이러한 부식은 작동 중 보일러의 부식보다 크기와 강도 면에서 더 중요하고 위험한 경우가 많습니다.
시스템에 물이 남아 있으면 온도와 공기 접근에 따라 다양한 정지 부식 사례가 발생할 수 있습니다. 우선, 장치가 예비 상태일 때 장치의 파이프에 물이 있는 것은 매우 바람직하지 않습니다.
어떤 이유로든 시스템에 물이 남아 있으면 증기, 특히 수온 60-70°C의 탱크 물 공간(주로 흘수선을 따라)에서 심각한 정적 부식이 관찰될 수 있습니다. 따라서 실제로 시스템의 동일한 정지 모드와 시스템에 포함된 물의 품질에도 불구하고 다양한 강도의 정지 시간 부식이 종종 관찰됩니다. 상당한 열 축적이 있는 장치는 화실 크기와 가열 표면이 있는 장치보다 더 심각한 부식을 겪습니다. 그 이유는 그 안에 있는 보일러 물이 더 빨리 냉각되기 때문입니다. 온도가 60-70°C 이하로 떨어지게 됩니다.
85-90°C 이상의 수온(예: 장치의 단기 정지 중)에서는 전반적인 부식이 감소하고 이 경우 증기 응축이 증가하는 증기 공간의 금속 부식이 발생할 수 있습니다. 물 공간의 금속 부식을 초과합니다. 증기 공간의 정지 부식은 모든 경우에 보일러의 물 공간보다 더 균일합니다.
정지 부식의 발생은 일반적으로 수분을 유지하는 보일러 표면에 쌓인 슬러지로 인해 크게 촉진됩니다. 이와 관련하여, 하부 생성기와 그 끝 부분, 즉 슬러지가 가장 많이 축적된 영역을 따라 있는 장치와 파이프에서 상당한 부식 피트가 종종 발견됩니다.
장비를 예비로 보존하는 방법
장비를 보존하려면 다음 방법을 사용할 수 있습니다.
a) 건조 - 골재에서 물과 수분을 제거합니다.
b) 가성소다, 인산염, 규산염, 아질산나트륨, 히드라진 용액으로 채우는 단계;
c) 채우기 기술 시스템질소.
보존 방법은 다운타임의 성격과 기간, 유형과 종류에 따라 선택해야 합니다. 디자인 특징장비.
장비 가동 중지 시간은 기간에 따라 단기(3일 이하)와 장기(3일 이상)의 두 그룹으로 나눌 수 있습니다.
단기 가동 중지 시간에는 두 가지 유형이 있습니다.
a) 부하 감소로 인해 주말에 예비로 투입되거나 야간에 예비로 투입되는 것과 관련하여 계획된 것
b) 강제 - 파이프 고장 또는 기타 장비 구성 요소의 손상으로 인해 제거하는 데 더 긴 종료가 필요하지 않습니다.
목적에 따라 장기 가동 중단 시간은 다음 그룹으로 나눌 수 있습니다. a) 장비를 예비로 둡니다. b) 현재 수리; c) 주요 수리.
단기적인 장비 가동 중단 시간 동안 탈기된 물을 채우고 유지하는 보존 조치가 필요합니다. 지나친 압력또는 가스(질소) 방식. 비상 정지가 필요한 경우, 질소 보존만이 허용 가능한 유일한 방법입니다.
시스템을 예비 상태로 두거나 수리 작업을 수행하지 않고 장기간 가동 중지할 경우 아질산염 또는 규산나트륨 용액으로 채워 보존하는 것이 좋습니다. 이러한 경우 질소 보존도 사용할 수 있으며, 과도한 가스 소비와 질소 플랜트의 비생산적인 작동을 방지하고 장비를 정비할 때 안전한 조건을 만들기 위해 시스템 밀도를 만드는 조치를 취해야 합니다.
장비의 가열 표면의 설계 특성에 관계없이 과도한 압력을 생성하고 질소를 채우는 보존 방법을 사용할 수 있습니다.
주요 작업시 금속의 주차부식을 방지하기 위해 현재 수리금속 표면에 생성을 가능하게 하는 보존 방법만 적용 가능합니다. 보호 필름, 시스템의 비우기와 감압이 불가피하기 때문에 방부제 용액을 배출한 후 최소 1~2개월 동안 그 특성을 유지합니다. 아질산나트륨 처리 후 금속 표면 보호막의 유효 기간은 3개월에 이릅니다.
물과 시약 용액을 사용하는 보존 방법은 보일러 중간 과열기의 충전 및 후속 세척과 관련된 어려움으로 인해 정지 부식으로부터 보일러 중간 과열기를 보호하는 데 실제로 허용되지 않습니다.
온수 및 증기 보일러 보존 방법 저기압, 열 및 물 공급의 폐쇄 기술 회로의 기타 장비는 화력 발전소에서 정지 시간 부식을 방지하기 위해 현재 사용되는 방법과 많은 측면에서 다릅니다. 아래에서는 다음과 같은 장치의 장비 유휴 모드 중 부식을 방지하는 주요 방법을 설명합니다. 순환 시스템작업의 세부 사항을 고려합니다.
단순화된 보존 방법
소형 보일러에는 이러한 방법을 사용하는 것이 좋습니다. 보일러에서 물을 완전히 제거하고 건조제를 넣는 것으로 구성됩니다. 소성 염화칼슘, 생석회, 실리카겔을 부피 1m 3 당 1-2kg의 비율로 사용합니다.
이 보존 방법은 영하 및 영하의 실온에서 적합합니다. 난방이 되는 객실에서 겨울철, 접촉 보존 방법 중 하나를 구현할 수 있습니다. 장치의 전체 내부 부피를 알칼리성 용액(NaOH, Na 3 P0 4 등)으로 채워 액체가 산소로 포화된 경우에도 금속 표면의 보호 필름의 완전한 안정성을 보장합니다.
일반적으로 원수의 중성염 함량에 따라 1.5~2~10kg/m 3 NaOH 또는 5~20kg/m 3 Na 3 P0 4 를 함유한 용액이 사용됩니다. 더 낮은 값은 응축수에 적용되고, 더 높은 값은 최대 3000mg/l의 중성염을 함유한 물에 적용됩니다.
