Korrosionsschutz in Biomasse- und Müllverbrennungskesseln, Müllverbrennungsanlagen

Verlängerung der Lebensdauer von Rohren in Biomasse- und Müllverbrennungskesseln, Müllverbrennungsanlagen

Wir bieten korrosionsbeständigen Metalllegierungsschutz für Müllverbrennungsanlagen, Biomasse- und Müllverbrennungskessel. Diese Kessel sind in der Regel für mittlere oder große Anlagen ausgelegt und erzeugen Dampf durch Verbrennen von Biomasse, recycelter Biomasse oder vorbehandelten Industrie- oder Haushaltabfällen. Brennstoffflexibilität bietet damit verbundene Kostensenkungen und betriebliche Flexibilität.

Umgebungen mit gemischten Brennstoffen erzeugen jedoch extreme Belastungen und Schäden in den Anlagen. Bei den Kesselkonstruktionen gibt es eine große Variabilität: Öfen mit horizontalen und geneigten Rosten, oszillierender Ofen, Drehofen (Drehrohrofen), Unterschubfeuerung, Ofen mit Quervorschub, Überschubfeuerung, Ofen mit stationärer Wirbelschicht, Ofen mit zirkulierender Wirbelschicht, Seitenwandbrenner, Deckenbrenner.

Erosion ist die Hauptherausforderung bei Wirbelschichtkesseln, da harte Partikel, wie Wirbelschicht-, Brennstoff- und Aschematerial, im Kessel zirkulieren. Die meisten Wirbelschichtkesselkonstruktionen minimieren Schäden im Ofenbereich durch einen Schutz mittels feuerfesten Materials. Auf die Verdampferoberflächen wird dann eine erosionsbeständige Beschichtung aufgebracht, um Wandstärkenverluste der Rohre zu verhindern. Wenn Brennstoffe verwendet werden, die Kunststoffe und andere Chemikalien enthalten, können Chlor, Schwefel und Alkali- und Schwermetalle dazu führen, dass sich Wandstärkenverluste der Dickeverlust durch Korrosionsmechanismen erheblich beschleunigen.

Ohne eine angemessene vorbeugende Wartung können diese Bedingungen zu unerwarteten Ausfällen und hohen Wartungskosten führen, so dass die Effizienz und die Emissionsvorteile dieser Kessel reduziert werden. Die von IGS angebotenen Lösungen zur Materialverbesserung führen zu längeren Standzeiten von Müllverbrennungskesseln.

 

Korrosionsmechanismen in Müllverbrennungs- und Biomassekesseln

Die Effizienz von Müllverbrennungskesseln zu erhöhen bedeutet, den Druck und die Temperatur in den Kesselrohren zu erhöhen. Die Kombination aus neuen Brennstoffarten mit höheren Anteilen korrosiver Stoffe, höheren Temperaturen und Drücken kann zu erheblichen Standzeitverkürzungen führen. Die beschleunigte Korrosion auf der Feuerungsseite beginnt an den ungeschützten Stahl-Wärmeaustauschflächen der Überhitzer. Ebenso nimmt die Erosionsbeständigkeit ab.

Die meisten Korrosionsschutzmechanismen bestehen darin, durch Bildung einer Oxidschicht eine Korrosionsbarriere auf dem Grundmetall zu erzeugen. Die Herausforderung im Inneren von Müllverbrennungskesseln besteht darin, dass diese Schicht schnell erodiert wird, was die Bildung einer weiteren Schicht erzwingt was folglich zu Erosionskorrosion führt. Wandstärkenreduzierung durch Erosionskorrosion kann schnell auftreten, wenn raue Bedingungen mit weichen oder nicht erosionsbeständigen Materialien kombiniert werden.

