보일러 튜브: 보호 및 제공

Gary Heath가 폐기물 및 석탄 화력 발전소에서 보일러 튜브의 수명을 연장하기 위해 고급 코팅을 배치하는 방법을 설명합니다.

일반적인 발전 보일러는 열교환기 튜브 재료의 침식 마모 및 고온 부식 측면에서 공격적인 환경을 나타냅니다. 보일러의 다양한 형태, 크기, 디자인, 제조사 등은 사용된 연료(석탄, 석유, 폐기물, 바이오매스 등)의 다양성 및 운영 체제와 함께 광범위하고 복잡한 마모/부식 문제를 야기합니다. .

침식 또는 부식으로 인해 압력 용기의 튜브 벽 단면이 얇아질 수 있습니다. 튜브 벽 두께가 너무 얇아지면 튜브가 터져 교체를 위해 작업을 닫아야 합니다.

튜브 낭비를 허용 가능한 수준으로 줄이기 위한 다양한 철학이 있습니다. 여기에는 설계, 작동 온도 및 가스 흐름 수정(보일러 효율성을 감소시킬 수 있음) 또는 튜브 재료 변경(비용이 많이 들고 일반적으로 다른 특성이 희생될 수 있음)이 포함됩니다. 사용 가능한 방법에는 공압출, 열화, 질화, 크롬화, 붕소화, 사전 산화, 용접 오버레이 및 열 분사 코팅이 포함됩니다.

오늘날 부식에 사용되는 압도적인 기술은 니켈 기반 복합 합금(보통 Inconel 625, 622)의 용접 오버레이(보통 2mm 두께)입니다.

침식에 대비하여 일반적으로 단단하고 얇으며(0.3-1.0mm) 도포가 빠르고 페인트처럼 도포할 수 있는 열 분사 코팅이 사용됩니다. 보일러 보호에 사용된 스프레이 공정에는 화염 연소(분말 또는 와이어 사용), 전기 아크 와이어, 공기 플라즈마(APPS), 고속 산소 연료(HVOF), 스프레이 및 퓨즈(S&F) 및 페인트 코팅이 있습니다. 무기 세라믹 기반 화합물(슬러리 코팅).

유럽과 점점 더 많은 아시아에서는 대체 에너지 생산원으로의 전환과 더 낮은 NOx 및 CO2에 대한 수요로 인해 보일러 작동이 더욱 엄격해지고 대체 연료(생활 폐기물, 바이오매스)의 사용이 늘어나고 있습니다. 이러한 경향과 저등급 석탄의 연소로 인해 보일러 튜브에서 나타나는 부식 및 마모의 양이 증가했습니다.

코팅 품질 및 성능, 코팅 비용, 현장 코팅 적용을 위한 가동 중지 시간 감소, 새 튜브 대 현장 마모된 튜브 수리 등은 이제 많은 발전소의 경제성에서 중요한 문제가 되고 있습니다. 2014년 미국 기반 회사인 WherTec이 Castolin Eutectic 그룹에 추가되면서 16년간의 보일러 코팅 경험은 물론 혁신적인 레이저 클래딩 및 슬러리 코팅 기술이 포트폴리오에 추가되었습니다.

치밀화 및 레이저 클래딩

Castolin Eutectic은 열 분사 코팅을 '치밀화'하는 보온병 화학 공정을 개발했습니다. 아크 스프레이 공정(BTC 및 TubeArmor 코팅 제품군 사용)과 결합된 이 치밀화 공정은 부식이 중요한 마모 메커니즘인 폐기물 에너지 및 바이오매스 보일러의 수벽을 코팅하는 데 매우 적합합니다.

한편, 고출력 다이오드 레이저(HPDL) 기술은 이전에 유망했지만 값비싼 레이저 클래딩 기술을 회사 작업장의 넓은 보일러 표면에 대한 비용 효율적인 부식 솔루션으로 만들었습니다. 최소 0.7mm 두께의 인코넬 유형 재료가 생산되며 기존 용접 오버레이 보일러 코팅에 비해 더 나은 특성(낮은 희석, 더 작은 열 영향 영역, 더 미세한 구조, 매끄러운 코팅 표면)을 제공합니다. 미국에서는 수백 평방미터의 레이저 피복 보일러 튜브가 보일러에 설치됩니다.

실제 사례 연구

과열기 튜브의 침식 마모가 만연했던 폴란드의 유럽 최대 5,053MW 갈탄 연소 발전소에서 8년에 걸친 다양한 열 분무 코팅 시험을 통해 Castolin Eutectic 장비로 분무된 Eutronic Arc 595 코팅이 확실한 승자를 확인했습니다. 회사의 서비스 워크샵. Arc 595는 매우 단단한 Fe 기반 합금으로 원래의 노출형 강철 튜브에 비해 과열기 튜브 수명을 최대 7년까지 연장했습니다. 6개 보일러 각각에 대해 46km가 넘는 튜브와 엘보우가 코팅되었습니다.