정지된 장치의 증기압력을 일정하게 이상으로 유지하는 과압방식으로 부식을 방지할 수 있습니다. 기압, 수온은 100°C 이상으로 유지되어 주요 부식제인 산소의 접근을 방지합니다.
모든 보호 방법의 효과와 효율성을 위한 중요한 조건은 압력의 급격한 감소, 보호 용액(또는 가스)의 손실 또는 습기 유입을 방지하기 위해 증기-물 피팅을 가능한 최대로 조이는 것입니다. 게다가 많은 경우에 유용하다. 사전 청소표면 각종 예금(염분, 슬러지, 스케일).
주차 부식에 대한 다양한 보호 방법을 구현할 때 다음 사항을 염두에 두어야 합니다.
1. 모든 유형의 보존에 대해 먼저 쉽게 용해되는 염분(위 참조) 침전물을 제거(헹굼)하여 보호 장치의 특정 영역에서 주차 부식이 증가하는 것을 방지해야 합니다. 접점을 보존하는 동안 이 조치를 반드시 수행해야 합니다. 그렇지 않으면 심한 국부 부식이 발생할 수 있습니다.
2. 비슷한 이유로 모든 종류의 불용성 침전물(슬러지, 스케일, 산화철)을 제거한 후 장기 보존하는 것이 바람직합니다.
3. 밸브를 신뢰할 수 없는 경우 플러그를 사용하여 작동 장치에서 백업 장비를 분리해야 합니다.
증기와 물의 누출은 접촉 보존을 통해 덜 위험하지만 건식 및 가스 보호 방법에서는 허용되지 않습니다.
건조제의 선택은 시약의 상대적 가용성과 가능한 가장 높은 비수분 용량을 얻는 것이 바람직한지에 따라 결정됩니다. 가장 좋은 건조제는 과립형 염화칼슘입니다. 생석회는 수분 용량이 낮을 뿐만 아니라 활성이 빠르게 상실되기 때문에 염화칼슘보다 훨씬 더 나쁩니다. 석회는 공기 중의 수분뿐만 아니라 이산화탄소도 흡수하여 탄산칼슘 층으로 덮여 수분의 추가 흡수를 방지합니다.
소련 에너지 및 전기화부
에너지 및 전기화의 주요 과학 및 기술 이사
방법론적 지침
경고로
낮은 온도
표면 부식
보일러의 난방 및 가스 흐름
RD 34.26.105-84
소유즈텍헤네르고
모스크바 1986
F.E.의 이름을 딴 Red Banner of Labor 열 공학 연구소의 All-Union Twice Order에 의해 개발되었습니다. 제르진스키
출연자 R.A. 페트로시안, I.I. 나디로프
총장 승인 기술관리전력 시스템 운영에 관한 2084년 4월 22일
부국장 D.Ya. 샤마라코프
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가열 표면 및 보일러 가스 연도의 저온 부식 방지를 위한 방법론적 지침 |
RD 34.26.105-84 |
만료일 설정됨
85년 7월 1일부터
2005년 7월 1일까지
이 지침은 증기 및 온수 보일러(이코노마이저, 가스 증발기, 다양한 유형의 공기 히터 등)의 저온 가열 표면뿐만 아니라 공기 히터 뒤의 가스 경로(가스 덕트, 재 수집기, 연기 배출구)에도 적용됩니다. 배기 장치, 굴뚝) 및 저온 부식으로부터 표면 가열을 보호하는 방법을 확립합니다.
이 지침은 유황 연료로 운영되는 화력 발전소와 보일러 장비를 설계하는 조직을 대상으로 합니다.
1. 저온 부식은 응축의 영향으로 보일러의 꼬리 가열 표면, 가스 덕트 및 굴뚝이 부식되는 것입니다. 배가스황산 증기.
2. 유황 연료를 연소할 때 연도 가스의 부피 함량이 수천분의 1%에 불과한 황산 증기의 응축은 수증기의 응축 온도보다 훨씬 높은(50~100°C) 온도에서 발생합니다.
4. 작동 중 가열 표면의 부식을 방지하려면 가열 표면의 온도가 모든 보일러 부하에서 연도 가스의 이슬점 온도를 초과해야 합니다.
열 전달 계수가 높은 매체(이코노마이저, 가스 증발기 등)로 냉각된 가열 표면의 경우 입구의 매체 온도는 이슬점 온도를 약 10°C 초과해야 합니다.
5. 유황연료유를 사용하는 온수보일러의 전열면은 저온부식을 완전히 제거할 수 있는 조건을 구현할 수 없다. 이를 줄이려면 보일러 입구의 수온을 105~110°C로 유지해야 합니다. 온수 보일러를 피크 보일러로 사용하는 경우 네트워크 온수기를 최대한 활용하면 이 모드를 보장할 수 있습니다. 온수 보일러를 주 모드로 사용하는 경우 온수를 재순환시켜 보일러에 유입되는 물의 온도를 높일 수 있습니다.
물 열 교환기를 통해 온수 보일러를 난방 네트워크에 연결하는 방식을 사용하는 설치에서는 가열 표면의 저온 부식을 줄이기 위한 조건이 완전히 보장됩니다.
6. 증기 보일러의 공기 히터의 경우 가장 차가운 부분 벽의 설계 온도가 모든 보일러 부하의 이슬점 온도를 5~10°C 초과할 때 저온 부식이 완전히 배제됩니다(최소값은 최소 부하).
7. 관형(TVP) 및 재생식(RVP) 공기 히터의 벽 온도 계산은 "보일러 장치의 열 계산" 권장 사항에 따라 수행됩니다. 규범적 방법"(Moscow: Energy, 1973).
8. 관형 공기 히터의 첫 번째 (공기) 스트로크로 내산성 코팅 (에나멜 등)이 적용된 파이프로 만든 교체 가능한 콜드 큐브 또는 큐브와 부식 방지 재료로 만든 큐브를 사용하는 경우 다음을 따르십시오. 공기 히터의 저온 부식(공기에 의한) 금속 큐브가 완전히 배제되는 조건을 점검합니다. 이 경우, 교체 가능한 차가운 금속 큐브와 부식 방지 큐브의 벽 온도 선택은 파이프의 심한 오염을 배제해야 하며, 유황 연료유를 연소할 때 최소 벽 온도는 이슬점보다 낮아야 합니다. 연도 가스의 30 - 40 ° C 이하 고체 유황 연료를 연소할 때 최저 온도파이프 벽의 심각한 오염을 방지하려면 온도가 최소 80°C 이상이어야 합니다.