Chlorkorrosion bei hohen Temperaturen in Müllverbrennungs- und Biomassekesseln

Chlorverbindungen sind oftmals verantwortlich für Hochtemperaturkorrosion in Müllverbrennungs- und Biomassekesseln. Chlorverbindungen verflüchtigen sich während der Verbrennung der Brennstoffe im Rauchgas. Die gesättigten Chlorsalze kondensieren an den relativ kalten Oberflächen des Wärmetauschers und verursachen Korrosion an metallischen Oberflächen. Der Partialdruck der Chlorsalze in der Nähe der Stahloberfläche steigt an Stellen mit hohem Wärmefluss, was die Reaktivität der korrosionsverursachenden Chloride erhöht.

Die Reaktion zwischen den Chloriden und dem Eisen auf der Stahloberfläche erzeugt Eisenchlorid. Der Partialdruck von Eisenchloridgas ist hoch; daher diffundiert es in die Ablagerung, wo es mit Sauerstoff in Kontakt kommt und Eisenoxid (Fe2O3 und Fe3O4) bildet. Manchmal wird Chlorkorrosion als aktive Oxidation bezeichnet. Freigesetztes Chlor diffundiert zurück in den Stahl, wo es zu weiterer Korrosion führt. Das Ergebnis ist eine Eisenchloridschicht direkt auf der Rohroberfläche, gefolgt von einer dickeren Schicht aus Eisenoxiden, die oft von Chloridsalzen durchsetzt sind.

Der Gehalt von Chlorverbindungen im Rauchgas ist jedoch weniger bedeutsam für die Intensität der Hochtemperaturkorrosion als der Gehalt spezifischer Chloride in den Ablagerungen sowie die Wärmestromdichte an der Rohrwand.

Heisskorrosion durch geschmolzenes Salz in Müllverbrennungskesseln und Abfallverbrennungsanlagen

Die Heisskorrosion durch geschmolzenes Salz beginnt ähnlich wie die oben beschriebene Hochtemperaturkorrosion, sofern die Temperatur der Rohroberfläche über dem Schmelzpunkt der ausgefällten Salze liegt, sodass das Salz direkt auf der Metalloberfläche schmilzt. Die sich daraus ergebenden Salzschmelzen lösen vorhandene Oxidschichten auf, sodass sich das korrosive Chlorgas auf der Metalloberfläche verteilen kann. Heiße Salzschmelzen verändern darüber hinaus auch die Struktur der Ablagerung, von einer porösen zu einer dichten Schicht, so dass das Eisenchlorid eingeschlossen und vom gasförmigen Sauerstoff abgetrennt wird, was die Chlorkorrosion begünstigt.

Lochfraß ist ein noch gefährlicherer Mechanismus der geschmolzenen Salze, die als flüssiger Elektrolyt direkt mit dem Stahl reagieren und ihn auflösen.

Taupunktkorrosion in Müllverbrennungs- und Biomassekesseln

Wenn die Temperatur des Rauchgases abnimmt, erreichen die im Rauchgas vorhandenen Gase die Sättigungstemperatur, und Flüssigkeitstropfen beginnen auf festen Oberflächen zu kondensieren. Die Sättigungstemperatur hängt von der Ladung der jeweiligen gasförmigen Art (bei Schwefelsäure) und von der Feuchtigkeit des Rauchgases ab. Die flüssigen Elektrolyte bilden nasse Stellen auf den Oberflächen, die zu einer allgemeinen Korrosion führen. Der Materialverlust in Form von Lochfraß ist nahezu gleichförmig. In Müllverbrennungsanlagen ist die Taupunktkorrosion seltener als in Kohlekraftwerken, da SO3 mit Chlorverbindungen reagiert, so dass die Bildung von Schwefelsäure weniger wahrscheinlich ist.

Schutz vor Erosion und Korrosion in Müllverbrennungskesseln – Erfahrungen

Der Schutz des feuerfesten Materials ist die erste Maßnahme gegen korrosive Rauchgase. Er kann zudem eine hervorragende Erosionsbeständigkeit haben, jedoch ist der Wärmeübergang schlecht, da der Wärmewirkungsgrad niedrig ist. Es können feuerfeste Legierungen verwendet werden, allerdings ist aufgrund der übermäßig hohen Materialkosten und der geringen Erosionsbeständigkeit der Auftrag einer Oberflächenschutzschicht oft die kostengünstigere Lösung.

