Korrosionsprevention i pannor för biomassa och energiåtervinning, avfallsförbränningsanläggningar

Förlänger livslängden för rör i pannor för biomassa och energiåtervinning, avfallsförbränningsanläggningar

Vi tillhandahåller korrosionsbeständigt skydd för metallegeringar i avfallsförbränningsanläggningar, biomassa- och energiåtervinningspannor. Dessa pannor, som normalt sett är designade för medelstora till stora anläggningar, producerar ånga genom förbränning av biomassa, återvunnen biomassa eller förbehandlat industriellt eller kommunalt avfall. Flexibilitet när det gäller bränsle ger minskade kostnader och flexibilitet vid drift.

Dock kan blandade bränslen skapa extrema miljöer som kan göra utrustningen mer mottaglig för skador. Variationen är stor när det gäller designen av pannor: med horisontellt galler, lutande galler, oscillerande ugn, roterande ugn (roterugn), stoker med undereldning, tvärmatningsugn, stoker med övereldning, bubblande fluidiserad bädd, cirkulerande fluidiserad bädd, sidoväggsbrännare, takbrännare.

Erosion är den största utmaningen med CFB (cirkulerande fluidiserande bädd), med hårda partiklar, t,ex. bädd-, bränsle- och askmaterial som cirkulerar i pannan. I de flesta CFB-designer används eldbeständigt skydd i förbränningsområdet för att begränsa skadorna. Erosionsbeständig ytbeläggning appliceras då på förångarens ytor för att förhindra att rörtjockleken minskar. Då bränslet innehåller plast och andra kemikalier kan klor, svavel, alkalier och tungmetaller bildas. Detta ger upphov till korrosionsmekanismer som på ett dramatiskt sätt kan påverka på rörtjockleken.

Utan preventiva åtgärder kan dessa betingelser leda till oväntade driftavbrott och höga underhållskostnader, minska verkningsgraden och utsläppsfördelarna för dessa pannor. De materialförbättringslösningar som IGS erbjuder kan leda till ett längre, bättre liv för avfallsförbränningspannor.

Korrosionsmekanismer i pannor för förbränning av avfall och biomassa

Att öka verkningsgraden för avfallsförbränningspannor betyder ökad temperatur och tryck inuti pannrören. Kombinationen nya bränsleslag med hög halt av korrosiva medel och dessa höga temperaturer och tryck, kan leda till att materialet mjuknar. Accelererad korrosion på eldsidan startar på överhettarens värmeväxlingsyta av oskyddat stål och erosionsbeständigheten minskar.

De flesta korrosionsskyddande mekanismer består av att en korrosionsbarriär skapas på grundmaterialet genom att ett oxidlager bildas. Utmaningen inuti en avfallsförbränningspanna är att detta lager snabbt eroderas bort och tvingar fram ännu ett lager. Detta leder följaktligen till erosions-korrosionsfenomen. Förtunning på grund av erosion-korrosion kan ske snabbt då tuffa betingelser kombineras med mjuka material med låg erosionsbeständighet.

Klorinducerad korrosion vid hög temperatur i förbränningspannor för avfall och biomassa

Klorinnehållande ämnen bär ansvaret för högtemperaturkorrosion i pannor för förbränning av avfall och biomassa. Klorinnehållande ämnen löser sig i rökgasen under förbränningen. De mättade klorsalterna kondenserar vid den relativt kalla värmeväxlarytan (kylfälla) och kan direkt orsaka korrosion på metallytor. Partialtrycket för klorsalterna nära stålytan ökar vid platser med högt värmeflöde, vilket ökar reaktiviteten för kloriderna som driver på korrosionen.

Reaktionen mellan kloriderna och järnet på stålytan resulterar i järnklorid. Partialtrycket för järnkloridgas är högt och den diffunderar följaktligen in i påväxten där den i kontakt med syre bildar järnoxid (Fe2O3 och Fe3O4). Ibland kallas klorinducerad korrosion för aktiv oxidation. Klor som frisläpps diffunderar tillbaka till stålet och orsakar ytterligare korrosionsangrepp. Resultatet blir ett järnkloridlager direkt på rörytan följt av ett tjockare lager av järnoxider, ofta penetrerat av klorsalter.

Med detta sagt, är innehållet av klorämnen i rökgasen inte lika avgörande för högtemperaturkorrosionens intensitet som innehållet av specifika klorider inuti påväxten och värmeflödesdensiteten vid rörväggen.

Korrosion på grund av heta smälta salter i förbränningspannor för avfall och biomassa

Korrosionsprocessen på grund av heta smälta salter startar på liknande sätt som beskrivs ovan för högtemperaturkorrosion under förutsättning att temperaturen vid rörytan är högre än smältpunkten för de utfällda salterna, så att saltet smälter direkt på metallytan. Den resulterande saltsmältan löser befintliga oxidlager, vilket gör att den korrosiva klorgasen sprids till metallytan. Heta saltsmältor förändrar också strukturen för påväxten från ett poröst till ett tätt täcklager, fångar upp järnklorid och stänger till den för syre i gasform. På så sätt stöds klorinducerad korrosion.

Gropfrätning är en ännu farligare mekanism då det smälta saltet reagerar som en flytande elektrolyt direkt med stålet och löser upp det.