9. RVP에서는 저온 부식이 완전히 배제된 조건에서 뜨거운 부분이 계산됩니다. RVP의 차가운 부분은 부식 방지 기능(에나멜 처리, 세라믹, 저합금강 등)이 있거나 저탄소강으로 만들어진 1.0~1.2mm 두께의 평평한 금속 시트로 교체할 수 있습니다. 본 문서 단락의 요구 사항이 충족되면 포장의 심각한 오염을 방지하기 위한 조건이 충족됩니다.
10. 에나멜 패킹은 두께 0.6mm의 금속 시트로 만들어집니다. TU 34-38-10336-89에 따라 제조된 에나멜 포장의 서비스 수명은 4년입니다.
도자기 튜브는 세라믹 충전재로 사용할 수 있으며, 세라믹 블록, 또는 돌기가 있는 도자기 접시.
화력발전소의 연료유 소모 절감을 고려하면 RVP의 저온부에는 내식성이 저합금강에 비해 2~2.5배 높은 저합금강 10KhNDP 또는 10KhSND로 제작된 패킹을 사용하는 것이 바람직하다. -탄소강.
11. 시동 기간 동안 공기 히터를 저온 부식으로부터 보호하려면 "와이어 핀이 있는 에너지 히터의 설계 및 작동에 대한 지침"(M.: SPO Soyuztekhenergo, 1981)에 명시된 조치를 수행해야 합니다.
황 연료유를 사용하는 보일러의 점화는 미리 공기 가열 시스템을 켠 상태에서 수행되어야 합니다. 초기 점화 기간 동안 공기 히터 앞의 공기 온도는 원칙적으로 90 °C 여야 합니다.
11a. 보일러 정지 시 저온("주차") 부식(작동 중 부식률의 약 2배 수준)으로부터 공기 히터를 보호하려면 보일러를 정지하기 전에 공기 히터의 외부 침전물을 철저히 청소해야 합니다. 이 경우 보일러를 정지하기 전에 공기 히터 입구 공기 온도를 보일러 정격 부하에서의 값 수준으로 유지하는 것이 좋습니다.
TVP 청소는 공급 밀도가 최소 0.4kg/m.s인 샷으로 수행됩니다(본 문서의 조항).
고체 연료의 경우 회분 수집기의 심각한 부식 위험을 고려하여 연도 가스의 온도는 연도 가스의 이슬점보다 15~20°C 높게 선택해야 합니다.
황 연료유의 경우, 연도 가스의 온도는 정격 보일러 부하의 이슬점 온도를 약 10°C 초과해야 합니다.
연료유의 황 함량에 따라 아래에 표시된 정격 보일러 부하에서의 연소가스 온도 계산 값을 취해야 합니다.
연소가스 온도, ºС...... 140 150 160 165
극도로 낮은 과잉 공기(α ≤ 1.02)로 황 연료유를 연소할 때, 이슬점 측정 결과를 고려하여 연도 가스의 온도를 더 낮출 수 있습니다. 평균적으로 작은 과잉 공기에서 매우 작은 과잉 공기로 전환하면 이슬점 온도가 15~20°C 감소합니다.
굴뚝의 안정적인 작동을 보장하고 벽의 수분 손실을 방지하기 위한 조건은 연도 가스의 온도뿐만 아니라 유속의 영향을 받습니다. 설계보다 훨씬 낮은 하중 조건에서 파이프를 작동하면 저온 부식 가능성이 높아집니다.
천연가스를 연소할 때 연소가스 온도를 최소 80°C로 유지하는 것이 좋습니다.
13. 보일러 부하를 공칭 부하의 100~50% 범위로 줄이는 경우, 배기가스 온도를 공칭 부하보다 10°C 이상 낮추지 않도록 노력해야 합니다.
배가스 온도를 안정화하는 가장 경제적인 방법은 부하가 감소함에 따라 공기 히터의 공기 예열 온도를 높이는 것입니다.
RAH 전 공기 예열 온도의 최소 허용 값은 "발전소 및 네트워크의 기술 운영 규칙"(M.: Energoatomizdat, 1989)의 4.3.28 조항에 따라 채택됩니다.
다음과 같은 경우 최적의 온도 RAH의 가열 표면이 부족하여 연도 가스를 제공할 수 없는 경우, 연도 가스의 온도가 본 지침 단락에 제공된 값을 초과하지 않는 공기 예열 온도를 채택해야 합니다.
16. 저온 부식으로부터 금속 연도를 보호하는 신뢰할 수 있는 내산성 코팅이 없기 때문에 연도 가스와 벽 사이의 온도 차이가 5°C 이하가 되도록 주의 깊게 단열하여 안정적인 작동을 보장할 수 있습니다. .
현재 사용되는 단열재 및 구조물은 장기간 사용하기에 충분한 신뢰성이 없으므로 적어도 1년에 1회 정기적으로 상태를 모니터링하고 필요한 경우 수리 및 복원 작업을 수행해야 합니다.
17. 저온 부식으로부터 가스 덕트를 보호하기 위해 다양한 코팅을 시험적으로 사용할 때 후자가 연도 가스 온도를 최소 10 ° C 초과하는 온도에서 내열성과 기밀성을 제공해야한다는 점을 고려해야합니다. , 온도 범위, 각각 60-150 ° C에서 50-80 %의 황산 농도에 대한 내성 및 수리 및 복원 가능성.
18. 저온 표면, RVP의 구조 요소 및 보일러의 가스 덕트에는 탄소강에 비해 내식성이 2~2.5배 우수한 저합금강 10KhNDP 및 10KhSND를 사용하는 것이 좋습니다.
매우 희귀하고 값비싼 고합금강만이 절대적인 내식성을 갖고 있습니다(예: 최대 25%의 크롬과 최대 30%의 니켈을 함유한 EI943 강철).
애플리케이션
1. 이론적으로, 주어진 황산 및 수증기 함량을 갖는 연도 가스의 이슬점 온도는 동일한 함량의 수증기와 황산이 존재하는 농도의 황산 용액의 끓는점으로 정의 될 수 있습니다 솔루션 위.