Die Verwendung dünner Keramikbeschichtungen scheint ein attraktiver Ansatz zu sein, aber die unterschiedliche Wärmedehnung und die Brüchigkeit solcher Beschichtungen machen diese Lösung unzuverlässig. Die Beschichtungen neigen zu Rissen, und unter der Schutzschicht, die sich dadurch ablöst, kann sich Korrosion bilden.

Die meisten Aufschweißlegierungen neigen stark zur Rissbildung, welche sich in das Grundmetall ausbreiten kann. Solche Lösungen sollten bei mit Druck beaufschlagten Anlagenteilen vermieden werden, können aber für mechanische Konstruktionen verwendet werden.

Eine der Stärken von IGS besteht in der Auswahl der Schutzmaterialien nach eingehender Analyse der Verschleißmechanismen, die in der einzigartigen Umgebung der einzelnen Anlagen vorhanden sind. Unsere Lösungen sind auf die Bedingungen Ihres Kessels abgestimmt und in der Lage, Korrosion und Erosion zu reduzieren. Wir bringen unsere Metall-Schutzschichten innerhalb weniger Tage während der von Ihnen geplanten Zeiträume auf. Unser höchst mobiles, globales Team aus geschultem und erfahrenem Personal bietet die bequemsten und effektivsten Lösungen für Ihre Anlagen an.

Erosionskorrosionsbeständige HVTS-Metallsprühbeschichtungen

Wir setzen die HVTS-Beschichtung bereits seit Jahrzehnten erfolgreich gegen Erosion im Inneren von Kesseln ein, die mit Steinkohle, Braunkohle und anderen Brennstoffen befeuert werden. Wir haben das thermische Hochgeschwindigkeits-Sprühverfahren entwickelt, um eine Metall-Schutzschichten mit sehr geringer Porosität sowie Versiegelungsfähigkeit aufzubringen, um das Grundmetall in Umgebungen mit hoher Korrosion besser zu schützen. Diese Technologie ermöglicht die Verwendung von Massivdraht oder Fülldraht, sodass das Material anders als bei herkömmlichen Verfahren, die von marküblichen Massivdraht abhängig sind, leicht modifiziert werden kann. Da das Verfahren keine Verwässerung mit dem Grundmaterial erzeugt, bleibt die Qualität der Beschichtung unverändert.

IGS verfügt über jahrzehntelange Erfahrung und bietet die beste und effizienteste Technologie für das Aufbringen von Metall-Schutzschichten vor Ort:

  • Wir bemühen uns, kritische Pfade im Terminplan so weit wie möglich zu reduzieren und die zugesagten Zeitpläne einzuhalten. IGS bietet robuste Ausrüstung und zuverlässige Techniker, die alle relevanten EHS-Bedingungen und -regeln erfüllen
  • Wir sind auch mit den schwierigsten Bedingungen in den extremsten Umgebungen vertraut.
  • Sicherheit hat bei IGS Priorität. Ob bei Gerüsten, bei der Reinigung oder zu einem anderen Zeitpunkt, wir folgen immer einem proaktiven, mehrstufigen Sicherheitssystem, um eine sichere Arbeitsumgebung für unsere Mitarbeiter und alle um uns herum zu gewährleisten.

Integrated Global Services Europe bietet thermische Sprühbeschichtungen im Inneren von Müllverbrennungs- und Biomasse-BFB-Kesseln vor Ort an. Wir arbeiten in allen Ländern Europas, einschließlich Großbritannien, Deutschland, den Niederlanden, Italien, der Schweiz und Frankreich, von unserem Standort in Tschechien. Wir bringen Sprühbeschichtungen in den Vereinigten Staaten, im Nahen Osten, in Japan, Südostasien sowie in Afrika auf.

Schicken Sie uns eine Nachricht oder beginnen Sie einen Chat mit einem unserer Mitarbeiter, um mehr über unsere Angebote in Bezug auf Korrosions- und Erosionsprävention in Müllverbrennungs- und Biomassekesseln zu erfahren.

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