Metaalcorrosie van warmwaterketels. Buitenlandse technologie
Meest actieve corrosie scherm pijpen manifesteert zich op plaatsen waar koelvloeistofverontreinigingen geconcentreerd zijn. Dit omvat gebieden met schermbuizen met hoge thermische belastingen, waar diepe verdamping van ketelwater plaatsvindt (vooral als er poreuze afzettingen met een lage thermische geleidbaarheid op het verdampingsoppervlak aanwezig zijn). Daarom moet, met betrekking tot het voorkomen van schade aan zeefbuizen als gevolg van interne metaalcorrosie, rekening worden gehouden met de noodzaak van een geïntegreerde aanpak, d.w.z. impact op zowel de waterchemie als de verbrandingsomstandigheden.
Schade aan schermleidingen is vooral van gemengde aard en kan in twee groepen worden verdeeld:
1) Schade met tekenen van oververhitting van het staal (vervorming en dunner worden van de buiswanden op de plaats van vernietiging; de aanwezigheid van grafietkorrels, enz.).
2) Brosse breuken zonder karakteristieke tekenen van oververhitting van metaal.
Op het binnenoppervlak van veel pijpen bevinden zich aanzienlijke afzettingen van tweelaagse aard: de bovenste is zwak klevend, de onderste is schaalachtig en hecht stevig aan het metaal. De dikte van de onderste schaallaag is 0,4-0,75 mm. In de schadezone wordt de schaal op het binnenoppervlak vernietigd. In de buurt van de vernietigingsplaatsen en op enige afstand daarvan wordt het binnenoppervlak van de pijpen aangetast door corrosieputten en broze microschades.
Het algemene uiterlijk van de schade geeft de thermische aard van de vernietiging aan. Structurele veranderingen aan de voorzijde van de pijpen - diepe sferidisatie en ontleding van perliet, vorming van grafiet (overgang van koolstof naar grafiet 45-85%) - duiden niet alleen op een overmaat bedrijfstemperatuur schermen, maar ook toegestaan voor staal is 20.500 °C. De aanwezigheid van FeO bevestigt ook hoog niveau metaaltemperaturen tijdens bedrijf (boven 845 oK - d.w.z. 572 oC).
Brosse schade veroorzaakt door waterstof treedt doorgaans op in gebieden met hoge warmtestromen, onder dikke lagen afzettingen en schuine of horizontale leidingen, evenals in warmteoverdrachtsgebieden in de buurt van lassteunringen of andere apparaten die de vrije beweging van stromen belemmeren heeft aangetoond dat schade veroorzaakt door waterstof optreedt in ketels die werken bij een druk lager dan 1000 psi. inch (6,9 MPa).
Schade veroorzaakt door waterstof resulteert meestal in tranen met dikke randen. Andere mechanismen die bijdragen aan de vorming van scheuren met dikke randen zijn spanningscorrosie, corrosiemoeheid, spanningsbreuken en (in sommige zeldzame gevallen) extreme oververhitting. Het kan moeilijk zijn om schade veroorzaakt door waterstofschade visueel te onderscheiden van andere soorten schade, maar verschillende kenmerken kunnen helpen.
Waterstofschade gaat bijvoorbeeld bijna altijd gepaard met putjes in het metaal (zie voorzorgsmaatregelen in de hoofdstukken 4 en 6). Andere soorten defecten (met de mogelijke uitzondering van corrosiemoeheid, die vaak in individuele schalen begint) gaan meestal niet gepaard met ernstige corrosie.
Leidingstoringen als gevolg van waterstofschade aan metaal manifesteren zich vaak in de vorm van de vorming van een rechthoekig "venster" in de buiswand, wat niet typerend is voor andere soorten schade.
Om de beschadigbaarheid van schermbuizen te beoordelen, moet er rekening mee worden gehouden dat het metallurgische (aanvankelijke) gehalte aan waterstofgas in staal uit de perlietklasse (inclusief artikel 20) niet hoger is dan 0,5-1 cm3/100 g. Wanneer het waterstofgehalte hoger is dan 4-5 cm3/100g, verslechteren de mechanische eigenschappen van staal aanzienlijk. In dit geval moet men zich in de eerste plaats concentreren op het lokale gehalte aan restwaterstof, omdat bij brosse breuken van zeefbuizen een scherpe verslechtering van de eigenschappen van het metaal alleen wordt waargenomen in een smalle zone langs de dwarsdoorsnede van de buis. pijp met altijd bevredigende structuur en mechanische eigenschappen aangrenzend metaal op een afstand van slechts 0,2-2 mm.
De verkregen waarden van de gemiddelde waterstofconcentraties aan de rand van vernietiging zijn 5-10 keer hoger dan de oorspronkelijke inhoud voor station 20, wat alleen maar een aanzienlijke impact kan hebben op de beschadigbaarheid van leidingen.
De gepresenteerde resultaten geven aan dat waterstofverbrossing een beslissende factor bleek te zijn in de schade aan schermleidingen van KrCHPP-ketels.
Het was noodzakelijk om verder te onderzoeken welke factor een beslissende invloed heeft op dit proces: a) thermische cycli als gevolg van destabilisatie van het normale kookregime in zones met verhoogde warmtestromen in de aanwezigheid van afzettingen op het verdampingsoppervlak, en als gevolg daarvan schade aan de beschermende oxidefilms die deze bedekken; b) de aanwezigheid in de werkomgeving van corrosieve onzuiverheden geconcentreerd in afzettingen nabij het verdampingsoppervlak; c) de gecombineerde werking van de factoren “a” en “b”.
Bijzonder belangrijk is de vraag naar de rol van het verbrandingsregime. Uit de aard van de curven blijkt dat er zich in een aantal gevallen waterstof ophoopt nabij het buitenoppervlak van de zeefbuizen. Dit is vooral mogelijk als er op het gespecificeerde oppervlak een dichte laag sulfiden aanwezig is, die grotendeels ondoordringbaar is voor waterstof die van het binnen- naar het buitenoppervlak diffundeert. De vorming van sulfiden is te wijten aan: een hoog zwavelgehalte van de verbrande brandstof; een fakkel op de schermpanelen gooien. Een andere reden voor de hydrogenering van het metaal aan het buitenoppervlak is het optreden van corrosieprocessen wanneer het metaal in contact komt met rookgassen. Zoals blijkt uit de analyse van externe afzettingen in ketelleidingen, vonden beide bovengenoemde redenen meestal plaats.
De rol van de verbrandingsmodus komt ook tot uiting in de corrosie van schermpijpen onder invloed van schoon water, wat het vaakst wordt waargenomen bij hogedrukstoomgeneratoren. Corrosiepunten bevinden zich meestal in de zone met maximale lokale thermische belasting en alleen op het verwarmde oppervlak van de buis. Dit fenomeen leidt tot de vorming van ronde of elliptische verdiepingen met een diameter groter dan 1 cm.
Oververhitting van het metaal komt het vaakst voor in de aanwezigheid van afzettingen, omdat de hoeveelheid ontvangen warmte vrijwel hetzelfde zal zijn voor zowel een schone pijp als een pijp die kalkaanslag bevat; de temperatuur van de pijp zal anders zijn;
Corrosieverschijnselen bij ketels manifesteren zich het vaakst op het interne hittebelaste oppervlak en relatief minder vaak op het externe oppervlak.
In het laatste geval wordt de vernietiging van het metaal in de meeste gevallen veroorzaakt door de gecombineerde werking van corrosie en erosie, die soms een overheersende betekenis heeft.
Een extern teken van erosievernietiging is een schoon metalen oppervlak. Bij blootstelling aan corrosie blijven corrosieproducten meestal op het oppervlak achter.
Intern (in aquatisch milieu) Corrosie- en kalkprocessen kunnen externe corrosie (in een gasomgeving) verergeren vanwege de thermische weerstand van de kalklaag en corrosie-afzettingen, en dientengevolge een temperatuurstijging op het metaaloppervlak.
Externe metaalcorrosie (vanaf de zijkant van de keteloven) hangt van verschillende factoren af, maar vooral van het type en de samenstelling van de verbrande brandstof.
Corrosie van gasolieketels
Stookolie bevat organische verbindingen van vanadium en natrium. Als gesmolten afzettingen van slak die vanadium (V)-verbindingen bevatten zich ophopen op de wand van de buis die naar de oven is gericht, dan treden bij een grote overmaat aan lucht en/of een temperatuur van het metaaloppervlak van 520-880 oC de volgende reacties op:
4Fe + 3V2O5 = 2Fe2O3 + 3V2O3 (1)
V2O3 + O2 = V2O5 (2)
Fe2O3 + V2O5 = 2FeVO4 (3)
7Fe + 8FeVO4 = 5Fe3O4 + 4V2O3 (4)
(Natriumverbindingen) + O2 = Na2O (5)
Een ander corrosiemechanisme waarbij vanadium (vloeibaar eutectisch mengsel) betrokken is, is ook mogelijk:
2Na2O. V2O4. 5V2O5 + O2 = 2Na2O. 6V2O5 (6)
Na2O. 6V2O5 + M = Na2O. V2O4. 5V2O5 + MO (7)
(M - metaal)
Vanadium- en natriumverbindingen worden tijdens de verbranding van brandstof geoxideerd tot V2O5 en Na2O. In afzettingen die zich aan het metaaloppervlak hechten, is Na2O een bindmiddel. De vloeistof gevormd als gevolg van reacties (1)-(7) smelt de beschermende film van magnetiet (Fe3O4), wat leidt tot oxidatie van het metaal onder de afzettingen (smelttemperatuur van afzettingen (slak) - 590-880 oC).
Als gevolg van deze processen worden de wanden van de schermbuizen die naar de vuurhaard zijn gericht gelijkmatig dunner.