측정 기술에 따라 이슬점 온도 측정값은 이론값과 일치하지 않을 수 있습니다. 배가스 이슬점 온도에 대한 권장 사항은 다음과 같습니다. t r길이 7mm의 백금 전극이 있고 서로 7mm의 거리에 납땜된 표준 유리 센서의 표면 온도. 정상 상태의 y 전극은 다음과 같습니다. 10 7 옴. 전극 측정 회로는 저전압 교류(6~12V)를 사용합니다.
2. 3~5%의 과잉 공기로 황 연료유를 연소할 때 연도 가스의 이슬점 온도는 연료의 황 함량에 따라 달라집니다. SP(쌀.).
극도로 낮은 과잉 공기(α ≤ 1.02)로 황 연료유를 연소하는 경우, 특수 측정 결과에 따라 배가스 이슬점 온도를 측정해야 합니다. 보일러를 α ≤ 1.02인 모드로 전환하기 위한 조건은 "유황 연료로 작동하는 보일러를 과잉 공기가 극도로 낮은 연소 모드로 전환하기 위한 지침"(M.: SPO Soyuztekhenergo, 1980)에 설명되어 있습니다.
3. 먼지가 많은 상태에서 유황 고체 연료를 연소할 때 연도 가스의 이슬점 온도 티피연료에 포함된 황과 회분의 함량을 기준으로 계산할 수 있습니다. S r pr, 아르 프르및 수증기 응축 온도 콘공식에 따르면
어디 유엔- 이월된 재의 비율(보통 0.85로 간주됨)
쌀. 1. 연소 연료유의 황 함량에 따른 배가스 이슬점 온도의 의존성
이 공식의 첫 번째 항의 값은 다음과 같습니다. 유엔= 0.85는 그림에서 확인할 수 있습니다. .
쌀. 2. 주어진 황 함량에 따라 연도 가스의 이슬점과 수증기 응축 사이의 온도 차이 ( S r pr) 및 재( 아르 프르) 연료에
4. 기체 황 연료를 연소할 때 연도 가스의 이슬점은 그림 1에서 확인할 수 있습니다. 단, 가스의 황 함량은 주어진 대로 계산됩니다. 즉, 가스 발열량 4186.8kJ/kg(1000kcal/kg)당 중량 백분율로 계산됩니다.
을 위한 가스 연료주어진 황 함량(질량 백분율)은 다음 공식에 의해 결정될 수 있습니다.
어디 중- 황 함유 성분의 분자 내 황 원자의 수;
큐- 황(황 함유 성분)의 부피 백분율;
Qn- 가스 연소열(kJ/m 3 (kcal/nm 3))
와 함께- 계수가 4.187인 경우 Qn kJ/m 3 로 표시하고 kcal/m 3 으로 표시하면 1.0으로 표시합니다.
5. 연료유 연소 시 공기 히터의 교체 가능한 금속 패킹의 부식 속도는 금속 온도와 연도 가스의 부식 정도에 따라 달라집니다.
3~5%의 공기 과잉으로 유황 연료유를 연소시키고 표면에 증기를 불어 넣을 때 RVP 패킹의 부식 속도(양면 mm/년)는 표의 데이터를 통해 대략적으로 추정할 수 있습니다. .
1 번 테이블
|
표 2
6. 회분에 산화칼슘 함량이 높은 석탄의 경우 이슬점 온도는 본 지침의 단락에 따라 계산된 온도보다 낮습니다. 이러한 연료의 경우 직접 측정 결과를 사용하는 것이 좋습니다. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
보일러의 부식 현상은 열 응력을 받는 내부 표면에서 가장 자주 나타나고 외부 표면에서는 상대적으로 덜 나타납니다.
후자의 경우, 금속의 파괴는 대부분의 경우 부식과 침식이 결합된 작용에 의해 발생하며, 이는 때때로 가장 중요한 의미를 갖습니다.
침식 파괴의 외부 징후는 깨끗한 금속 표면입니다. 부식에 노출되면 일반적으로 부식 생성물이 표면에 남아 있습니다.
내부(수생 환경에서) 부식 및 스케일 과정은 스케일 층의 열 저항과 부식 침전물, 그리고 결과적으로 금속 표면의 온도 상승으로 인해 외부 부식(기체 환경에서)을 악화시킬 수 있습니다.
외부 금속 부식(보일러 노 측면)은 다양한 요인에 따라 달라지지만, 우선 연소되는 연료의 유형과 구성에 따라 달라집니다.
경유보일러의 부식
연료유에는 바나듐과 나트륨의 유기 화합물이 포함되어 있습니다. 바나듐(V) 화합물을 함유한 슬래그의 용융 침전물이 용광로를 향한 파이프 벽에 쌓인 경우, 과도한 공기 및/또는 520-880 oC의 금속 표면 온도에서 다음과 같은 반응이 발생합니다.
4Fe + 3V2O5 = 2Fe2O3 + 3V2O3 (1)
V2O3 + O2 = V2O5 (2)
Fe2O3 + V2O5 = 2FeVO4 (3)
7Fe + 8FeVO4 = 5Fe3O4 + 4V2O3 (4)
(나트륨 화합물) + O2 = Na2O (5)
바나듐(액체 공융 혼합물)과 관련된 또 다른 부식 메커니즘도 가능합니다.
2Na2O. V2O4. 5V2O5 + O2 = 2Na2O. 6V2O5 (6)
Na2O. 6V2O5 + M = Na2O. V2O4. 5V2O5 + MO (7)
(M - 금속)
바나듐 및 나트륨 화합물은 연료 연소 중에 V2O5 및 Na2O로 산화됩니다. 금속 표면에 부착된 침전물에서 Na2O는 결합제입니다. 반응 (1)-(7)의 결과로 형성된 액체는 자철석 보호막(Fe3O4)을 녹이고, 이는 퇴적물(퇴적물(슬래그)의 녹는점 - 590-880oC) 아래의 금속 산화로 이어집니다.
이러한 공정의 결과로 화실을 향한 스크린 파이프의 벽이 균일하게 얇아집니다.
바나듐 화합물이 액체가 되는 금속 온도의 증가는 파이프 내부의 스케일 침전물에 의해 촉진됩니다. 따라서 금속의 항복점 온도에 도달하면 외부 및 내부 침전물의 결합 작용으로 인해 파이프가 파열됩니다.
