Котлы на биомассе и мусоре

Продление срока службы труб мусоросжигательных котлов и котлов на биомассе

Мы наносим коррозионно-стойкие металлические сплавы на поверхности нагрева котлов на мусоросжигательных заводах и котлов, сжигающих биотопливо. Как правило, эти котлы производят пар путем сжигания биотоплива, переработанной биомассы, промышленных или бытовых отходов. Универсальность по топливу обеспечивает сокращение расходов и гибкость эксплуатации.

При этом среда смешанного топлива создает экстремальные условия, которые могут вести к повреждению оборудования. Существует много вариантов конструкции котла: горизонтальная решетка, наклонная решетка, циркулирующий кипящий слой (ЦКС) и т.д.

 

Механизмы эрозии поверхностей нагрева

Эрозия твердыми частицами кипящего слоя, топлива и золы, циркулирующими в котле, является основной проблемой для котлов ЦКС. Большинство конструкций используют огнеупорную защиту в области топки для уменьшения износа. На поверхности нагрева наносят покрытие, устойчивое к эрозии, для предотвращения потери толщины труб. Когда используется топливо, содержащее пластмассы и другие химикаты, могут образовываться хлор, сера, щелочи и тяжелые металлы, что резко увеличивает скорость коррозии поверхностей нагрева.

Без надлежащего профилактического ухода эти условия могут привести к аварийным отключениям и высоким эксплуатационным расходам, снижающим эффективность работы этих котлов. Предлагаемые IGS покрытия обеспечивают более продолжительную и эффективную работу котлов ЦКС.

Механизмы коррозии в котлах мусоросжигательных заводов и котлах на биотопливе

Высокая эффективность котлов означает более высокие давление и температуру внутри труб котла. Комбинация новых видов топлива, содержащих больше коррозионных агентов с такими более высокими температурами и давлениями может привести к ускоренной коррозии. На незащищенных стальных теплообменных поверхностях пароперегревателей может возникнуть повышенная коррозия, а сопротивление эрозии снизится.

Большинство механизмов защиты от коррозии состоят в создании коррозионного барьера на базовом металле путем формирования оксидного слоя. Проблема внутри котлов мусоросжигательных заводов заключается в том, что этот слой быстро размывается, что приводит к образованию другого слоя и, следовательно, приводит к эрозии-коррозии. Истончение за счет эрозии-коррозии может происходить быстро, когда суровые условия сочетаются с мягкими материалами с плохой эрозионной стойкостью.

Высокотемпературная хлоридная коррозия в мусоросжигательных котлах и котлах на биомассе

Соединения хлора вызывают высокотемпературную коррозии в котлах, сжигающих отходы и биотопливо. Хлор растворяется в газе во время сжигания топлива. Насыщенные соли конденсируются на относительно холодных поверхностях нагрева и могут вызывать коррозию металла труб. Парциальное давление солей хлора вблизи поверхности металла увеличивается в местах с высоким тепловым потоком, что повышает реакционную способность хлоридов, приводящих к коррозии.

ХЛОРИДНАЯ АТАКА ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА КОТЛОВ

Реакция между хлоридами и железом на поверхности стали приводит к образованию хлорида железа. Парциальное давление газа хлорида железа велико; следовательно, он диффундирует в отложения золы, где хлорид контактирует с кислородом с образованием оксида железа (Fe2O3 и Fe3O4). Иногда хлоридную коррозию называют активным окислением. Освобожденный хлор рассеивается обратно к стали, что вызывает дополнительную коррозионную атаку. Результатом является слой хлорида железа непосредственно на поверхности трубы, за которым следует более толстый слой оксидов железа, часто проникающий в хлоридные соли.

Хлориды легко проникают внутрь поверхности, даже сквозь оксидную пленку (хлоридная атака), где реагируют с железом, образуя хлориды.

Me(тв.) + Cl2(газ) → MeClx(тв.) (р1)

При высоких температурах хлориды обладают высокой скоростью диффузионного проникновения и проходят обратно через оксидную пленку, к поверхности металла. Оксидная пленка разрушается, и на поверхности металла остается лишь пористый слой смеси хлоридов и оксидов. Кислород снова попадает к поверхности, и постепенно происходит реакция 2. В результате образуется «новый слой» оксидной пленки на поверхности металла и газообразный хлор, и хлорный цикл начинается снова.

yMeClx(g) + O2(g) → MeyOz(s) + Cl2(g) (р2)

При этом содержание видов хлора в дымовых газах не так важно для интенсивности высокотемпературной коррозии, как содержание хлоридов в отложениях и плотность теплового потока на стенке трубы.