De stijging van de metaaltemperatuur, waarbij vanadiumverbindingen vloeibaar worden, wordt bevorderd door interne kalkaanslag in leidingen. En dus, wanneer de temperatuur van het vloeipunt van het metaal wordt bereikt, treedt er een leidingbreuk op - een gevolg van de gecombineerde werking van externe en interne afzettingen.
De bevestigingsdelen van de pijpschermen, evenals de uitsteeksels van de lasnaden van de pijpen, corroderen ook - de temperatuurstijging op hun oppervlak versnelt: ze worden niet gekoeld door het stoom-watermengsel, zoals pijpen.
Stookolie kan zwavel (2,0-3,5%) in de vorm bevatten organische verbindingen, elementair zwavel, natriumsulfaat (Na2SO4) dat olie binnendringt uit formatiewater. Op het metaaloppervlak gaat onder dergelijke omstandigheden vanadiumcorrosie gepaard met sulfide-oxidecorrosie. Hun gecombineerde effect is het meest uitgesproken wanneer 87% V2O5 en 13% Na2SO4 in de sedimenten aanwezig zijn, wat overeenkomt met het gehalte aan vanadium en natrium in stookolie in een verhouding van 13/1.
In de winter, bij het verwarmen van stookolie met stoom in containers (om het aftappen te vergemakkelijken), komt er bovendien water in een hoeveelheid van 0,5-5,0% binnen. Gevolg: de hoeveelheid afzettingen op de lagetemperatuuroppervlakken van de ketel neemt toe, en uiteraard neemt de corrosie van stookolieleidingen en stookolietanks toe.
Naast het hierboven beschreven schema van vernietiging van ketelschermpijpen, heeft corrosie van stoomoververhitters, festoenpijpen, ketelbundels en economizers enkele eigenaardigheden als gevolg van verhoogde - in sommige secties - gassnelheden, vooral die met onverbrande stookoliedeeltjes en geëxfolieerde slakdeeltjes.
Identificatie van corrosie
Het buitenoppervlak van de pijpen is bedekt met een dichte, emailachtige laag van grijze en donkergrijze afzettingen. Aan de kant die naar de vuurhaard is gericht, is de buis dunner: vlakke gebieden en ondiepe scheuren in de vorm van "scores" zijn duidelijk zichtbaar als het oppervlak wordt gereinigd van afzettingen en oxidefilms.
Als de buis per ongeluk wordt vernietigd, is er een smalle longitudinale scheur zichtbaar.
Corrosie van poederkoolketels
Bij corrosie veroorzaakt door de werking van steenkoolverbrandingsproducten zijn zwavel en zijn verbindingen van doorslaggevend belang. Bovendien wordt het verloop van corrosieprocessen beïnvloed door chloriden (vooral NaCl) en alkalimetaalverbindingen. Corrosie is het meest waarschijnlijk als steenkool meer dan 3,5% zwavel en 0,25% chloor bevat.
Vliegas, dat alkalische verbindingen en zwaveloxiden bevat, wordt bij een temperatuur van 560-730 oC op het metaaloppervlak afgezet. In dit geval worden als gevolg van de optredende reacties alkalische sulfaten gevormd, bijvoorbeeld K3Fe(SO4)3 en Na3Fe(SO4)3. Deze gesmolten slak vernietigt (smelt) op zijn beurt de beschermende oxidelaag op het metaal - magnetiet (Fe3O4).
De corrosiesnelheid is maximaal bij een metaaltemperatuur van 680-730 °C; deze neemt af door de thermische ontleding van corrosieve stoffen.
De grootste corrosie treedt op in de uitlaatpijpen van de oververhitter, waar de stoomtemperatuur het hoogst is.
Identificatie van corrosie
Bij schermbuizen kun je aan weerszijden van de buis vlakke plekken waarnemen die onderhevig zijn aan corrosieschade. Deze gebieden liggen onder een hoek van 30-45°C ten opzichte van elkaar en zijn bedekt met een laag sediment. Daartussen bevindt zich een relatief ‘schoon’ gebied dat is blootgesteld aan de ‘frontale’ invloed van de gasstroom.
De afzettingen bestaan uit drie lagen: een buitenlaag van poreuze vliegas, een tussenlaag van witachtige wateroplosbare alkalisulfaten en een binnenlaag van glanzende zwarte ijzeroxiden (Fe3O4) en sulfiden (FeS).
Op delen van ketels met lage temperatuur - economizer, luchtverwarmer, afzuigventilator - daalt de metaaltemperatuur onder het "dauwpunt" van zwavelzuur.
Bij het verbranden van vaste brandstof daalt de gastemperatuur van 1650 °C in de toorts tot 120 °C of minder in de schoorsteen.
Door de afkoeling van de gassen wordt zwavelzuur gevormd in de dampfase, en bij contact met een kouder metaaloppervlak condenseren de dampen tot vloeibaar zwavelzuur. Het "dauwpunt" van zwavelzuur is 115-170 °C (het kan hoger zijn - het hangt af van het gehalte aan waterdamp en zwaveloxide (SO3) in de gasstroom).
Het proces wordt beschreven door de reacties:
S + O2 = SO2 (8)
SO3 + H2O = H2SO4 (9)
H2SO4 + Fe = FeSO4 + H2 (10)
In aanwezigheid van ijzer- en vanadiumoxiden is katalytische oxidatie van SO3 mogelijk:
2SO2 + O2 = 2SO3 (11)
In sommige gevallen is de corrosie van zwavelzuur bij de verbranding van steenkool minder significant dan bij de verbranding van bruinkool, schalie, turf en zelfs aardgas - vanwege de relatief grotere uitstoot van waterdamp daaruit.
Identificatie van corrosie
Dit type corrosie veroorzaakt een uniforme vernietiging van het metaal. Het oppervlak is doorgaans ruw, met een lichte roestlaag, en lijkt op een niet-corrosief oppervlak. Bij langdurige blootstelling kan het metaal bedekt raken met afzettingen van corrosieproducten, die tijdens inspectie zorgvuldig moeten worden verwijderd.
Corrosie tijdens bedrijfsonderbrekingen
Dit type corrosie treedt op op de economiser en in die delen van de ketel waar de buitenoppervlakken bedekt zijn met zwavelverbindingen. Terwijl de ketel afkoelt, daalt de metaaltemperatuur tot onder het “dauwpunt” en, zoals hierboven beschreven, wordt er, als er zwavelafzettingen zijn, zwavelzuur gevormd. Een mogelijke tussenverbinding is zwaveligzuur (H2SO3), maar dit is zeer onstabiel en verandert onmiddellijk in zwavelzuur.
Identificatie van corrosie
Metalen oppervlakken zijn meestal bedekt met coatings. Als je ze verwijdert, zul je gebieden vinden met metaalvernietiging waar zich zwavelafzettingen bevonden en gebieden met niet-gecorrodeerd metaal. Dit uiterlijk onderscheidt corrosie op een stilstaande ketel van de hierboven beschreven corrosie van het economisermetaal en andere “koude” delen van een draaiende ketel.
Bij het wassen van een ketel worden corrosieverschijnselen min of meer gelijkmatig over het metaaloppervlak verdeeld als gevolg van de erosie van zwavelafzettingen en onvoldoende droging van de oppervlakken. Bij onvoldoende reiniging vindt er corrosie plaats op de plaats waar zwavelverbindingen zaten.
Metaal erosie
Onder bepaalde omstandigheden worden verschillende ketelsystemen blootgesteld aan erosieve vernietiging van metaal, zowel aan de binnen- als buitenkant van het verwarmde metaal, en waarbij turbulente stromingen met hoge snelheid optreden.
Hieronder wordt alleen turbine-erosie besproken.
Turbines zijn onderhevig aan erosie door inslagen van vaste deeltjes en stoomcondensaatdruppeltjes. Vaste deeltjes (oxiden) schilferen van de interne oppervlakken van oververhitters en stoomleidingen, vooral tijdens thermische overgangsomstandigheden.
Druppels stoomcondensaat vernietigen voornamelijk de oppervlakken van de bladen van de laatste fase van de turbine- en afvoerpijpleidingen. Erosie-corrosieve effecten van stoomcondensaat zijn mogelijk als het condensaat “zuur” is - de pH is lager dan vijf eenheden. Corrosie is ook gevaarlijk in de aanwezigheid van chloridedamp (tot 12% van de massa van de afzettingen) en bijtende soda in waterdruppels.
Identificatie van erosie
Metaalvernietiging door inslagen van condensaatdruppels is het meest merkbaar aan de voorranden van turbinebladen. De randen zijn bedekt met dunne dwarstanden en groeven (groeven); er kunnen schuine conische uitsteeksels zijn die naar de botsingen zijn gericht. Er zijn uitsteeksels aan de voorranden van de bladen en zijn vrijwel afwezig op hun achterste vlakken.
Schade door vaste deeltjes treedt op in de vorm van scheuren, microdeukjes en inkepingen op de voorranden van de messen. Er zijn geen groeven of schuine kegels.
Het ijzer-waterdampsysteem is thermodynamisch onstabiel. De interactie van deze stoffen kan plaatsvinden met de vorming van magnetiet Fe 3 O 4 of wustiet FeO:
|
| |
;Analyse van reacties (2.1) – (2.3) duidt op een bijzondere ontleding van waterdamp bij interactie met een metaal met de vorming van moleculaire waterstof, die niet een gevolg is van de daadwerkelijke thermische dissociatie van waterdamp. Uit vergelijkingen (2.1) – (2.3) volgt dat tijdens corrosie van staal in oververhitte stoom in afwezigheid van zuurstof zich alleen Fe 3 O 4 of FeO op het oppervlak kan vormen.
Als er zuurstof aanwezig is in oververhitte stoom (bijvoorbeeld in neutrale wateromstandigheden, waarbij zuurstof in het condensaat wordt gedoseerd), kan zich hematiet Fe 2 O 3 vormen in de oververhitte zone als gevolg van de extra oxidatie van magnetiet.