파이프 스크린의 고정 부분과 파이프 용접 이음새의 돌출부도 부식됩니다. 표면의 온도 상승이 가속화됩니다. 파이프와 같은 증기-물 혼합물에 의해 냉각되지 않습니다.
연료유에는 다음과 같은 형태로 황(2.0-3.5%)이 포함될 수 있습니다. 유기 화합물, 원소 황, 황산나트륨(Na2SO4)이 생성수에서 오일로 유입됩니다. 이러한 조건 하에서 금속 표면의 바나듐 부식은 황화물 부식을 동반합니다. 이들의 결합된 효과는 퇴적물에 V2O5 87%와 Na2SO4 13%가 존재할 때 가장 두드러집니다. 이는 연료유의 바나듐과 나트륨 함량이 13/1 비율인 것과 같습니다.
겨울철에는 용기에 담긴 증기로 연료유를 가열할 때(배수를 용이하게 하기 위해) 0.5~5.0%의 물이 추가로 들어갑니다. 결과: 보일러 저온 표면의 침전물 양이 증가하고 연료유 라인과 연료유 탱크의 부식이 증가합니다.
위에서 설명한 보일러 스크린 파이프의 파괴 계획 외에도 증기 과열기, 페스툰 파이프, 보일러 번들, 이코노마이저의 부식은 일부 섹션에서 가스 속도, 특히 연소되지 않은 연료유 입자를 포함하고 박리된 가스 속도 증가로 인해 몇 가지 특성을 가지고 있습니다. 슬래그 입자.
부식 식별
파이프의 외부 표면은 회색과 짙은 회색 침전물의 조밀한 에나멜 같은 층으로 덮여 있습니다. 화실을 향한 측면에는 파이프가 얇아지고 있습니다. 표면의 침전물과 산화막을 청소하면 평평한 부분과 "점수"형태의 얕은 균열이 명확하게 보입니다.
파이프가 실수로 파손되면 세로로 좁은 균열이 보입니다.
미분탄 보일러의 부식
석탄 연소 생성물의 작용으로 인한 부식에서 황과 그 화합물은 결정적으로 중요합니다. 또한 부식 과정은 염화물(주로 NaCl)과 알칼리 금속 화합물의 영향을 받습니다. 석탄에 황이 3.5% 이상, 염소가 0.25% 이상 포함되어 있을 때 부식이 발생할 가능성이 가장 높습니다.
알칼리성 화합물과 황산화물을 함유한 플라이애시는 560~730oC의 온도에서 금속 표면에 침전됩니다. 이 경우 발생하는 반응의 결과로 K3Fe(SO4)3 및 Na3Fe(SO4)3과 같은 알칼리 황산염이 형성됩니다. 이 용융 슬래그는 금속의 보호 산화물 층인 자철광(Fe3O4)을 파괴(용해)합니다.
부식속도는 금속온도 680~730℃에서 최대가 되며, 증가할수록 부식성 물질의 열분해로 인해 속도는 감소한다.
가장 큰 부식은 증기 온도가 가장 높은 과열기의 출구 파이프에서 발생합니다.
부식 식별
스크린 파이프에서는 부식 손상을 받기 쉬운 파이프 양쪽의 평평한 부분을 관찰할 수 있습니다. 이들 지역은 서로 30~45°C의 각도로 위치하며 퇴적층으로 덮여 있습니다. 그 사이에는 가스 흐름의 "정면" 영향에 노출된 상대적으로 "깨끗한" 영역이 있습니다.
퇴적물은 3개 층으로 구성됩니다. 외부 층은 다공성 비산회이고, 중간 층은 희끄무레한 수용성 알칼리 황산염입니다. 내부 층- 반짝이는 검은색 산화철(Fe3O4) 및 황화물(FeS).
보일러의 저온 부분(이코노마이저, 공기 히터, 배기 팬)에서 금속 온도는 황산의 "이슬점" 아래로 떨어집니다.
태울 때 고체 연료가스 온도는 플레어의 1650°C에서 굴뚝의 120°C 이하로 감소합니다.
가스 냉각으로 인해 황산이 증기상으로 형성되고, 더 차가운 금속 표면과 접촉하면 증기가 응축되어 액체 황산을 형성합니다. 황산의 "이슬점"은 115-170 °C입니다(그 이상일 수 있음 - 가스 흐름의 수증기 및 황산화물(SO3) 함량에 따라 다름).
이 과정은 반응으로 설명됩니다.
S + O2 = SO2 (8)
SO3 + H2O = H2SO4 (9)
H2SO4 + Fe = FeSO4 + H2 (10)
철과 바나듐 산화물이 있으면 SO3의 촉매 산화가 가능합니다.
2SO2 + O2 = 2SO3 (11)
어떤 경우에는 석탄을 태울 때 황산 부식이 갈탄, 셰일, 이탄, 심지어 천연 가스를 태울 때보다 덜 중요합니다. 이는 상대적으로 수증기가 더 많이 방출되기 때문입니다.
부식 식별
이러한 유형의 부식은 금속의 균일한 파괴를 유발합니다. 일반적으로 표면은 거칠고 약간의 녹 코팅이 있으며 비부식성 표면과 유사합니다. 장기간 노출되면 금속이 부식 생성물 침전물로 덮일 수 있으므로 검사 중에 조심스럽게 제거해야 합니다.
작동 중단 중 부식
이러한 유형의 부식은 이코노마이저와 외부 표면이 황 화합물로 코팅된 보일러 영역에서 발생합니다. 보일러가 냉각됨에 따라 금속 온도는 "이슬점" 아래로 떨어지며 위에서 설명한 것처럼 황 침전물이 있으면 황산이 형성됩니다. 가능한 중간 화합물은 아황산(H2SO3)이지만 매우 불안정하여 즉시 황산으로 변합니다.
부식 식별
금속 표면은 일반적으로 코팅으로 코팅됩니다. 이를 제거하면 유황 침전물이 있던 금속 파괴 부분과 부식되지 않은 금속 부분을 찾을 수 있습니다. 이러한 외관은 작동 중인 보일러의 위에서 설명한 절약 장치 금속 및 기타 "차가운" 부품의 부식과 정지된 보일러의 부식을 구별합니다.
보일러를 세척할 때 황 침전물의 침식과 표면의 건조 부족으로 인해 부식 현상이 금속 표면에 어느 정도 고르게 분포됩니다. 세척이 충분하지 않으면 황 화합물이 있는 곳에 부식이 국한됩니다.
