Careers Caldeiras a Carvão Pulverizado
Revestimentos HVTS® para Mitigar a Corrosão no Lado do Fogo em Caldeiras a Carvão Pulverizado
Com mais de 25 anos de aplicações em todo o mundo em caldeiras a carvão pulverizado (PC), a IGS desenvolveu soluções comprovadas para estender a vida útil dos tubos de caldeiras, oferecendo uma solução confiável e de longo prazo com economia significativa de custos e tempo para seus clientes. O revestimento HVTS® da IGS tem sido reconhecido como o padrão ouro para resistir à corrosão no lado do fogo em ambientes de sulfetação em altas temperaturas. Como apenas um exemplo, o HVTS® da IGS foi comprovado como o melhor produto em algumas das condições mais intensas em um teste de 39.000 horas em uma caldeira supercrítica de 1.300 MW pelo EPRI, Electric Power Research Institute.
Corrosão de Waterwall em Caldeiras a Carvão Pulverizado
As caldeiras a carvão pulverizado (PC) geram energia térmica ao queimar carvão pulverizado que é transportado por uma corrente de ar de combustão até os queimadores na fornalha. Esses queimadores de carvão estão normalmente localizados nas paredes frontal e traseira ou em cada um dos cantos, sendo conhecidos como queimadores de parede ou de canto, respectivamente. Existem vários tipos de carvão, desde o antracito com alto teor de carbono até o carvão betuminoso, sub-betuminoso e o lignito (carvão marrom), e cada um desses tipos apresenta características distintas.
As duas principais características que afetam as caldeiras PC são a eficiência térmica (BTU/lb) do carvão e o teor de enxofre. À medida que a combustão ocorre, o enxofre e outros compostos do carvão reagem com os materiais à base de ferro das paredes d’água ao redor. Essa reação causa corrosão no lado do fogo. Essa perda de metal geralmente ocorre na parte inferior da fornalha até a zona de mistura.
Preocupações com Corrosão em Retrofit de Queimadores Low-NOx
Na última década, houve um grande foco na redução das emissões ambientais. Para reduzir a produção de NOx durante a combustão, são utilizados queimadores retrofit de baixo NOx na caldeira. Esses queimadores reduzem a produção de NOx ao desacelerar a combustão, diminuindo assim a temperatura de combustão e deslocando a combustão para longe dos queimadores, mais acima na fornalha. Isso é alcançado reduzindo a quantidade de oxigênio na área onde estão os queimadores (parte inferior da fornalha) e injetando esse oxigênio mais acima na fornalha por meio de portas de ar over-fire. O retrofit de baixo NOx faz com que as áreas inferiores da fornalha fiquem pobres em oxigênio ou sob condições redutoras (ou, nos casos mais severos, alternando entre ambas).
Embora todo o processo de corrosão seja muito mais complexo, ele pode ser resumido da seguinte forma: na combustão normal, com a presença da quantidade correta de oxigênio (antes dos queimadores low-NOx), o enxofre presente no combustível se combina com o oxigênio, permanecendo em estado gasoso e saindo pela chaminé. Em uma combustão sob condições redutoras (baixo oxigênio), o enxofre se combina com o hidrogênio e se deposita na superfície do tubo, reagindo com o ferro do material do tubo para formar uma camada de FeS, repetindo o ciclo à medida que mais H2S se deposita nas paredes, causando uma redução significativa da espessura dos tubos.
A IGS aborda este e outros problemas específicos de fornalhas a carvão, como o acúmulo de cinzas ou escória nas paredes da fornalha, levando a mudanças na temperatura e na emissividade, o que, em última análise, afeta o desempenho da fornalha. A maior parte desse acúmulo ocorre na seção de superaquecimento e nas paredes d’água.
Como a corrosão em caldeiras pode ser prevenida?
A corrosão, erosão ou perda de metal em caldeiras pode ser prevenida alterando as condições operacionais da caldeira e protegendo a superfície dos tubos contra o ambiente de combustão. O revestimento HVTS® (High Velocity Thermal Spray) da IGS pode atuar como uma barreira protetora, eliminando a perda adicional de material.
Revestimento HVTS® Aplicado no Local para Mitigar a Corrosão no Lado do Fogo em Caldeiras
Para caldeiras a carvão pulverizado (PC), a IGS aplica materiais de alta liga para produzir um revestimento homogêneo (partículas tipicamente <50um). O revestimento apresenta permeabilidade ultra baixa a meios corrosivos, otimizando seu desempenho em caldeiras a carvão.
IGS HVTS®
O revestimento HVTS® (High Velocity Thermal Sprayed) da IGS é ideal para proteção confiável e de longo prazo contra os mecanismos típicos de perda de material descritos acima. Desenvolvemos a composição do revestimento em meados dos anos 2000 especificamente para ambientes de sulfetação em altas temperaturas, com o entendimento de que a permeação e o teor de óxidos devem estar abaixo de níveis críticos especificados para garantir o desempenho a longo prazo do revestimento.
Nosso HVTS® é um Metalspray® de projeção térmica de alta velocidade e baixo estado de tensão, especialmente adequado para proteção de tubos de caldeiras em ambientes de combustão com condições agressivas de sulfetação de até 1800°F (980°C). Ele oferece alta proteção contra corrosão sob depósitos, quando o enxofre, juntamente com óxidos de sódio, potássio e vanádio, formam sais piroeutéticos de baixa temperatura de fusão. O alto teor de cromo, juntamente com elementos que melhoram o desempenho, proporciona um revestimento denso e estável, com alta resistência de aderência devido a microzonas de fusão no substrato. Um coeficiente de expansão térmica intermediário entre os aços carbono e inoxidáveis o torna adequado para ambos como materiais de substrato. O material também apresenta boa resistência à erosão devido à integração eficaz de fases duras.
O HVTS® da IGS também foi testado pelo renomado EPRI, Electric Power Research Institute, em uma caldeira supercrítica de 1.300 MW com carvão de alto teor de enxofre. Diversos materiais concorrentes também foram testados, e o HVTS® da IGS foi o ÚNICO material a proteger totalmente o substrato contra corrosão durante o período de teste de 39.000 horas.
Utilizamos exclusivamente um verdadeiro processo de aplicação de Alta Velocidade, no qual a atomização do material ocorre antes ou dentro de um fluxo de gás supersônico. Esta é a única forma de alcançar as propriedades ideais de revestimento necessárias para um desempenho confiável e previsível a longo prazo. Oferecemos aos nossos clientes as seguintes vantagens em relação a outras soluções de projeção térmica e revestimento:
- Aplicamos o revestimento IGS HVTS® in situ para estender a vida útil dos tubos de waterwall em todo o mundo, evitando assim substituições dispendiosas, paradas prolongadas e perda de geração.
- O revestimento HVTS® foi comprovado como o melhor da categoria pelo renomado EPRI, para ambientes de sulfetação em altas temperaturas.
- Centenas de nossos clientes utilizam o revestimento Metalspray® como alternativa ao weld overlay para fornecer proteção de longo prazo, economizando tempo e dinheiro.
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