Er wordt aangenomen dat corrosie in stoom, beginnend bij een temperatuur van 570 °C, chemisch is. Momenteel is de maximale oververhittingstemperatuur voor alle ketels verlaagd tot 545 °C, en als gevolg daarvan treedt elektrochemische corrosie op in oververhitters. De uitlaatsecties van de primaire oververhitters zijn gemaakt van corrosiebestendig austenitisch roestvrij staal, de uitlaatsecties van de tussenliggende oververhitters, die dezelfde uiteindelijke oververhittingstemperatuur (545 °C) hebben, zijn gemaakt van perlitisch staal. Corrosie van naverwarmers is daarom meestal ernstig.
Als resultaat van de werking van stoom op staal op het aanvankelijk schone oppervlak, wordt het geleidelijk aan vloeibaarder Er wordt een zogenaamde topotactische laag gevormd, die stevig aan het metaal zelf hecht en het daardoor beschermt tegen corrosie. Op deze laag groeit na verloop van tijd een tweede zogenaamde epitactische laag. Beide lagen voor stoomtemperaturen tot 545 °C zijn magnetiet, maar hun structuur is niet hetzelfde: de epitactische laag is grofkorrelig en beschermt niet tegen corrosie.
Stoomontledingssnelheid
mgN 2 /(cm 2 H)
Rijst. 2.1. Afhankelijkheid van de ontledingssnelheid van oververhitte stoom
op wandtemperatuur
Het is niet mogelijk om de corrosie van oververhitte oppervlakken te beïnvloeden met behulp van waterregimemethoden. Daarom is de belangrijkste taak van het waterchemische regime van de oververhitters zelf het systematisch monitoren van de toestand van het metaal van de oververhitters om vernietiging van de topotactische laag te voorkomen. Dit kan gebeuren als gevolg van het binnendringen in de oververhitters en het neerslaan van individuele onzuiverheden, vooral zouten, wat bijvoorbeeld mogelijk is als gevolg van een sterke stijging van het niveau in de trommel van hogedrukketels. De daarmee gepaard gaande zoutafzettingen in de oververhitter kunnen leiden tot zowel een verhoging van de wandtemperatuur als de vernietiging van de beschermende oxidetopotactische film, zoals kan worden beoordeeld aan de hand van een scherpe toename van de snelheid van stoomontleding (Fig. 2.1).
3.3. Corrosie van het voedingswaterpad en de condensaatleidingen
Een aanzienlijk deel van de corrosieschade aan apparatuur van thermische energiecentrales vindt plaats in het voedingswaterkanaal, waar het metaal zich in de zwaarste omstandigheden bevindt. De reden hiervoor is de corrosieve agressiviteit van chemisch behandeld water, condensaat, destillaat en mengsels daarvan die met elkaar in contact komen. ermee. Bij stoomturbinecentrales is de belangrijkste bron van verontreiniging van voedingswater met koperverbindingen ammoniakcorrosie van turbinecondensors en lagedrukregeneratieve verwarmers, waarvan het leidingsysteem is gemaakt van messing.
Het voedingswaterpad van een stoomturbinecentrale kan in twee hoofdsecties worden verdeeld: vóór de thermische ontluchter en erna, en de stromingsomstandigheden daarin Hun corrosiesnelheden zijn sterk verschillend. Elementen van het eerste deel van het voedingswaterpad, gelegen vóór de ontluchter, omvatten pijpleidingen, tanks, condensaatpompen, condensaatleidingen en andere apparatuur. Een kenmerkend kenmerk van corrosie van dit deel van het voedingskanaal is het onvermogen om agressieve middelen, dat wil zeggen koolzuur en zuurstof in het water, uit te putten. Als gevolg van de voortdurende aanvoer en beweging van nieuwe hoeveelheden water langs het kanaal, wordt het verlies ervan voortdurend aangevuld. De voortdurende verwijdering van een deel van de reactieproducten van ijzer met water en de instroom van verse porties agressieve middelen creëren gunstige omstandigheden voor intensieve corrosieprocessen.
De bron van zuurstof in turbinecondensaat is luchtaanzuiging in het staartgedeelte van de turbines en in de afdichtingen van condensaatpompen. Verwarmingswater dat O 2 bevat en CO 2 in oppervlakteverwarmers in het eerste deel van het toevoerkanaal leidt tot 60–80 °C en hoger tot ernstige corrosieschade aan koperen leidingen. Deze laatste worden bros en vaak krijgt messing na enkele maanden gebruik een sponsachtige structuur als gevolg van uitgesproken selectieve corrosie.
Elementen van het tweede deel van het voedingswaterpad - van de ontluchter tot de stoomgenerator - omvatten voedingspompen en -leidingen, regeneratieve verwarmers en economizers. De watertemperatuur in dit gebied benadert, als gevolg van de opeenvolgende verwarming van water in regeneratieve verwarmingstoestellen en watereconomisers, de temperatuur van het ketelwater. De oorzaak van corrosie van apparatuur die verband houdt met dit deel van het kanaal is voornamelijk het effect op het metaal van vrije kooldioxide opgelost in het voedingswater, waarvan de bron aanvullend chemisch behandeld water is. Bij een verhoogde concentratie waterstofionen (pH< 7,0), обусловленной наличием растворенной углекислоты и значительным подогревом воды, процесс коррозии на этом участке питательного тракта развивается преимущественно с выделением водорода. Коррозия имеет сравнительно равномерный характер.
In de aanwezigheid van apparatuur gemaakt van messing (lagedrukverwarmers, condensors) vindt de verrijking van water met koperverbindingen via het stoom-condensaatpad plaats in aanwezigheid van zuurstof en vrije ammoniak. Een toename van de oplosbaarheid van gehydrateerd koperoxide treedt op als gevolg van de vorming van koper-ammoniakcomplexen, bijvoorbeeld Cu(NH 3) 4 (OH) 2. Deze producten corroderen koperen verwarmingsbuizen lage druk beginnen te ontleden in delen van het kanaal van regeneratieve hogedrukverwarmers (HPR) met de vorming van minder oplosbare koperoxiden, gedeeltelijk afgezet op het oppervlak van HPR-buizen. d. Koperafzettingen op p.v.-buizen. enz. dragen bij aan hun corrosie tijdens het gebruik en het langdurig parkeren van apparatuur zonder conservering.
Als de thermische ontluchting van het voedingswater niet diep genoeg is, wordt putcorrosie vooral waargenomen in de inlaatsecties van economizers, waar zuurstof vrijkomt als gevolg van een merkbare stijging van de temperatuur van het voedingswater, evenals in stagnerende delen van de economisers. voedingskanaal.
De warmtegebruikende apparatuur van stoomverbruikers en de pijpleidingen waardoor het productiecondensaat wordt teruggevoerd naar de thermische energiecentrale, zijn onderhevig aan corrosie onder invloed van de daarin aanwezige zuurstof en koolzuur. Het verschijnen van zuurstof wordt verklaard door het contact van condensaat met lucht in open tanks (met een open condensaatopvangcircuit) en lekkages door lekken in de apparatuur.
De belangrijkste maatregelen om corrosie van apparatuur in het eerste deel van het voedingswaterkanaal (van de waterzuiveringsinstallatie tot de thermische ontluchter) te voorkomen zijn:
1) het gebruik van beschermende anticorrosiecoatings op de oppervlakken van waterbehandelingsapparatuur en tankfaciliteiten, die worden gewassen met oplossingen van zure reagentia of corrosief water met behulp van rubber, epoxyharsen, vernissen op basis van perchloorvinyl, vloeibare nayriet en siliconen;
2) het gebruik van zuurbestendige buizen en fittingen gemaakt van polymeermaterialen (polyethyleen, polyisobutyleen, polypropyleen, enz.) of stalen buizen en fittingen die aan de binnenkant zijn bekleed met beschermende coatings die zijn aangebracht door middel van vlamsproeien;
3) het gebruik van warmtewisselaarbuizen gemaakt van corrosiebestendige metalen (rood koper, roestvrij staal);
4) verwijdering van vrij kooldioxide uit aanvullend chemisch behandeld water;
5) constante verwijdering van niet-condenseerbare gassen (zuurstof en koolzuur) uit de stoomkamers van lagedrukregeneratieve verwarmingstoestellen, koelers en netwerkwaterverwarmers en snelle verwijdering van het daarin gevormde condensaat;
6) zorgvuldige afdichting van de afdichtingen van condensaatpompen, fittingen en flensverbindingen van toevoerleidingen onder vacuüm;
7) het zorgen voor voldoende dichtheid van turbinecondensors aan de koelwater- en luchtzijde en het monitoren van de luchtaanzuiging met behulp van registrerende zuurstofmeters;
8) condensors uitrusten met speciale ontgassingsapparatuur om zuurstof uit het condensaat te verwijderen.