금속 침식
특정 조건에서 다양한 보일러 시스템은 가열된 금속의 내부와 외부 모두에서 그리고 고속으로 난류가 발생하는 금속의 침식 파괴를 겪습니다.
아래에서는 터빈 침식에 대해서만 설명합니다.
터빈은 고체 입자와 증기 응축수 방울의 충격으로 인해 침식될 수 있습니다. 특히 열 과도 상태에서 고체 입자(산화물)가 과열기 및 증기 라인의 내부 표면에서 떨어져 나옵니다.
증기 응축수의 물방울은 주로 터빈 및 배수 파이프라인의 마지막 단계 블레이드 표면을 파괴합니다. 응축수가 "산성"인 경우(pH가 5 단위 미만) 증기 응축수의 침식-부식 효과가 가능합니다. 부식은 또한 물방울에 염화물 증기(퇴적물 질량의 최대 12%)와 가성소다가 존재하는 경우 위험합니다.
침식 식별
응축수 낙하 충격으로 인한 금속 파괴는 터빈 블레이드의 앞쪽 가장자리에서 가장 두드러집니다. 가장자리는 얇은 가로 톱니와 홈(홈)으로 덮여 있으며 충격을 향하는 경사진 원추형 돌출부가 있을 수 있습니다. 칼날의 앞쪽 가장자리에는 돌출부가 있고 뒤쪽면에는 거의 없습니다.
고체 입자로 인한 손상은 블레이드의 앞쪽 가장자리에 찢어짐, 미세 찌그러짐, 흠집 등의 형태로 나타납니다. 홈이나 경사진 원뿔이 없습니다.
특허 RU 2503747 소유자:
기술 분야
본 발명은 화력 공학에 관한 것이며 증기 및 온수 보일러, 열교환기, 보일러 장치, 증발기, 난방 본관, 난방 시스템의 히팅 파이프를 스케일로부터 보호하는 데 사용될 수 있습니다. 주거용 건물그리고 산업 시설현재 작동 중.
예술의 배경
증기 보일러의 작동은 고온, 압력, 기계적 스트레스 및 공격적인 환경(보일러 물)에 동시에 노출되는 것과 관련이 있습니다. 보일러 물과 보일러 가열 표면의 금속은 접촉 시 형성되는 복잡한 시스템의 별도 단계입니다. 이러한 단계의 상호 작용의 결과는 인터페이스에서 발생하는 표면 프로세스입니다. 이로 인해 발열면의 금속에 부식 및 스케일 형성이 발생하고, 이는 금속의 구조 및 기계적 성질의 변화를 가져오고, 이는 다양한 손상 발생의 원인이 됩니다. 스케일의 열전도율은 철제 가열 파이프보다 50배 낮기 때문에 열 전달 중 열 에너지 손실이 발생합니다. 스케일 두께가 1mm인 경우 7~12%, 3mm~25%입니다. 연속 증기 보일러 시스템의 심각한 스케일 형성으로 인해 스케일을 제거하기 위해 매년 며칠 동안 생산이 중단되는 경우가 많습니다.
급수 및 보일러 수의 품질은 내부 가열 표면의 금속 부식, 1차 스케일 형성 및 2차 오염원인 슬러지를 유발할 수 있는 불순물의 존재 여부에 따라 결정됩니다. 스케일 형성. 또한, 물 수송 중 표면 현상과 수처리 과정에서 배관을 통한 응축수에 의해 형성되는 물질의 성질에 따라서도 보일러 수질이 좌우됩니다. 원수에서 불순물을 제거하는 것은 스케일 생성과 부식을 방지하는 방법 중 하나로, 원수에서 발견되는 불순물 제거를 극대화하는 것을 목표로 하는 예비(보일러 전) 수처리 방법으로 수행됩니다. 그러나 사용된 방법으로는 물의 불순물 함량을 완전히 제거할 수 없으며 이는 기술적 어려움뿐만 아니라 경제성보일러 전 수처리 방법을 적용합니다. 또한 수처리가 복잡하기 때문에 기술 시스템, 낮은 생산성과 중간 생산성의 보일러에는 중복됩니다.
이미 형성된 침전물을 제거하는 알려진 방법은 주로 기계적 및 화학적 방법청소. 이러한 방법의 단점은 보일러 작동 중에 생산할 수 없다는 것입니다. 또한 화학적 세척 방법에는 값비싼 화학 물질을 사용해야 하는 경우가 많습니다.
보일러 작동 중에 스케일 형성과 부식을 방지하는 방법도 알려져 있습니다.
미국 특허 1877389는 뜨거운 물에서 스케일을 제거하고 형성을 방지하는 방법을 제안하며, 증기 보일러. 이 방법에서는 보일러 표면이 음극이고 양극은 파이프라인 내부에 배치됩니다. 이 방법은 상수 또는 교류시스템을 통해. 저자는 이 방법의 작용 메커니즘이 영향을 받는다는 점에 주목합니다. 전류보일러 표면에 기포가 발생하여 기존 스케일이 분리되고 새로운 스케일이 형성되는 것을 방지합니다. 이 방법의 단점은 시스템의 전류 흐름을 지속적으로 유지해야 한다는 것입니다.
미국 특허 제5,667,677호는 스케일 형성을 늦추기 위해 파이프라인에서 액체, 특히 물을 처리하는 방법을 제안합니다. 이 방법은 파이프에 전자기장을 생성하여 파이프 및 장비의 벽에서 물에 용해된 칼슘 및 마그네슘 이온을 밀어내고 스케일 형태로 결정화되는 것을 방지하여 보일러, 보일러, 경수의 열 교환기 및 냉각 시스템. 이 방법의 단점은 사용되는 장비의 비용과 복잡성이 높다는 것입니다.
출원 WO 2004016833은 일정 기간 노출 후 스케일을 형성할 수 있는 과포화 알칼리 수용액에 노출된 금속 표면에서 스케일 형성을 감소시키는 방법을 제안하며, 이는 표면에 음극 전위를 적용하는 단계를 포함합니다.
이 방법은 다양한 용도로 사용될 수 있습니다. 기술 프로세스, 특히 열 교환기에서 금속이 수용액과 접촉하는 경우입니다. 이 방법의 단점은 음극 전위를 제거한 후 금속 표면을 부식으로부터 보호하지 못한다는 것입니다.
