Chaudières à lit fluidisé circulant (LFC)
Extension de la Durée de Vie des Tubes dans les Chaudières CFB Biomasse et Valorisation des Déchets
Les chaudières CFB alimentées par la biomasse et les déchets ont été développées sur la base des avantages de la conception CFB, offrant une efficacité de combustion élevée, de faibles émissions et une grande flexibilité de mélange de combustibles. Conçues généralement pour des installations moyennes ou grandes, les chaudières CFB produisent de la vapeur en brûlant de la biomasse, de la biomasse recyclée, des déchets industriels ou urbains prétraités.
Ce spectre de conception inclut également la conversion d’unités initialement conçues pour le charbon ou le lignite. La flexibilité du combustible permet de réduire les coûts associés et d’offrir une flexibilité opérationnelle à la fois pour les sources d’énergie renouvelable et pour les combustibles conventionnels.
L’érosion est le principal défi pour la combustion à lit fluidisé circulant, avec la recirculation de particules dures dans la chaudière. C’est pourquoi la plupart des conceptions utilisent une protection réfractaire dans la zone du four. Nous appliquons un revêtement résistant à l’érosion sur les surfaces des évaporateurs pour prévenir la perte d’épaisseur des tubes.
Avec des combustibles contenant des plastiques et d’autres produits chimiques générant du chlore, du soufre et d’autres métaux alcalins et lourds, la corrosion peut considérablement accroître la vitesse de perte d’épaisseur.
Plusieurs usines de valorisation des déchets (WtE) conçues avec des CFB ont rencontré des problèmes de fiabilité, entraînant de nombreux arrêts imprévus et des coûts de maintenance élevés. Ainsi, malgré les avantages en termes d’efficacité et de réduction des émissions, cette technologie est moins développée pour les combustibles corrosifs, mais des améliorations des matériaux peuvent prolonger la durée de vie des chaudières à lit fluidisé circulant.
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Colin Bateman
Expert Technique d’IGS
Revêtements Metalspray® HVTS® Résistants à l’Érosion-Corrosion
Le revêtement HVTS® est utilisé depuis des décennies dans les applications d’érosion à l’intérieur des chaudières CFB alimentées au charbon ou au lignite. La projection thermique à haute vitesse est conçue pour appliquer une couche métallique avec une porosité et une perméabilité très faibles, afin de mieux protéger le métal de base dans les environnements à forte corrosion.
Cette technologie permet l’utilisation de fil massif ou fourré, facilitant ainsi la modification des matériaux par rapport aux technologies dépendant des fils massifs disponibles sur le marché. Comme le procédé ne génère aucune dilution avec le métal de base, la qualité du revêtement n’est pas altérée par un mélange chimique.
IGS met à profit des décennies d’expérience pour vous offrir la technologie la plus performante et la plus efficace pour les applications sur site:
- Nous travaillons à réduire autant que possible le calendrier du chemin critique et respectons les plannings auxquels nous nous engageons.
- Nous offrons des équipements robustes et des techniciens fiables, en totale conformité avec toutes les règles et conditions EHS applicables.
- Nous sommes familiers des conditions les plus difficiles dans les environnements les plus extrêmes.
- La sécurité est une priorité chez IGS. Que ce soit sur l’échafaudage, lors du nettoyage ou à tout autre moment, nous utilisons un système de sécurité proactif et multi-niveaux pour garantir un environnement de travail sûr pour nos employés et toutes les personnes présentes autour de nous.
Integrated Global Services Europe fournit sur site des revêtements par projection thermique à l’intérieur des chaudières CFB biomasse et valorisation des déchets (WtE) dans tous les pays d’Europe, y compris le Royaume-Uni, l’Allemagne, les Pays-Bas, l’Italie, la Suisse et la France, depuis notre centre opérationnel en République tchèque. Nous appliquons également des revêtements aux États-Unis, au Moyen-Orient, au Japon, en Asie du Sud-Est ainsi qu’en Afrique.
