn)行溫度（50~65℃）下各種腐蝕嚴(yán)重程度的工況。重要的是要知道溫度偏離、存在氟化物、嚴(yán)重的結(jié)垢、不良的設(shè)計(jì)和加工等均會(huì)影響合金的性能，不能用這種簡(jiǎn)單的方式來表明。還應(yīng)記住，無論洗滌塔的設(shè)計(jì)是多么相似，每個(gè)洗滌塔內(nèi)的環(huán)境條件都是獨(dú)特的。所用的燃料、水、設(shè)備的運(yùn)行和設(shè)備設(shè)計(jì)的細(xì)微差異都會(huì)影響材料的性能。
圖4所示為氯化物濃度最高到200,000ppm，pH值在1~6.5時(shí)的材料選用指南。為了便于考慮細(xì)節(jié)，標(biāo)出了pH值和氯化物濃度從“弱”到“非常強(qiáng)”等腐蝕條件。
關(guān)于氟化物和氯化物影響的類似數(shù)據(jù)已經(jīng)公開發(fā)表于“煙氣脫硫用新型成本效益好的金屬材料”，[J.Charles，歐洲不銹鋼，1993年11月，Vol.5(9)]。
表1給出了圖4中所述鎳材料的標(biāo)準(zhǔn)成分。
表1煙氣脫硫設(shè)備用代表性的含鎳材料的成分（略）
7．最大限度地減少問題的發(fā)生
在金屬煙氣脫硫洗滌塔的設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程中，下述幾個(gè)因素將有助于最大限度地減少或防止腐蝕問題，使設(shè)備長(zhǎng)期無故障地運(yùn)行。
·監(jiān)測(cè)氯化物含量和pH值范圍
·防止氯化物濃縮
·在設(shè)計(jì)和建造時(shí)避免縫隙
·保持表面無漿液或污垢聚集
·根據(jù)洗滌塔內(nèi)的運(yùn)行條件，選定適用的合金
監(jiān)測(cè)氯化物本身并不能防止腐蝕，但可以很好地表明潛在的問題。每當(dāng)有再循環(huán)時(shí)，就存在氯化物濃縮至腐蝕性濃度的可能性？刂苝H值對(duì)洗滌效率和防止結(jié)垢是十分必要的。pH值的顯著降低會(huì)造成腐蝕加速。防止氯化物濃縮主要是工藝設(shè)計(jì)上的事。如果發(fā)生氯化物濃縮，最好把濃縮限制在系統(tǒng)的一個(gè)小區(qū)域內(nèi)，并在該區(qū)域內(nèi)采用能耐所預(yù)計(jì)的最大含量氯化物腐蝕的材料。對(duì)于任何化工設(shè)備的設(shè)計(jì)和建造，避免縫隙始終是很好的做法，特別是在冷凝液有可能富集濃縮至比預(yù)計(jì)酸濃度高得多的地方，更是如此。由于洗滌塔內(nèi)煙氣冷凝液具有腐蝕性，所以，防止冷凝很重要。如果使用再熱器，重要的是在停機(jī)過程中要保持管束內(nèi)的熱量以防止冷凝。應(yīng)該注意，目前大多數(shù)煙氣脫硫設(shè)計(jì)中不包括再熱器。建議保持設(shè)備無沉積物。積垢會(huì)增加點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕的危險(xiǎn)。所以，停機(jī)期間應(yīng)進(jìn)行清洗。
8．加工
就單位重量的成本而言，鎳合金比其它材料成本高，所以在為設(shè)備選材時(shí)，通常不考慮鎳合金材料。但是通過采用下面的一種或多種方法，可有效地降低設(shè)備成本：
①輕型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
②將含鎳材料預(yù)先復(fù)合在結(jié)構(gòu)鋼上
③在結(jié)構(gòu)鋼設(shè)備上采用含鎳材料的薄板襯里（“貼壁紙”）。
表2（略）說明了煙氣脫硫設(shè)備吸收塔采用非金屬和金屬系統(tǒng)的相對(duì)成本比較，表明了所能獲得的成本降低。表21997年詳細(xì)的成本比較。以下的吸收塔成本比較基于0.25英寸厚的板，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，可拆卸建造
a.“貼壁紙”（薄板襯里）
人們?cè)絹碓街匾暡捎?ldquo;壁紙”工藝。即采用1.6mm厚的合金薄板作襯里。為便于運(yùn)輸和最大限度地減少焊接，要選擇適當(dāng)?shù)谋“鍖挾群烷L(zhǎng)度。