따라서, 경제적이면서도 효율성이 높으며, 시공 후 장기간 표면 부식을 방지할 수 있는 난방관, 온수보일러, 증기보일러의 스케일 형성 방지를 위한 개선된 방법의 개발이 필요한 실정이다. 노출.
본 발명에서는 콜로이드 입자와 이온이 금속 표면에 부착하는 힘의 정전기적 성분을 중화시키기에 충분한 전류 운반 전위가 금속 표면에 생성되는 방법을 사용하여 이 문제를 해결합니다.
발명의 간단한 설명
본 발명의 목적은 온수 및 증기보일러의 난방배관의 스케일 형성을 방지하기 위한 개선된 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 온수 및 증기 보일러의 작동 중에 물때 제거의 필요성을 없애거나 크게 줄일 수 있는 가능성을 제공하는 것입니다.
본 발명의 또 다른 목적은 온수 및 증기 보일러의 히팅 파이프의 스케일 형성 및 부식을 방지하기 위해 소모성 시약을 사용할 필요성을 없애는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 오염된 보일러 배관에 온수 및 증기 보일러의 전열관의 스케일 형성 및 부식을 방지하는 작업을 시작할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명은 철 함유 합금으로 이루어지고, 스케일이 형성될 수 있는 증기-물 환경과 접촉하는 금속 표면의 스케일 형성 및 부식을 방지하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 콜로이드 입자와 이온이 금속 표면에 부착하는 힘의 정전기 성분을 중화하기에 충분한 전류 운반 전위를 지정된 금속 표면에 적용하는 것으로 구성됩니다.
청구된 방법의 일부 비공개 실시예에 따르면, 전류 운반 전위는 61-150V 범위로 설정된다. 청구된 방법의 일부 비공개 실시예에 따르면, 상기 철 함유 합금은 강철이다. 일부 실시예에서, 금속 표면은 온수 또는 증기 보일러의 가열 튜브의 내부 표면이다.
공개됨 이 설명이 방법에는 다음과 같은 장점이 있습니다. 이 방법의 한 가지 장점은 스케일 형성이 감소된다는 것입니다. 본 발명의 또 다른 장점은 소모성 합성 시약을 사용할 필요 없이 일단 구입하면 작동하는 전기물리 장치를 사용할 수 있다는 점이다. 또 다른 장점은 더러운 보일러 튜브에서 작업을 시작할 수 있다는 것입니다.
따라서 본 발명의 기술적 결과는 온수 및 증기 보일러의 운전 효율을 높이고, 생산성을 높이고, 열전달 효율을 높이며, 보일러 난방을 위한 연료 소비를 줄이고, 에너지를 절약하는 데 있다.
본 발명의 다른 기술적 결과 및 이점은 이미 형성된 스케일의 층별 파괴 및 제거 가능성을 제공할 뿐만 아니라 새로운 형성을 방지하는 것을 포함한다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명에 따른 방법을 적용한 결과 보일러 내부 표면의 퇴적물 분포를 도시한 것이다.
발명의 상세한 설명
본 발명의 방법은 금속 표면에 대한 콜로이드 입자 및 스케일 형성 이온의 접착력의 정전기 성분을 중화시키기에 충분한 전류 운반 전위를 스케일 형성되는 금속 표면에 적용하는 것을 포함합니다.
본 출원에서 사용된 "전도 전위"라는 용어는 금속과 스케일 형성을 초래하는 염을 함유한 증기-물 매체의 경계면에서 전기 이중층을 중화시키는 교류 전위를 의미합니다.
당업자에게 알려진 바와 같이, 주 전하 캐리어인 전자에 비해 느린 금속의 전하 캐리어는 전하를 운반하고 전위 전류를 형성하는 결정 구조의 전위입니다. 보일러의 가열 파이프 표면으로 오는 이러한 전류는 스케일이 형성되는 동안 이중 전기층의 일부가 됩니다. 전류 운반, 전기 맥동(즉, 교류) 전위는 금속 표면에서 접지로 전위의 전하 제거를 시작합니다. 이 점에서 이는 전위 전류의 전도체입니다. 전류가 흐르는 전위의 작용으로 인해 이중 전기층이 파괴되고 스케일이 점차 분해되어 슬러지 형태로 보일러 수로 전달되며, 이 슬러지는 정기적인 퍼지 중에 보일러에서 제거됩니다.
따라서, "전류 운반 전위"라는 용어는 당업자가 이해할 수 있을 뿐만 아니라 선행 기술로부터 공지되어 있다(예를 들어, 특허 RU 2128804 C1 참조).
전류 운반 전위를 생성하기 위한 장치로서, 예를 들어 RU 2100492 C1에 설명된 장치를 사용할 수 있으며, 이는 주파수 변환기 및 맥동 전위 조정기를 갖춘 변환기와 펄스 형태 조정기를 포함합니다. 상세 설명이 장치의 내용은 RU 2100492 C1에 나와 있습니다. 당업자가 이해하는 바와 같이 임의의 다른 유사한 장치도 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 전도성 전위는 보일러 베이스로부터 멀리 떨어진 금속 표면의 어느 부분에도 적용될 수 있다. 적용 장소는 청구된 방법을 사용하는 편의성 및/또는 효율성에 따라 결정됩니다. 본 명세서에 개시된 정보와 표준 테스트 기술을 사용하여 당업자는 전류 싱킹 전위를 인가하기 위한 최적의 위치를 결정할 수 있을 것이다.
본 발명의 일부 실시예에서, 전류 싱킹 전위는 가변적이다.
본 발명에 따른 전류싱킹전위는 다양한 기간 동안 인가될 수 있다. 전위 적용 시간은 금속 표면의 오염 정도와 특성, 사용된 물의 구성, 가열 장치의 온도 체계 및 작동 특성, 이 기술 분야의 전문가에게 알려진 기타 요인에 따라 결정됩니다. . 당업자는 여기에 개시된 정보와 표준 테스트 기술을 사용하여 다음을 결정할 수 있을 것입니다. 최적의 시간가열 장치의 목표, 조건 및 상태에 따라 전류 운반 전위를 적용합니다.