Солевая коррозия котлов мусоросжигательных заводов

Горячая солевая коррозия начинается аналогично описанной выше высокотемпературной коррозии при условии, что температура поверхности трубы выше, чем температура плавления осажденных солей, так что соль расплавляется непосредственно на поверхности металла. Полученные солевые расплавы растворяют существующие оксидные слои, что позволяет агрессивному газообразному хлору рассеиваться на поверхности металла. Горячие расплавленные соли также изменяют структуру обрастания от пористого до плотного слоя, захватывая хлорид железа и изолируя его от газообразного кислорода, тем самым поддерживая коррозию хлора.

Питтинг является еще более опасным механизмом расплавленных солей, реагирующих как жидкий электролит непосредственно со сталью и растворяющих ее.

Коррозия в точке росы в котлах мусоросжигательных заводов и котлах на биотопливе

Когда температура дымового газа уменьшается, газы, присутствующие в окружающей среде, достигают насыщения, а капли жидкости начинают конденсироваться на твердых поверхностях. Температура насыщения зависит от нагрузки соответствующих газообразных веществ и (для серной кислоты) от влажности дымовых газов. Жидкие электролиты образуют влажные пятна на поверхностях, вызывая общую коррозию и питтинговую потерю металла. В мусоросжигательных электростанциях коррозия точки росы встречается реже, чем на угольных электростанциях, поскольку SO3 реагирует с видами хлора, что делает образование серной кислоты менее вероятной.

Опыт защиты от коррозии и эрозии паровых котлов

Огнеупорная облицовка является первой линией защиты от коррозионных дымовых газов, а также обладает отличной стойкостью к эрозии, но из-за низкой теплопроводности имеет ограниченные теплообменные свойства. Наплавка может применяться, но из-за чрезмерных материальных затрат и ограниченной эрозионной стойкости напыление защитного слоя поверхности часто является более экономичным решением.

Использование тонких керамических покрытий кажется перспективным, однако разница коэффициентов теплового расширения и хрупкость таких покрытий делают их применение ненадежным. Покрытия имеют тенденцию к растрескиванию, и под защитным слоем может образоваться подпленочная коррозия, которая затем приводит к отслоению покрытия.

Большинство твердых сплавов, которые могут применяться при наплавке, имеют высокую склонность к растрескиванию, причем трещины могут распространяться в основной металл.

Одной из сильных сторон IGS является то, что мы выбираем наши защитные материалы на основе углубленного анализа механизмов потерь, присутствующих в уникальной среде вашего оборудования. Наши решения работают в условиях определенного котла для предотвращения коррозии и эрозии. Мы наносим наши защитные материалы в течение нескольких дней, во время вашего запланированного периода ремонта, с мобильной глобальной командой обученного и опытного персонала для предоставления наиболее удобных и эффективных решений.

Эрозионно-коррозионно-стойкие покрытия HVTS

В течение десятилетий покрытие HVTS используется для защиты от эрозии поверхностей нагрева котлов, работающих на различном топливе. High Velocity Thermal Spray предназначен для нанесения металлического слоя с очень низкой пористостью для лучшей защиты основного металла в условиях высокой коррозии. Эта технология позволяет использовать широкий спектр сплавов. Поскольку процесс исключает смешивание с материалом основы, качество покрытия остается неизменным по всей толщине покрытия.

IGS обладает многолетним опытом, поэтому может предложить вам лучшие и наиболее эффективные технологии:

  • Мы работаем так, чтобы максимально сжать сроки ремонта. IGS предлагает надежное оборудование и квалифицированных технических специалистов.
  • Мы знакомы с самыми трудными условиями в самых экстремальных ситуациях.
  • Безопасность является приоритетом в IGS. Будь то на строительных площадках, во время ремонта или в любое другое время, мы используем проактивную многоуровневую систему безопасности для обеспечения безопасной рабочей среды для наших сотрудников и клиентов.

Integrated Global Services наносит покрытие HVTS на местах эксплуатации внутри котлов. Мы работаем во всех странах Европы, и СНГ, из наших операционных центров в Чехии и Казахстане. Мы выполняем работы в России, СНГ, Соединенных Штатах, на Ближнем Востоке, в Японии, в Юго-Восточной Азии, а также в Африке.

Оставьте нам соообщение или позвоните чтобы узнать больше о нашем опыте в области предотвращения коррозии и эрозии в котлах.

Ваш контакт: ru@igs-cetek.com         +7926-294-4713