Om corrosie van apparatuur en pijpleidingen die zich in het tweede deel van het voedingswaterpad bevinden (van thermische ontluchters tot stoomgeneratoren) met succes te bestrijden, worden de volgende maatregelen toegepast:
1) het uitrusten van thermische centrales met thermische ontluchters die ontlucht water produceren met een resterend zuurstof- en kooldioxidegehalte onder alle bedrijfsomstandigheden die de toegestane normen niet overschrijden;
2) maximale verwijdering van niet-condenseerbare gassen uit de stoomkamers van regeneratieve hogedrukverhitters;
3) het gebruik van corrosiebestendige metalen voor de vervaardiging van elementen van voedingspompen die in contact komen met water;
4) corrosiebescherming van aan- en afvoertanks door het aanbrengen van niet-metalen coatings die bestand zijn tegen temperaturen tot 80–100 ° C, bijvoorbeeld asbovinyl (een mengsel van ethinolvernis met asbest) of verf- en lakmaterialen op basis van epoxyharsen;
5) selectie van corrosiebestendige structurele metalen die geschikt zijn voor de vervaardiging van pijpen voor regeneratieve hogedrukverwarmers;
6) constante behandeling van voedingswater met alkalische reagentia om een gegeven optimale pH-waarde van voedingswater te behouden, waarbij koolstofdioxidecorrosie wordt onderdrukt en voldoende sterkte van de beschermende film wordt gewaarborgd;
7) constante behandeling van voedingswater met hydrazine om resterende zuurstof na thermische ontluchters te binden en een remmend effect te creëren om de overgang van ijzerverbindingen van het oppervlak van de apparatuur naar voedingswater te remmen;
8) het afdichten van voedingswatertanks door het organiseren van een zogenaamd gesloten systeem om te voorkomen dat zuurstof met voedingswater de economizers van de stoomgenerator binnendringt;
9) implementatie van betrouwbaar behoud van de uitrusting van het voedingswaterpad tijdens de stilstand in reserve.
Een effectieve methode om de concentratie van corrosieproducten in condensaat dat door stoomverbruikers naar thermische energiecentrales wordt teruggevoerd te verminderen, is de introductie van filmvormende aminen - octadecylamine of zijn vervangers - in de geselecteerde turbinestoom die naar consumenten wordt gestuurd. Bij een concentratie van deze stoffen in stoom gelijk aan 2–3 mg/dm 3 , het is mogelijk om het gehalte aan ijzeroxiden in het productiecondensaat 10 tot 15 keer te verminderen. De dosering van een waterige emulsie van polyaminen met behulp van een doseerpomp is niet afhankelijk van de concentratie koolzuur in het condensaat, aangezien hun effect niet gerelateerd is aan neutraliserende eigenschappen, maar gebaseerd is op het vermogen van deze aminen om onoplosbare en niet-waterige vloeistoffen te vormen. -bevochtigbare films op het oppervlak van staal, messing en andere metalen.
Corrosie van staal in stoomketels, ontstaan onder invloed van waterdamp, komt vooral neer op de volgende reactie:
3Fe + 4H20 = Fe2O3 + 4H2
We kunnen aannemen dat het binnenoppervlak van de ketel een dunne film van magnetisch ijzeroxide vertegenwoordigt. Tijdens het bedrijf van de ketel wordt de oxidefilm voortdurend vernietigd en opnieuw gevormd, waarbij waterstof vrijkomt. Omdat de oppervlaktefilm van magnetisch ijzeroxide de belangrijkste bescherming voor staal vormt, moet deze in een staat worden gehouden met de minste waterdoorlaatbaarheid.
Voor ketels, fittingen, water- en stoomleidingen worden overwegend eenvoudige koolstof- of laaggelegeerde staalsoorten gebruikt. Het corrosieve medium is in alle gevallen water of waterdamp met verschillende zuiverheidsgraden.
De temperatuur waarbij het corrosieproces kan optreden varieert van de temperatuur van de kamer waar de inactieve ketel zich bevindt tot het kookpunt van verzadigde oplossingen wanneer de ketel in werking is, en kan soms 700°C bereiken. De oplossing kan een temperatuur hebben die aanzienlijk hoger is dan de kritische temperatuur van zuiver water (374°C). Hoge zoutconcentraties in ketels komen echter zelden voor.
Het mechanisme waardoor fysische en chemische oorzaken kunnen leiden tot filmfalen in stoomketels verschilt wezenlijk van het mechanisme dat in meer is bestudeerd lage temperaturen op minder kritische apparatuur. Het verschil is dat de corrosiesnelheid in ketels veel groter is vanwege de hoge temperatuur en druk. De hoge mate van warmteoverdracht van de ketelwanden naar de omgeving, die 15 cal/cm2sec bereikt, verhoogt ook de corrosie.
POT CORROSIE
De vorm van corrosieputten en hun verdeling op het metalen oppervlak kunnen sterk variëren. Corrosieputten ontstaan soms binnen bestaande putten en liggen vaak zo dicht bij elkaar dat het oppervlak extreem oneffen wordt.Herkennen van putcorrosie
Het bepalen van de oorzaak van het ontstaan van corrosieschade van een bepaald type is vaak erg moeilijk, omdat meerdere oorzaken tegelijkertijd kunnen optreden; bovendien maskeren een aantal veranderingen die optreden wanneer de ketel afkoelt van hoge temperaturen en wanneer water wordt afgetapt soms de verschijnselen die zich tijdens de werking hebben voorgedaan. Ervaring helpt echter enorm bij het herkennen van putcorrosie in ketels. Er werd bijvoorbeeld waargenomen dat de aanwezigheid van zwart magnetisch ijzeroxide in een corrosieomhulsel of op het oppervlak van een tuberkel erop wijst dat er een actief proces plaatsvond in de ketel. Dergelijke waarnemingen worden vaak gebruikt om maatregelen ter bescherming tegen corrosie te controleren.
Het ijzeroxide dat ontstaat in gebieden met actieve corrosie mag niet worden gemengd met zwart magnetisch ijzeroxide, dat soms als suspensie in ketelwater aanwezig is. Er moet aan worden herinnerd dat noch de totale hoeveelheid fijn verspreid magnetisch ijzeroxide, noch de hoeveelheid waterstof die vrijkomt in de ketel kan dienen als een betrouwbare indicator voor de mate en omvang van de optredende corrosie. Ferrohydraat dat de ketel binnendringt vanuit vreemde bronnen, zoals condensaattanks of toevoerleidingen van de ketel, kan gedeeltelijk de aanwezigheid van zowel ijzeroxide als waterstof in de ketel verklaren. Het ijzerhydroxide dat met het voedingswater wordt meegeleverd, reageert in de ketel door reactie.
3Fe(OH)2 = Fe3O4 + 2H2O + H2.
Redenen die de ontwikkeling van putcorrosie beïnvloeden
Buitenlandse onzuiverheden en spanningen. Niet-metalen insluitsels in staal kunnen, evenals spanning, anodische gebieden op het metalen oppervlak veroorzaken. Corrosieputten zijn doorgaans verkrijgbaar in verschillende afmetingen en zijn willekeurig over het oppervlak verspreid. In aanwezigheid van spanningen gehoorzaamt de locatie van de schalen aan de richting van de uitgeoefende spanning. Typische voorbeelden zijn onder meer vinbuizen waar de vinnen zijn gebarsten, evenals gebieden waar de ketelpijp affakkelt.
Opgeloste zuurstof.
Het is mogelijk dat de krachtigste activator van putcorrosie zuurstof is opgelost in water. Bij alle temperaturen, zelfs in een alkalische oplossing, fungeert zuurstof als een actieve depolarisator. Bovendien kunnen zuurstofconcentratie-elementen gemakkelijk voorkomen in ketels, vooral bij kalkaanslag of vervuiling, waar stagnerende gebieden ontstaan. De gebruikelijke maatregel om dit soort corrosie tegen te gaan is ontluchting.
Opgelost koolzuuranhydride.
Omdat oplossingen van koolzuuranhydride een licht zure reactie hebben, versnelt het de corrosie in ketels. Alkalisch ketelwater vermindert de agressiviteit van opgelost koolzuuranhydride, maar het resulterende voordeel strekt zich niet uit tot stoomgevoede oppervlakken of condensaatleidingen. Verwijdering van koolzuuranhydride samen met opgeloste zuurstof door mechanische ontluchting is gebruikelijk.
Onlangs zijn pogingen ondernomen om cyclohexylamine te gebruiken om corrosie in stoom- en condensaatleidingen te elimineren. verwarmingssystemen.
Afzettingen op de wanden van de ketel.
Heel vaak kunnen corrosieputten worden aangetroffen langs het buitenoppervlak (of onder het oppervlak) van afzettingen zoals walshuid, ketelslib, ketelsteen, corrosieproducten en oliefilms. Eenmaal begonnen, zal putcorrosie zich blijven ontwikkelen, tenzij de corrosieproducten worden verwijderd. Dit type plaatselijke corrosie wordt versterkt door de kathodische aard (ten opzichte van ketelstaal) van de afzettingen of door de uitputting van zuurstof onder de afzettingen.
Koper in ketelwater.
Gezien de grote hoeveelheden koperlegeringen die worden gebruikt voor hulpapparatuur (condensatoren, pompen, enz.), is het niet verrassend dat ketelafzettingen in de meeste gevallen koper bevatten. Het is meestal aanwezig in een metallische vorm, soms in de vorm van een oxide. De hoeveelheid koper in afzettingen varieert van fracties van een procent tot bijna puur koper.
De vraag naar de betekenis van koperafzettingen bij ketelcorrosie kan niet als opgelost worden beschouwd. Sommigen beweren dat koper alleen aanwezig is tijdens het corrosieproces en dit op geen enkele manier beïnvloedt; anderen zijn daarentegen van mening dat koper, als kathode in relatie tot staal, kan bijdragen aan putcorrosie. Geen van deze standpunten is door directe experimenten bevestigd.
In veel gevallen werd weinig (of zelfs geen) corrosie waargenomen, ondanks dat de afzettingen in de ketel aanzienlijke hoeveelheden kopermetaal bevatten. Er zijn ook aanwijzingen dat wanneer koper bij verhoogde temperaturen in contact komt met koolstofarm staal in alkalisch ketelwater, het koper sneller wordt vernietigd dan het staal. Koperen ringen, krimpuiteinden van uitlopende buizen, koperen klinknagels en schermen van hulpapparatuur waardoor ketelwater stroomt, worden zelfs bij relatief lage temperaturen bijna volledig vernietigd. Met het oog hierop wordt aangenomen dat kopermetaal de corrosie van ketelstaal niet verhoogt. Het afgezette koper kan eenvoudigweg worden beschouwd als het eindproduct van de reductie van koperoxide door waterstof op het moment van zijn vorming.