Mécanismes de Corrosion dans les Chaudières CFB Biomasse et Valorisation des Déchets (WtE)
Les chaudières CFB sont privilégiées pour leur haute efficacité et leur flexibilité dans l’utilisation des combustibles ; elles fonctionnent donc à des pressions et des températures élevées. Plus les agents corrosifs introduits par le combustible sont importants, plus la corrosion se développe sur les surfaces en acier non protégées des surchauffeurs.
La plupart des mécanismes de protection contre la corrosion consistent à générer une barrière anticorrosion sur le métal de base par la formation d’une couche d’oxyde. Dans les chaudières CFB, cette couche est rapidement érodée, forçant la formation d’une nouvelle couche et entraînant ainsi un phénomène d’érosion-corrosion. L’amincissement dû à l’érosion-corrosion peut être rapide avec des matériaux tendres ou ayant une faible résistance à l’érosion.
Dans de telles conditions, il est probable que les cendres ne s’accumulent pas, réduisant ainsi la corrosion par les sels. Cela est vrai pour les surfaces exposées à des vitesses d’écoulement élevées, mais dans certaines zones, les cendres peuvent s’accumuler et une corrosion typique sous dépôt de sels peut se développer en raison des turbulences d’écoulement.
Même sans mécanisme d’érosion en cours, la corrosion saline dépendra de la composition des cendres et de la température de surface des tubes. Avec l’adoucissement des matériaux à haute température, la résistance à l’érosion de la plupart des matériaux diminue, ce qui doit être pris en compte dans les chaudières CFB et les unités de valorisation des déchets (WtE).
(Image, à droite : un exemple d’érosion dans une chaudière CFB)
Corrosion par Sels Fondus Chauds dans les Chaudières WtE
Le processus de corrosion par sels fondus chauds commence lorsque la température de la surface du tube est supérieure au point de fusion des sels précipités, de sorte que les sels fondent directement sur la surface métallique. La réaction qui en résulte dissout les couches d’oxyde existantes, permettant au gaz chloré corrosif de se diffuser jusqu’à la surface métallique.
Les sels fondus chauds modifient également la structure des dépôts, passant d’une structure poreuse à une couche dense, emprisonnant le chlorure de fer et l’isolant de l’oxygène gazeux, ce qui augmente la corrosion par le chlore. La corrosion par piqûres (pitting) est un mécanisme encore plus dangereux, les sels fondus réagissant comme un électrolyte liquide directement avec l’acier et le dissolvant. Si l’équipement n’est pas protégé, les coûts et les pertes de temps peuvent rapidement s’accumuler en cas de défaillance.
Corrosion au Point de Rosée dans les Chaudières Biomasse et Valorisation des Déchets (WtE)
Lorsque la température des gaz de fumée diminue, certaines espèces gazeuses atteignent leur point de saturation, et des gouttelettes de liquide commencent à se condenser sur les surfaces solides. La température de saturation dépend de la concentration de l’espèce concernée et, dans le cas de l’acide sulfurique, de l’humidité des gaz de fumée.
Les électrolytes liquides forment des zones humides sur les surfaces, provoquant une corrosion généralisée et une perte de matériau sous forme de piqûres (pitting). Dans les usines de valorisation des déchets, la corrosion au point de rosée est moins courante que dans les centrales à charbon, car le SO₃ réagit avec les espèces chlorées, ce qui rend la formation d’acide sulfurique moins probable.
REGARDEZ : Réparation Urgente d’une Paroi d’Eau de Chaudière CFB – Un Client Sauvé d’une Pénalité Sévère
William Nixon, Directeur des Opérations sur Site d’IGS, présente un cas urgent où IGS a dû agir rapidement pour aider un client à remettre un actif clé en service.
La chaudière à lit fluidisé circulant (CFB) est tombée en panne un vendredi et le client risquait une lourde pénalité si l’actif n’était pas remis en service rapidement et dans un délai précis. Grâce à une mobilisation rapide, IGS a pu appliquer un revêtement par projection thermique à haute vitesse (HVTS®) et aider à remettre la chaudière CFB en ligne en seulement quatre jours.
Consultation Gratuite avec un Expert Technique d’IGS
IGS est là pour fournir des informations, répondre aux questions et créer une solution efficace adaptée à vos besoins.