圖5所示為確保合金薄板貼到基板和完全密封所采用的搭接技術(shù)。以適當(dāng)?shù)拈g距（通常中心間距為0.61m）進(jìn)行塞焊或電弧點(diǎn)焊可有效地減少振動(dòng)。
“貼壁紙”（薄板襯里）工藝已經(jīng)是成熟工藝，并在化學(xué)和加工工業(yè)使用了三十多年。而且，美國(guó)和歐洲在煙氣脫硫設(shè)備中使用該技術(shù)已有十四年以上的豐富經(jīng)驗(yàn)。
人們擔(dān)心結(jié)構(gòu)鋼可能會(huì)使焊縫稀釋而造成點(diǎn)焊或塞焊焊縫質(zhì)量不好。通過在塞焊焊縫上用合金蓋面的方法，可有效消除后一個(gè)問題。就電弧點(diǎn)焊焊縫來說，在完成焊接工藝時(shí)，利用填充金屬連續(xù)地對(duì)焊縫熔敷金屬蓋面，就可以消除焊縫稀釋。人們一直在研究結(jié)構(gòu)鋼和含鎳材料間由不同熱膨脹系數(shù)引起的熱應(yīng)力問題，試驗(yàn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，在所處溫度下，這不是一個(gè)問題。利用電子設(shè)備連同脈沖電弧GMA(MIG)焊接設(shè)備可對(duì)焊接工藝參數(shù)進(jìn)行精密確定和嚴(yán)格控制。
利用微機(jī)控制的脈沖電弧GMA(MIG)焊接設(shè)備對(duì)煙氣脫硫設(shè)備進(jìn)行“貼壁紙”或貼板襯工藝操作是比較容易的，這樣，襯里材料的應(yīng)用頗具成本效益。但是要避免采用GMAW短路技術(shù)進(jìn)行貼壁紙操作，因?yàn)楹缚p質(zhì)量差。
9．壽命周期成本
對(duì)洗滌塔內(nèi)所用的各種材料進(jìn)行了壽命周期成本比較。鎳協(xié)會(huì)出版的題為“采用不銹鋼和鎳基合金建造煙氣脫硫系統(tǒng)的壽命周期成本優(yōu)勢(shì)”的報(bào)告中有詳細(xì)說明。
成本比較涉及由下列部件組成的組合煙氣脫硫洗滌系統(tǒng)：C-276整體合金制成的文丘里管，C-296合金復(fù)合板制造的吸收塔和C-276合金復(fù)合板的煙道。
結(jié)果表明，即使使用最貴的鎳合金材料，其壽命周期成本也比使用氯丁橡膠襯里的碳鋼制造的類似系統(tǒng)的成本低（圖6略）。
根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，同一設(shè)備的不同區(qū)域可采用不同的合金，不一定都采用C-276合金，可根據(jù)實(shí)際情況，這樣可進(jìn)一步降低實(shí)際成本。而且，采用薄板襯里還可進(jìn)一步降低成本。
所以，可以明確地說，含鎳材料為煙氣脫硫設(shè)備中的腐蝕問題提供了頗具成本效益的解決方案，設(shè)備在整個(gè)使用壽命期內(nèi)，維修成本低，而設(shè)備利用率高。
10．結(jié)論
含鎳材料的優(yōu)點(diǎn)
應(yīng)該認(rèn)識(shí)到含鎳材料的耐腐蝕性是其固有的特性。一般來說，含鉬和其它合金元素的鎳鉻合金有一層穩(wěn)定的鈍化膜，在煙氣脫硫系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的惡劣腐蝕環(huán)境中，這層膜可防止腐蝕。
如果設(shè)備的溫度高于設(shè)計(jì)溫度，煙氣脫硫設(shè)備洗滌塔所選用的含鎳材料，其高溫強(qiáng)度可確保設(shè)備結(jié)構(gòu)的完整性，不需要像非金屬系統(tǒng)那樣需要有輔助冷卻系統(tǒng)。
對(duì)中等磨損性、特別是在腐蝕環(huán)境中的漿液，含鎳材料有足夠的耐沖蝕腐蝕能力。在濕法系統(tǒng)中，沖蝕和腐蝕通常一起發(fā)生，而不是兩種單獨(dú)的現(xiàn)象。
在洗滌塔的建造中，含鎳材料良好機(jī)械性能也是一大優(yōu)勢(shì)。容器的設(shè)計(jì)可使用有外部加強(qiáng)的薄規(guī)格材料。
含鎳材料的加工特性優(yōu)異，這些材料可采用碳鋼加工所使用的類似方法進(jìn)行切割、成型和連接。但必須小心保護(hù)其固有的耐腐蝕性。而且，工廠加工比現(xiàn)場(chǎng)加工的成本低，可進(jìn)一步降低安裝成本。
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