Integendeel, zeer sterke corrosieputvorming in ketelmetaal wordt vaak waargenomen in de buurt van afzettingen die bijzonder rijk zijn aan koper. Deze waarnemingen leidden tot de suggestie dat koper, omdat het kathodisch is voor staal, putcorrosie bevordert.
Het oppervlak van ketels vertoont zelden blootliggend metallisch ijzer. Meestal wel beschermende laag, voornamelijk bestaande uit ijzeroxide. Het is mogelijk dat daar waar scheuren ontstaan in deze laag een oppervlak bloot komt te liggen dat anodisch is voor koper. Op dergelijke plaatsen neemt de vorming van corrosieputten toe. Dit kan in sommige gevallen ook de versnelde corrosie verklaren op plaatsen waar zich een schaal heeft gevormd, evenals ernstige putcorrosie, die soms wordt waargenomen na het reinigen van ketels met behulp van zuren.
Onjuist onderhoud van stilstaande ketels.
Een van de meest veelvoorkomende redenen De vorming van corrosieschillen wordt veroorzaakt door het gebrek aan goede verzorging van inactieve ketels. Een stilstaande ketel moet geheel droog worden gehouden of gevuld met water dat zodanig is behandeld dat corrosie onmogelijk is.
Het water dat op het binnenoppervlak van een inactieve ketel achterblijft, lost zuurstof uit de lucht op, wat leidt tot de vorming van granaten, die later centra zullen worden waarrond het corrosieproces zich zal ontwikkelen.
Algemene instructies voor het beschermen van inactieve ketels tegen corrosie zijn als volgt:
1) water aftappen uit een nog hete ketel (ongeveer 90°); lucht door de ketel blazen totdat deze volledig droog is en droog gehouden wordt;
2) het vullen van de ketel met alkalisch water (pH = 11), dat een overmaat aan SO3-ionen bevat (ongeveer 0,01%), en opslaan onder een water- of stoomafdichting;
3) het vullen van de ketel met een alkalische oplossing die chroomzuurzouten bevat (0,02-0,03% CrO4").
Bij het chemisch reinigen van ketels zal op veel plaatsen de beschermlaag van ijzeroxide verwijderd worden. Vervolgens mogen deze plaatsen niet bedekt worden met een nieuw gevormde doorlopende laag en zullen er schelpen op verschijnen, zelfs als er geen koper aanwezig is. Daarom wordt aanbevolen om onmiddellijk na de chemische reiniging de ijzeroxidelaag te herstellen door deze te behandelen met een kokende alkalische oplossing (vergelijkbaar met wat wordt gedaan bij nieuwe ketels die in gebruik worden genomen).
Corrosie van economen
De algemene bepalingen met betrekking tot ketelcorrosie zijn eveneens van toepassing op economizers. De economizer, die het voedingswater verwarmt en zich vóór de ketel bevindt, is echter bijzonder gevoelig voor de vorming van corrosieputten. Het vertegenwoordigt het eerste oppervlak met hoge temperaturen dat het destructieve effect ervaart van zuurstof opgelost in het voedingswater. Bovendien heeft het water dat door de economiser stroomt doorgaans een lage pH-waarde en bevat het geen chemische vertragers.
De strijd tegen corrosie van economizers omvat het ontluchten van het water en het toevoegen van alkalische en chemische vertragers.
Soms wordt ketelwater behandeld door een deel ervan door een economiser te leiden. In dit geval moet slibafzetting in de economiser worden vermeden. Er moet ook rekening worden gehouden met het effect van een dergelijke ketelwaterrecirculatie op de stoomkwaliteit.
BEHANDELING VAN KETELWATER
Bij het behandelen van ketelwater voor corrosiebescherming is de voornaamste taak het vormen en behouden van een beschermende film metalen oppervlakken. De combinatie van stoffen die aan het water worden toegevoegd, is afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden, met name druk, temperatuur, thermische spanning en de kwaliteit van het voedingswater. In alle gevallen moeten echter drie regels worden gevolgd: ketelwater moet alkalisch zijn, mag geen opgeloste zuurstof bevatten en mag het verwarmingsoppervlak niet vervuilen.Bijtende soda biedt de beste bescherming bij pH = 11-12. In de praktijk met een complexe samenstelling van ketelwater beste resultaten worden verkregen bij pH = 11. Voor ketels die werken bij een druk lager dan 17,5 kg/cm2 wordt de pH gewoonlijk tussen 11,0 en 11,5 gehouden. Voor hogere drukken wordt, vanwege de mogelijkheid van metaalvernietiging als gevolg van onjuiste circulatie en een plaatselijke verhoging van de concentratie van de alkalioplossing, de pH gewoonlijk op 10,5 - 11,0 gesteld.
Om resterende zuurstof te verwijderen, worden op grote schaal chemische reductiemiddelen gebruikt: zwavelzuurzouten, ijzerhydroxide en organische reductiemiddelen. Ferroverbindingen zijn zeer goed in het verwijderen van zuurstof, maar vormen slib wat een ongewenst effect heeft op de warmteoverdracht. Organische reductiemiddelen worden, vanwege hun instabiliteit bij hoge temperaturen, over het algemeen niet aanbevolen voor ketels die werken bij een druk boven 35 kg/cm2. Er zijn aanwijzingen voor de ontleding van zwavelzuurzouten bij verhoogde temperaturen. Het gebruik ervan in kleine concentraties in ketels die werken onder een druk tot 98 kg/cm2 wordt echter algemeen toegepast. Veel hogedrukinstallaties werken zonder chemische ontluchting.
De kosten van speciale apparatuur voor ontluchting zijn, ondanks de onbetwiste voordelen ervan, niet altijd gerechtvaardigd voor kleine installaties die bij relatief lage drukken werken. Bij drukken lager dan 14 kg/cm2 kan gedeeltelijke ontluchting in voedingswaterverwarmers het gehalte aan opgeloste zuurstof op ongeveer 0,00007% brengen. Het toevoegen van chemische reductiemiddelen geeft goede resultaten, vooral als de pH van het water boven de 11 is, en er worden zuurstofbinders toegevoegd voordat het water de ketel in gaat, wat ervoor zorgt dat zuurstof buiten de ketel wordt opgenomen.
CORROSIE IN GECONCENTREERD KETELWATER
Lage concentraties natronloog (ongeveer 0,01%) helpen de oxidelaag op staal in een staat te houden die betrouwbare bescherming biedt tegen corrosie. Een plaatselijke verhoging van de concentratie veroorzaakt ernstige corrosie.Gebieden van het keteloppervlak waar de alkaliconcentratie een gevaarlijke waarde bereikt, worden meestal gekenmerkt door overmatige warmtetoevoer in verhouding tot het circulerende water. Met alkali verrijkte zones nabij het metaaloppervlak kunnen op verschillende plaatsen in de ketel voorkomen. Corrosieputjes komen voor in strepen of langwerpige gebieden, soms glad en soms gevuld met hard en dicht magnetisch oxide.
Buizen die horizontaal of licht hellend zijn geplaatst en worden blootgesteld aan intense straling van bovenaf, zijn van binnen gecorrodeerd, langs de bovenste generatrix. Soortgelijke gevallen werden waargenomen bij ketels met hoog vermogen en werden ook gereproduceerd in speciaal ontworpen experimenten.
Buizen waarin de watercirculatie ongelijkmatig is of verstoord door zware ketelbelasting, kunnen langs de onderste generatrix beschadigd raken. Soms is de corrosie meer uitgesproken langs het variabele waterniveau op de zijvlakken. Er kunnen vaak overvloedige ophopingen van magnetisch ijzeroxide worden waargenomen, soms losjes, soms dichte massa's vormend.
Oververhitting van staal vergroot vaak de vernietiging. Dit kan gebeuren als gevolg van de vorming van een stoomlaag aan de bovenzijde van de schuine buis. Ook bij verticale buizen met verhoogde warmtetoevoer is het vormen van een stoommantel mogelijk, zoals blijkt uit temperatuurmetingen op diverse plaatsen in de buizen tijdens ketelbedrijf. Typische gegevens verkregen uit deze metingen worden weergegeven in Fig. 7. Beperkte gebieden van oververhitting in verticale buizen met een normale temperatuur boven en onder de “hot spot” kunnen het resultaat zijn van filmkokend water.
Elke keer dat zich een stoombel vormt op het oppervlak van de ketelbuis, stijgt de temperatuur van het onderliggende metaal.
Een toename van de alkaliconcentratie in water zou moeten optreden op het grensvlak: stoombel - water - verwarmingsoppervlak. In afb. Er is aangetoond dat zelfs een kleine stijging van de temperatuur van de waterfilm in contact met het metaal en met de uitzettende stoombel leidt tot een concentratie van natronloog, gemeten in procenten en niet in delen per miljoen. De waterfilm verrijkt met alkali, gevormd als gevolg van het verschijnen van elke stoombel, tast een klein deel van het metaal aan en gedurende een zeer korte tijd. Het totale effect van stoom op het verwarmingsoppervlak kan echter worden vergeleken met de continue werking van een geconcentreerde alkalische oplossing, ondanks het feit dat de totale watermassa slechts delen per miljoen natronloog bevat. Er zijn verschillende pogingen gedaan om een oplossing te vinden voor het probleem dat verband houdt met de lokale toename van de concentratie van natronloog op verwarmingsoppervlakken. Zo werd voorgesteld om neutrale zouten (bijvoorbeeld metaalchloriden) in een hogere concentratie aan water toe te voegen dan natronloog. Het is echter het beste om de toevoeging van natronloog volledig te elimineren en de vereiste pH-waarde te garanderen door hydrolyseerbare zouten van fosforzuur in te voeren. De relatie tussen de pH van de oplossing en de concentratie natriumfosforzout wordt getoond in Fig. Ondanks het feit dat water dat natriumfosforzout bevat, dat wel heeft hoge waarde pH, het kan worden verdampt zonder de concentratie van hydroxylionen significant te verhogen.