Daggpunktskorrosion i pannor för förbränning av avfall och biomassa

Då temperaturen i rökgasen sjunker börjar de gaser som förekommer i miljön att nå mättnad och vätskedroppar börjar kondensera på fasta ytor. Mättnadstemperaturen beror på lasten av de inblandade gasformiga ämnena och (för svavelsyra) på fuktigheten i rökgasen. De flytande elektrolyterna bildar våta fläckar på ytorna, orsakar allmän korrosion och materialförlust i form av gropfrätning eller nästan helt likformad. Daggpunktskorrosion är mindre vanlig i energiåtervinningsanläggningar än i koleldade anläggningar, därför att SO3 reagerar med klorhaltiga ämnen som gör bildandet av svavelsyra mindre sannolikt.

Inspelning av webseminariet: Hur man stoppar korrosion och erosion i avfallspannor och biomassapannor

Agenda

Korrosions- och erosionsproblem I avfalls- och biobränslepannor
Presenter: Colin Bateman, Integrated Global Services (English)

Reparations- och verkstadsåtgärder för att skydda tuber + Referensprojekt 1
Presenter: Patrik Johansson, Saltängen (Swedish)

HVTS-beläggning på site
Presenter: Colin Bateman, Integrated Global Services (English)

Referensprojekt 2 – Uppgradering av erosionsskydd i inför bränslebyte
Presenter: Bengt-Åke Andersson, E.ON Energilösningar AB Prof. Dr Sc Senior Technical Specialist (Swedish)

Frågestund med presentatörerna

Erfarenhet av korrosionsskydd i pannor för energiåtervinning

Eldbeständigt skydd är första försvarslinjen mot korrosiva rökgaser och kan även uppvisa utmärkta erosionsegenskaper, men begränsar värmeväxlaregenskaperna eftersom den termiska verkningsgraden är låg. Eldbeständiga legeringar kan användas, men på grund av höga materialkostnader och begränsad erosionsbeständighet är implementeringen av ett ytskyddande lager ofta en mer kostnadseffektiv lösning.

Att använd tunna keramiska ytbeläggningar kan framstå som en attraktiv metod, men materialens olika värmeutvidgning och sprödheten hos sådana ytbeläggningar gör denna lösning opålitlig. Ytbeläggningarna tenderar till att spricka och korrosion kan utvecklas under det skyddande lagret som sedan kan lossna.

De flesta påsvetsade legeringar har en benägenhet att spricka och detta kan sprida sig in till grundmaterialet. Sådana lösningar bör undvikas på tryckdelar med kan användas på den mekaniska konstruktionen.

En av IGS styrkor är att vi väljer våra skyddande material baserat på en djupanalys av mekanismen för metallsvinnet som förekommer i din utrustnings unika miljö. Våra lösningar fungerar vid betingelserna som råder i just exakt den pannan, och begränsar korrosion och erosion. Vi applicerar våra skyddande material på några få dagar, under era inplanerade underhållsperioder. Våra mobila team med utbildad och erfaren personal tillhandahåller de lösningar som är mest lämpliga och effektiva för er utrustning.

Erosion-korrosionsbeständiga HVTS metallsprutbeläggningar

Vi använder sedan tiotals år med framgång HVTS-beläggningar i erosionsappliceringar inuti pannor som eldas med stenkol, brunkol och andra bränslen. Vi har designat den termiska högtryckssprutningen HVTS (High Velocity Thermal Spray) för applicering av ett metallager med mycket låg porositet och förseglingsbarhet för att bättre kunna skydda grundmaterialet mot högkorrosiva miljöer. Denna teknik tillåter användning av solid svetstråd eller svetstråd med kärna, vilket möjliggör enkla materialmodifieringar jämfört med tekniker som är beroende av att solid svetstråd är tillgänglig på marknaden. Eftersom processen inte ger någon försvagning av grundmaterialet förblir ytbeläggningens kvalitet oförändrad.

IGS erbjuder dig årtionden av erfarenhet, för att du ska få den bästa och mest effektiva tekniken för applicering i fält:

• Vi arbetar för att reducera den kritiska linjen så mycket som möjligt och följa de tidscheman som vi förbinder oss till. IGS erbjuder robust utrustning och pålitliga tekniker, samt fullständig efterlevnad av alla relevanta regler och villkor när det gäller hälsa, miljö och säkerhet
• Vi är förtrogna med de allra svåraste betingelserna, i de mest extrema miljöerna.
• Säkerhet är en prioritet hos IGS. Vi arbetar alltid proaktivt och med säkerhetssystem i flera nivåer, vare sig det rör sig om arbete på byggnadsställningar, under sanering eller vid något annat tillfälle, för att säkerställa en säker arbetsmiljö för våra anställda och alla runt omkring.

Integrated Global Services Europa tillhandahåller termisk sprutbeläggning, HVTS, inuti pannor i förbränningsanläggningar för avfall och biomassa, på plats hos kund. Vi arbetar i alla länder i Europa, bl.a. i Storbritannien, Tyskland, Nederländerna, Italien, Schweiz och Frankrike, från vårt driftcenter i Tjeckien. Vi sprutar ytbeläggningar i USA, Mellanöstern, Japan, Sydostasien och Afrika.

Lämna ett meddelande till oss eller starta en chatt med vår operatör för att lära dig mer om vad vi har att erbjuda när det gäller skydd mot korrosion och erosion i pannor för förbränning av avfall och biomassa.

Ring oss nu +46 70 444 2858