Er moet echter aan worden herinnerd dat het elimineren van de werking van bijtende soda alleen betekent dat één factor die de corrosie versnelt, is verwijderd. Als zich in de buizen een stoommantel vormt, is er, ook al bevat het water geen alkali, toch corrosie mogelijk, zij het in mindere mate dan bij aanwezigheid van natronloog. De oplossing voor het probleem moet ook worden gezocht door het ontwerp te veranderen, waarbij tegelijkertijd rekening moet worden gehouden met de neiging tot een constante toename van de energie-intensiteit van de verwarmingsoppervlakken, wat op zijn beurt zeker de corrosie vergroot. Indien de temperatuur van een dun laagje water direct op het verwarmingsoppervlak van de buis de gemiddelde temperatuur van het water in het vat tenminste een klein beetje overschrijdt, kan de concentratie natronloog in een dergelijke laag relatief sterk toenemen. De curve toont bij benadering de evenwichtsomstandigheden in een oplossing die alleen natriumhydroxide bevat. De exacte gegevens zijn tot op zekere hoogte afhankelijk van de druk in de ketel.
ALKALINE BROOS VAN STAAL
Alkalibrosheid kan worden gedefinieerd als het verschijnen van scheuren in de buurt van klinknagelnaden of andere verbindingen waar geconcentreerde alkalische oplossingen zich kunnen ophopen en waar sprake is van hoge mechanische spanningen.De ernstigste schade ontstaat vrijwel altijd ter hoogte van de klinknaden. Soms zorgen ze ervoor dat de ketel ontploft; Vaker is het nodig om dure reparaties uit te voeren, zelfs aan relatief nieuwe ketels. Eén Amerikaan spoorweg In één jaar tijd waren 40 locomotiefketels kapot, waardoor reparaties nodig waren die ongeveer $ 60.000 kostten. Het optreden van broosheid werd ook waargenomen bij buizen in gebieden met uitlopende delen, bij verbindingen, spruitstukken en op plaatsen met schroefdraadverbindingen.
Er is spanning nodig om alkalische verbrossing te veroorzaken
De praktijk leert dat de kans op brosse breuk van conventioneel ketelstaal laag is als de spanningen de vloeigrens niet overschrijden. Spanningen veroorzaakt door stoomdruk of een gelijkmatig verdeelde belasting door het eigen gewicht van de constructie kunnen niet tot scheuren leiden. Echter, de spanningen die ontstaan door het rollen plaatmateriaal, bedoeld voor de vervaardiging van ketels, kan vervorming tijdens het klinken of elke koude bewerking die gepaard gaat met permanente vervorming de vorming van scheuren veroorzaken.
De aanwezigheid van extern uitgeoefende spanningen is niet noodzakelijk voor de vorming van scheuren. Een monster van ketelstaal dat voorheen onder constante buigspanning werd gehouden en vervolgens werd vrijgegeven, kan barsten in een alkalische oplossing waarvan de concentratie gelijk is aan de verhoogde alkaliconcentratie in het ketelwater.
Alkaliconcentratie
De normale alkaliconcentratie in de keteltrommel kan geen scheuren veroorzaken, omdat deze de 0,1% NaOH niet overschrijdt, en de laagste concentratie waarbij alkalibrosheid wordt waargenomen is ongeveer 100 keer hoger dan normaal.
Dergelijke hoge concentraties kunnen het gevolg zijn van extreem langzame percolatie van water door een klinknagelnaad of een andere opening. Dit verklaart het verschijnen van harde zouten aan de buitenkant van de meeste klinknagelnaden in stoomketels. Het gevaarlijkste lek is een lek dat moeilijk te detecteren is. Het laat een afzetting van vast materiaal achter in de klinknagelverbinding waar er hoge restspanningen zijn. De gecombineerde werking van spanning en een geconcentreerde oplossing kan het ontstaan van alkalische brosheidsscheuren veroorzaken.
Detectieapparaat voor alkalische verbrossing
Een speciaal apparaat voor het controleren van de samenstelling van water reproduceert het proces van waterverdamping met toenemende alkaliconcentratie op een gespannen staalmonster onder dezelfde omstandigheden waarin dit plaatsvindt in het gebied van de klinknagelnaad. Kraken van het controlemonster geeft aan dat ketelwater met deze samenstelling in staat is alkalische verbrossing te veroorzaken. Daarom is in dit geval waterbehandeling noodzakelijk om de gevaarlijke eigenschappen ervan te elimineren. Het barsten van het controlemonster betekent echter niet dat er al scheuren in de ketel zijn of zullen verschijnen. In klinknagelnaden of andere verbindingen is er niet noodzakelijkerwijs sprake van lekkage (stomen), spanning en een toename van de alkaliconcentratie, zoals in het controlemonster.
Het regelapparaat wordt rechtstreeks op de stoomketel geïnstalleerd en stelt u in staat de kwaliteit van het ketelwater te beoordelen.
De test duurt 30 dagen of langer met een constante watercirculatie door het controleapparaat.
Herkenning van barsten in alkalische brosheid
Alkali-brosheidsscheuren in conventioneel ketelstaal zijn van een andere aard dan vermoeiings- of hoge spanningsscheuren. Dit wordt geïllustreerd in Fig. I9, wat de intergranulaire aard van dergelijke scheuren laat zien, die een fijn netwerk vormen. Ter vergelijking kan het verschil worden gezien tussen intergranulaire alkalibrosheidsscheuren en intragranulaire scheuren veroorzaakt door corrosievermoeidheid.
In gelegeerd staal (bijvoorbeeld nikkel of silicium-mangaan), gebruikt voor locomotiefketels, zijn scheuren ook in een rooster aangebracht, maar lopen ze niet altijd tussen kristallieten, zoals in het geval van gewoon ketelstaal.
Alkalibrosheidstheorie
Atomen in het kristalrooster van een metaal dat zich aan de grenzen van kristallieten bevindt, ervaren minder symmetrische invloed van hun buren dan atomen in de rest van de korrelmassa. Daarom vertrekken ze gemakkelijker kristal rooster. Je zou kunnen denken dat het met een zorgvuldige selectie van een agressieve omgeving mogelijk zal zijn om een dergelijke selectieve verwijdering van atomen uit de kristallietgrenzen te bereiken. Experimenten tonen inderdaad aan dat in zure, neutrale (met behulp van zwakke elektrische stroom, waardoor omstandigheden ontstaan die gunstig zijn voor corrosie) en geconcentreerde alkalische oplossingen, kan intergranulaire scheurvorming optreden. Als de oplossing die algemene corrosie veroorzaakt, wordt gemodificeerd door de toevoeging van een stof die een beschermende film op het oppervlak van de kristallieten vormt, concentreert de corrosie zich op de grenzen tussen de kristallieten.
De agressieve oplossing is in dit geval een natronloogoplossing. Het natriumsilicazout kan de oppervlakken van kristallieten beschermen zonder de grenzen daartussen te beïnvloeden. Het resultaat van een gecombineerde beschermende en agressieve actie hangt van veel omstandigheden af: concentratie, temperatuur, spanningstoestand van het metaal en samenstelling van de oplossing.
Er zijn ook de colloïdale theorie van alkalibrosheid en de theorie van de werking van het oplossen van waterstof in staal.
Manieren om alkalische verbrossing tegen te gaan
Eén manier om alkalibrosheid te bestrijden is het vervangen van het klinken van de ketel door lassen, waardoor de mogelijkheid van lekkage wordt geëlimineerd. Brosheid kan ook worden geëlimineerd door staal te gebruiken dat bestand is tegen interkristallijne corrosie of door het ketelwater chemisch te behandelen. Bij de momenteel gebruikte geklonken ketels is de laatste methode de enige aanvaardbare.
Voorafgaande tests met een controlemonster vertegenwoordigen beste manier het bepalen van de effectiviteit van bepaalde beschermende additieven voor water. Natriumsulfidezout voorkomt scheuren niet. Natriumstikstofzout wordt met succes gebruikt om te beschermen tegen barsten bij drukken tot 52,5 kg/cm2. Geconcentreerde natriumstikstofzoutoplossingen die bij atmosferische druk koken, kunnen spanningscorrosiescheuren in zacht staal veroorzaken.
Momenteel wordt natriumstikstofzout veel gebruikt in stationaire ketels. De concentratie natriumstikstofzout komt overeen met 20-30% van de alkaliconcentratie.
CORROSIE VAN STOOMVERWARMERS
Corrosie op de interne oppervlakken van oververhitterbuizen wordt voornamelijk veroorzaakt door de interactie tussen metaal en stoom bij hoge temperaturen en, in mindere mate, door het meevoeren van ketelwaterzouten door stoom. In het laatste geval kunnen zich films van oplossingen met een hoge concentratie natronloog op de metalen wanden vormen, waardoor het staal direct wordt aangetast of afzettingen ontstaan die op de wand van de buizen sinteren, wat tot de vorming van uitbarstingen kan leiden. In stilstaande ketels en bij stoomcondensatie in relatief koude oververhitters kan putcorrosie ontstaan onder invloed van zuurstof en koolzuuranhydride.Waterstof als maatstaf voor de corrosiesnelheid
De stoomtemperatuur in moderne ketels benadert de temperaturen die worden gebruikt bij de industriële productie van waterstof door directe reactie tussen stoom en ijzer.
De corrosiesnelheid van buizen gemaakt van koolstof- en gelegeerd staal onder invloed van stoom, bij temperaturen tot 650°C, kan worden beoordeeld aan de hand van het vrijkomende volume waterstof. Waterstofontwikkeling wordt soms gebruikt als maatstaf voor algemene corrosie.
Onlangs zijn in Amerikaanse energiecentrales drie soorten miniatuureenheden gebruikt voor het verwijderen van gassen en lucht. Ze zorgen voor een volledige afvoer van gassen en het ontgaste condensaat is geschikt voor het bepalen van de zouten die door stoom uit de ketel worden afgevoerd. Een geschatte waarde van de totale corrosie van de oververhitter tijdens de werking van de ketel kan worden verkregen door het verschil in waterstofconcentraties te bepalen in stoommonsters die zijn genomen vóór en na de passage door de oververhitter.
Corrosie veroorzaakt door onzuiverheden in stoom
De verzadigde stoom die de oververhitter binnenkomt, neemt kleine maar meetbare hoeveelheden gassen en zouten uit het ketelwater mee. De meest voorkomende gassen zijn zuurstof, ammoniak en kooldioxide. Wanneer stoom door de oververhitter stroomt, wordt er geen merkbare verandering in de concentratie van deze gassen waargenomen. Slechts een geringe corrosie van de metalen oververhitter kan worden toegeschreven aan de werking van deze gassen. Het is nog niet bewezen dat zouten opgelost in water, droog of afgezet op oververhittingselementen kunnen bijdragen aan corrosie. Natronloog, dat het hoofdbestanddeel is van de zouten die door het ketelwater worden meegevoerd, kan echter bijdragen aan de corrosie van een zeer hete buis, vooral als de alkali zich aan de metalen wand hecht.
Het verhogen van de zuiverheid van verzadigde stoom wordt bereikt door gassen grondig uit het voedingswater te verwijderen. Het verminderen van de hoeveelheid zouten die door stoom worden meegevoerd, wordt bereikt door een grondige reiniging van de bovenste collector met behulp van mechanische scheiders, verzadigde stoomspoeling met voedingswater of geschikte chemische behandeling van het water.
Bepaling van de concentratie en aard van gassen die worden meegevoerd door verzadigde stoom wordt uitgevoerd met behulp van de bovengenoemde apparaten en chemische analyse. Het is handig om de zoutconcentratie in verzadigde stoom te bepalen door de elektrische geleidbaarheid van water of de verdamping van een grote hoeveelheid condensaat te meten.
Er wordt een verbeterde methode voor het meten van de elektrische geleidbaarheid voorgesteld, en er worden passende correcties gegeven voor sommige opgeloste gassen. Het condensaat in de hierboven genoemde miniatuurontgassingsunits kan ook worden gebruikt om de elektrische geleidbaarheid te meten.
Wanneer de ketel inactief is, is de oververhitter een koelkast waarin condensatie zich ophoopt; In dit geval is normale putvorming onder water mogelijk als de stoom zuurstof of kooldioxide bevat.
Populaire artikelen
MINISTERIE VAN ENERGIE EN ELEKTRIFICATIE VAN DE USSR
BELANGRIJKSTE WETENSCHAPPELIJKE EN TECHNISCHE DIRECTORAAT ENERGIE EN ELEKTRIFICATIE
METHODOLOGISCHE INSTRUCTIES
DOOR WAARSCHUWING
LAGE TEMPERATUUR
OPPERVLAKTE CORROSIE
VERWARMING EN GASSTROOM VAN KETELS
KB 34.26.105-84
SOYUZTEKHENERGO
Moskou 1986
ONTWIKKELD door de All-Union Twice Order van het Red Banner of Labor Thermal Engineering Research Institute, genoemd naar F.E. Dzerzjinski
UITVOERDERS R.A. PETROSIAN, I.I. NADIROV
GOEDGEKEURD door het technisch hoofddirectoraat voor de werking van energiesystemen op 22 april 1984.
Plaatsvervangend hoofd D.Ya. SHAMARAKOV
|
METHODOLOGISCHE INSTRUCTIES VOOR HET PREVENTIE VAN CORROSIE BIJ LAGE TEMPERATUUR VAN VERWARMINGSOPPERVLAKKEN EN GASVLOEMEN VAN KETELS |
KB 34.26.105-84 |
Vervaldatum ingesteld
vanaf 07/01/85
tot 01-07-2005
Deze richtlijnen zijn van toepassing op lagetevan stoom- en warmwaterketels (economisers, gasverdampers, luchtverwarmers van verschillende typen, enz.), evenals op het gaspad achter de luchtverwarmers (gaskanalen, asverzamelaars, rook afzuigers, schoorstenen) en methoden vaststellen voor het beschermen van verwarmde oppervlakken tegen corrosie bij lage temperaturen.
De richtlijnen zijn bedoeld voor thermische energiecentrales die werken op zwavelhoudende brandstoffen en voor organisaties die ketelapparatuur ontwerpen.
1. Corrosie bij lage temperaturen is de corrosie van de staartverwarmingsoppervlakken, gaskanalen en schoorstenen van ketels onder invloed van condenserend water daarop. rookgassen zwavelzuurdamp.
2. De condensatie van zwavelzuurdamp, waarvan het volumetrische gehalte in de rookgassen bij de verbranding van zwavelhoudende brandstoffen slechts enkele duizendsten van een procent bedraagt, vindt plaats bij temperaturen die aanzienlijk (50 - 100 °C) hoger zijn dan de condensatietemperatuur van waterdamp.
4. Om corrosie van verwarmingsoppervlakken tijdens bedrijf te voorkomen, moet de temperatuur van hun wanden bij alle ketelbelastingen hoger zijn dan de dauwpunttemperatuur van de rookgassen.
Voor het verwarmen van oppervlakken die worden gekoeld door een medium met een hoge warmteoverdrachtscoëfficiënt (economisers, gasverdampers, enz.), moet de temperatuur van het medium bij de inlaat de dauwpunttemperatuur met ongeveer 10 °C overschrijden.
5. Voor het verwarmen van oppervlakken van warmwaterketels bij werking op zwavelhoudende stookolie kunnen de voorwaarden voor het volledig elimineren van corrosie bij lage temperaturen niet worden gerealiseerd. Om deze te verlagen, moet ervoor worden gezorgd dat de watertemperatuur aan de ketelinlaat 105 - 110 °C bedraagt. Wanneer waterverwarmingsketels als piekketels worden gebruikt, kan deze modus worden gegarandeerd door volledig gebruik te maken van netwerkwaterverwarmers. Bij gebruik van warmwaterboilers in de hoofdmodus kan het verhogen van de temperatuur van het water dat de boiler binnenkomt worden bereikt door warm water te recirculeren.
In installaties die het schema gebruiken voor het aansluiten van waterverwarmingsketels op het verwarmingsnetwerk via waterwarmtewisselaars, zijn de voorwaarden voor het verminderen van corrosie bij lage temperatuur van verwarmingsoppervlakken volledig verzekerd.
6. Voor luchtverwarmers van stoomketels wordt volledige uitsluiting van corrosie bij lage temperaturen verzekerd wanneer de ontwerptemperatuur van de wand van het koudste gedeelte de dauwpunttemperatuur bij alle ketelbelastingen met 5 - 10 °C overschrijdt (de minimumwaarde heeft betrekking op de minimale belasting).
7. Berekening van de wandtemperatuur van buisvormige (TVP) en regeneratieve (RVP) luchtverwarmers wordt uitgevoerd volgens de aanbevelingen van "Thermische berekening van keteleenheden. Normatieve methode" (Moskou: Energie, 1973).
8. Bij gebruik van vervangbare koelblokjes of blokjes gemaakt van buizen voorzien van een zuurbestendige coating (geëmailleerd etc.), alsmede van corrosiebestendige materialen, als eerste (lucht)slag bij buisluchtverwarmers geldt het volgende worden gecontroleerd op de omstandigheden van volledige uitsluiting van metalen kubussen bij lage temperatuur (door lucht) van de luchtverwarmer. In dit geval moet de keuze van de wandtemperatuur van koude metalen kubussen, vervangbare en corrosiebestendige kubussen, intense vervuiling van de leidingen uitsluiten, waarvoor hun minimale wandtemperatuur bij het verbranden van zwavelhoudende stookolie onder het dauwpunt moet liggen van de rookgassen met niet meer dan 30 - 40 °C. Bij de verbranding van vaste zwavelbrandstoffen moet, om intensieve vervuiling te voorkomen, de minimumtemperatuur van de buiswand minimaal 80 °C bedragen.
9. In RVP wordt, onder de omstandigheden van volledige uitsluiting van corrosie bij lage temperaturen, hun hete deel berekend. Het koude deel van de RVP is corrosiebestendig (geëmailleerd, keramisch, laaggelegeerd staal, enz.) of vervangbaar door platte metalen platen van 1,0 - 1,2 mm dik, gemaakt van koolstofarm staal. Aan de voorwaarden voor het voorkomen van intense verontreiniging van de verpakking wordt voldaan wanneer aan de vereisten van de paragrafen van dit document wordt voldaan.
10. De geëmailleerde pakking is gemaakt van metalen platen met een dikte van 0,6 mm. De levensduur van geëmailleerde pakkingen vervaardigd volgens TU 34-38-10336-89 bedraagt 4 jaar.
Als keramische pakking kunnen porseleinen buizen, keramische blokken of porseleinen borden met uitsteeksels worden gebruikt.
Gezien de vermindering van het stookolieverbruik door thermische centrales, is het raadzaam om voor het koude deel van de RVP pakkingen van laaggelegeerd staal 10KhNDP of 10KhSND te gebruiken, waarvan de corrosieweerstand 2 - 2,5 keer hoger is dan die van laaggelegeerd staal. -koolstofstaal.
11. Om luchtverwarmers tijdens de opstartperiode te beschermen tegen corrosie bij lage temperaturen, moeten de maatregelen worden uitgevoerd die zijn uiteengezet in de "Richtlijnen voor het ontwerp en de werking van energieverwarmers met draadvinnen" (M.: SPO Soyuztekhenergo, 1981).
Het ontsteken van een ketel met zwavelstookolie moet worden uitgevoerd terwijl het luchtverwarmingssysteem eerder is ingeschakeld. De luchttemperatuur vóór de luchtverwarmer moet tijdens de eerste aanmaakperiode in de regel 90 °C bedragen.
11.00 uur Om luchtverwarmers te beschermen tegen corrosie bij lage temperaturen (“parkeer”) wanneer de ketel wordt gestopt, waarvan het niveau ongeveer tweemaal zo hoog is als de corrosiesnelheid tijdens bedrijf, moeten de luchtverwarmers vóór het stoppen van de ketel grondig worden gereinigd van externe afzettingen. In dit geval wordt aanbevolen om, voordat u de ketel stopt, de luchttemperatuur aan de inlaat van de luchtverwarmer op de waarde te houden bij de nominale belasting van de ketel.
Het reinigen van TVP wordt uitgevoerd met shot met een voedingsdichtheid van minimaal 0,4 kg/m.s (clausule van dit document).
Voor vaste brandstoffen moet, rekening houdend met het aanzienlijke risico op corrosie van ascollectoren, de temperatuur van de rookgassen 15 - 20 °C boven het dauwpunt van de rookgassen worden gekozen.
Bij zwavelhoudende stookolie moet de temperatuur van de rookgassen de dauwpunttemperatuur bij nominale ketelbelasting met ongeveer 10 °C overschrijden.
Afhankelijk van het zwavelgehalte in de stookolie moet de hieronder aangegeven berekende waarde van de rookgastemperatuur bij nominale ketelbelasting worden genomen:
Rookgastemperatuur, ºC...... 140 150 160 165
Bij het verbranden van zwavelhoudende stookolie met een extreem kleine luchtovermaat (α ≤ 1,02) kan de temperatuur van de rookgassen lager worden gehouden, rekening houdend met de resultaten van dauwpuntmetingen. Door de overgang van kleine naar extreem kleine luchtoverschotten wordt de dauwpunttemperatuur gemiddeld met 15 - 20 °C verlaagd.
Om een betrouwbare werking te garanderen schoorsteen en om vochtverlies te voorkomen, worden de wanden niet alleen beïnvloed door de temperatuur van de uitlaatgassen, maar ook door hun stroomsnelheid. Het gebruik van een buis onder belastingsomstandigheden die aanzienlijk lager zijn dan de ontwerpwaarde, vergroot de kans op corrosie bij lage temperaturen.
Bij de verbranding van aardgas wordt aanbevolen dat de rookgastemperatuur niet lager is dan 80 °C.
13. Bij het verminderen van de ketelbelasting binnen het bereik van 100 - 50% van de nominale temperatuur, moet men ernaar streven de rookgastemperatuur te stabiliseren, zodat deze niet meer dan 10 °C kan dalen ten opzichte van de nominale temperatuur.
De meest economische manier om de rookgastemperatuur te stabiliseren is het verhogen van de luchtvoorverwarmingstemperatuur in de luchtverwarmers naarmate de belasting afneemt.
De minimaal toegestane temperaturen voor het voorverwarmen van de lucht vóór de RAH worden aangenomen in overeenstemming met clausule 4.3.28 van de "Regels voor de technische werking van energiecentrales en netwerken" (M.: Energoatomizdat, 1989).
In gevallen waarin optimale temperaturen Als er geen rookgassen kunnen worden geleverd vanwege het onvoldoende verwarmingsoppervlak van de RAH, moeten worden gehanteerd waarbij de temperatuur van de rookgassen de waarden gegeven in paragraaf van deze Richtlijnen niet overschrijdt.
16. Vanwege het ontbreken van betrouwbare zuurbestendige coatings om metalen rookkanalen te beschermen tegen corrosie bij lage temperaturen, kan hun betrouwbare werking worden verzekerd door zorgvuldige isolatie, waardoor een temperatuurverschil tussen de rookgassen en de muur van niet meer dan 5 ° wordt gegarandeerd. C.
De momenteel gebruikte isolatiematerialen en structuren zijn niet betrouwbaar genoeg voor langdurig gebruik, daarom is het noodzakelijk om periodiek, minstens één keer per jaar, hun toestand te controleren en, indien nodig, reparatie- en restauratiewerkzaamheden uit te voeren.
17. Bij het proefondervindelijk gebruiken van verschillende coatings om gaskanalen te beschermen tegen corrosie bij lage temperaturen, moet er rekening mee worden gehouden dat deze laatste hittebestendigheid en gasdichtheid moeten bieden bij temperaturen die de temperatuur van de rookgassen met minimaal 10 ° C overschrijden. , weerstand tegen zwavelzuurconcentraties van 50 - 80% in het temperatuurbereik van respectievelijk 60 - 150 ° C en de mogelijkheid van reparatie en herstel.
18. Voor oppervlakken met lage temperaturen, structurele elementen van RVP en ketelrookkanalen is het raadzaam om laaggelegeerde staalsoorten 10KhNDP en 10KhSND te gebruiken, die 2 - 2,5 keer superieur zijn wat betreft corrosieweerstand ten opzichte van koolstofstaal.
Alleen zeer schaarse en dure hooggelegeerde staalsoorten hebben een absolute corrosieweerstand (bijvoorbeeld EI943-staal, dat tot 25% chroom en tot 30% nikkel bevat).
Sollicitatie
1. Theoretisch kan de dauwpunttemperatuur van rookgassen met een bepaald gehalte aan zwavelzuur en waterdamp worden bepaald als het kookpunt van een zwavelzuuroplossing met een dergelijke concentratie waarbij hetzelfde gehalte aan waterdamp en zwavelzuur aanwezig is. de oplossing.
De gemeten waarde van de dauwpunttemperatuur komt, afhankelijk van de meettechniek, mogelijk niet overeen met de theoretische waarde. In deze aanbevelingen voor de rookgasdauwpunttemperatuur tr Er wordt uitgegaan van de temperatuur van het oppervlak van een standaard glassensor met 7 mm lange platina-elektroden, gesoldeerd op een afstand van 7 mm van elkaar, waarbij de weerstand van de dauwfilm tussen de elektroden in stabiele toestand 107 Ohm bedraagt. Het elektrodemeetcircuit maakt gebruik van wisselstroom met lage spanning (6 - 12 V).
2. Bij het verbranden van zwavelhoudende stookolie met een luchtoverschot van 3 - 5% is de dauwpunttemperatuur van de rookgassen afhankelijk van het zwavelgehalte in de brandstof Sp(rijst.).
Bij het verbranden van zwavelhoudende stookolie met een extreem lage luchtovermaat (α ≤ 1,02) moet de dauwpunttemperatuur van het rookgas worden bepaald op basis van de resultaten van speciale metingen. De voorwaarden voor het overbrengen van ketels naar een modus met α ≤ 1,02 zijn vastgelegd in de “Richtlijnen voor het overbrengen van ketels die werken op zwavelbrandstoffen naar een verbrandingsmodus met extreem weinig overtollige lucht” (M.: SPO Soyuztekhenergo, 1980).
3. Bij het verbranden van zwavelhoudende vaste brandstoffen in stoffige toestand, de dauwpunttemperatuur van de rookgassen tp kan worden berekend op basis van het gegeven zwavel- en asgehalte in de brandstof Sppr, Arpr en waterdampcondensatietemperatuur tcon volgens de formule
Waar aun- het aandeel as in de overdracht (doorgaans vastgesteld op 0,85).
Rijst. 1. Afhankelijkheid van de dauwpunttemperatuur van het rookgas van het zwavelgehalte in verbrande stookolie
De waarde van de eerste term van deze formule op aun= 0,85 kan worden bepaald uit Fig. .
Rijst. 2. Temperatuurverschillen tussen het dauwpunt van rookgassen en de condensatie van waterdamp daarin, afhankelijk van het gegeven zwavelgehalte ( Sppr) en as ( Arpr) aan brandstof
4. Bij het verbranden van gasvormige zwavelbrandstoffen kan het dauwpunt van de rookgassen worden bepaald uit Fig. op voorwaarde dat het zwavelgehalte in het gas wordt berekend zoals aangegeven, dat wil zeggen als een gewichtspercentage per 4186,8 kJ/kg (1000 kcal/kg) van de calorische waarde van het gas.
Voor gasbrandstof kan het gegeven zwavelgehalte als massapercentage worden bepaald met de formule
Waar M- het aantal zwavelatomen in het molecuul van de zwavelhoudende component;
Q- volumepercentage zwavel (zwavelhoudende component);
Qn- verbrandingswarmte van gas in kJ/m3 (kcal/Nm3);
MET- coëfficiënt gelijk aan 4,187, als Qn uitgedrukt in kJ/m3 en 1,0 indien in kcal/m3.
5. De mate van corrosie van de vervangbare metalen pakking van luchtverwarmers bij het verbranden van stookolie hangt af van de temperatuur van het metaal en de mate van corrosiviteit van de rookgassen.
Bij het verbranden van zwavelhoudende stookolie met een luchtoverschot van 3 - 5% en het blazen van stoom op het oppervlak kan de corrosiesnelheid (aan beide zijden in mm/jaar) van de RVP-pakking bij benadering worden geschat op basis van de gegevens in de tabel. .
Tabel 1
|
Corrosiesnelheid (mm/jaar) bij wandtemperatuur, ºС |
||||||||
|
0,5Meer dan 2 0,20 |
||||||||
|
St. 0,11 tot 0,4 incl. |
||||||||
|
St. 0,41 tot 1,0 incl. |
||||||||
6. Voor kolen met een hoog calciumoxidegehalte in de as zijn de dauwpunttemperaturen lager dan de dauwpunttemperaturen berekend volgens de paragrafen van deze richtlijnen. Voor dergelijke brandstoffen wordt aanbevolen om directe metingen te gebruiken.