접착력의 정전기 성분을 중화하는 데 필요한 전류 운반 전위의 크기는 선행 기술, 예를 들어 B.V. Deryagin, N.V. Churaev, V. M. 뮐러. "Surface Forces", Moscow, "Nauka", 1985. 일부 실시예에 따르면, 전류 전달 전위의 크기는 10V ~ 200V, 더 바람직하게는 60V ~ 150V, 훨씬 더 바람직하게는 범위에 있습니다. 61V ~ 150V. 61V ~ 150V 범위의 전류 전달 전위 값은 접착력의 정전기 성분의 기초가 되는 이중 전기 층의 방전으로 이어집니다. 결과적으로 규모가 파괴됩니다. 61V 미만의 전류 전달 전위 값은 스케일을 파괴하기에 충분하지 않으며, 150V 이상의 전류 전달 전위 값에서는 가열 튜브 금속의 원치 않는 전기 침식 파괴가 시작될 가능성이 높습니다.
본 발명에 따른 방법이 적용될 수 있는 금속 표면은 다음과 같은 열 장치의 일부일 수 있습니다: 증기 및 온수 보일러의 가열 파이프, 열 교환기, 보일러 장치, 증발기, 난방 본관, 주거용 건물의 난방 시스템 및 지속적인 운영 중 산업 시설. 이 목록은 예시적인 것이며 본 발명에 따른 방법이 적용될 수 있는 장치의 목록을 제한하지 않는다.
일부 실시예에서, 본 발명의 방법이 적용될 수 있는 금속 표면을 구성하는 철 함유 합금은 강철 또는 주철, 코바르, 페크랄, 변압기 강철과 같은 다른 철 함유 재료일 수 있다. 알시퍼(alsifer), 마그네토(magneto), 알니코(alnico), 크롬강, 인바(invar) 등. 이 목록은 예시적인 것이며 본 발명에 따른 방법이 적용될 수 있는 철 함유 합금의 목록을 제한하지 않는다. 당업자는 당업계에 알려진 지식에 기초하여 본 발명에 따라 사용될 수 있는 철 함유 합금을 식별할 수 있을 것이다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 스케일이 형성될 수 있는 수성 환경은 다음과 같습니다. 수돗물. 수성 매질은 또한 용해된 금속 화합물을 함유하는 물일 수 있다. 용해된 금속 화합물은 철 및/또는 알칼리 토금속 화합물일 수 있다. 수성 매질은 철 및/또는 알칼리 토금속 화합물의 콜로이드 입자의 수성 현탁액일 수도 있습니다.
본 발명에 따른 방법은 이전에 형성된 침전물을 제거하고 가열 장치의 작동 중에 내부 표면을 세척하는 시약이 필요 없는 수단으로 작용하여 결과적으로 스케일 없는 작동을 보장합니다. 이 경우, 스케일 및 부식 방지가 달성되는 영역의 크기는 효과적인 스케일 파괴 영역의 크기를 크게 초과합니다.
본 발명에 따른 방법은 다음과 같은 장점을 갖는다:
시약을 사용할 필요가 없습니다. 환경 친화적 인;
구현이 쉽고 특별한 장치가 필요하지 않습니다.
열 전달 계수를 높이고 보일러의 효율성을 높일 수 있으며 이는 작동의 경제적 지표에 큰 영향을 미칩니다.
보일러 전 수처리에 적용된 방법에 추가로 사용하거나 별도로 사용할 수 있습니다.
연수 및 탈기 과정을 생략할 수 있어 보일러실의 기술 체계가 크게 단순화되고 건설 및 운영 중 비용을 크게 절감할 수 있습니다.
메소드의 가능한 객체는 다음과 같습니다. 온수 보일러, 폐열 보일러, 폐쇄 시스템열 공급, 해수 열담수화 설비, 증기 변환 플랜트 등
내부 표면에 부식 손상과 스케일 형성이 없기 때문에 저전력 및 중전력 증기 보일러를 위한 근본적으로 새로운 설계 및 레이아웃 솔루션을 개발할 가능성이 열립니다. 이를 통해 열 공정의 강화로 인해 증기 보일러의 무게와 크기를 크게 줄일 수 있습니다. 가열 표면의 지정된 온도 수준을 보장하고 결과적으로 연료 소비, 연도 가스의 양을 줄이고 대기로의 배출을 줄입니다.
구현 예
본 발명에서 청구된 방법은 Admiralty Shipyards 및 Krasny Khimik 보일러 공장에서 테스트되었습니다. 본 발명에 따른 방법은 침전물로부터 보일러 장치의 내부 표면을 효과적으로 청소하는 것으로 나타났습니다. 이러한 작업 과정에서 3~10%의 연료 등가 절감 효과가 나타났으며, 절감 값의 변화는 보일러 장치 내부 표면의 다양한 오염 정도와 관련이 있습니다. 작업의 목적은 고품질 수처리, 수질 화학 체제 준수 및 높은 전문 수준 조건 하에서 중전력 증기 보일러의 시약과 스케일 없는 작동을 보장하기 위해 청구된 방법의 효율성을 평가하는 것이었습니다. 장비 운영의.
본 발명에서 청구된 방법은 State Unitary Enterprise "TEK SPb" 남서부 지점의 4번째 Krasnoselskaya 보일러실의 증기 보일러 장치 No. 3 DKVR 20/13에서 테스트되었습니다. 보일러 장치의 작동은 요구 사항을 엄격히 준수하여 수행되었습니다. 규제 문서. 보일러에는 작동 매개변수(생성된 증기의 압력 및 유속, 급수 온도 및 유속, 버너의 폭발 공기 및 연료 압력, 가스 경로 주요 섹션의 진공)를 모니터링하는 데 필요한 모든 수단이 장착되어 있습니다. 보일러 장치의). 보일러의 증기 출력은 18 t/시간으로 유지되었으며, 보일러 드럼의 증기 압력은 8.1…8.3 kg/cm 2 였습니다. 이코노마이저가 난방 모드로 작동했습니다. 도시 상수도 공급수는 GOST 2874-82 "식수"의 요구 사항을 충족하는 원수로 사용되었습니다. 지정된 보일러실에 유입되는 철 화합물의 양은 일반적으로 규제 요구 사항(0.3mg/l)을 초과하고 0.3~0.5mg/l에 달하므로 내부 표면에 철 화합물이 집중적으로 과도하게 자라게 된다는 점에 유의해야 합니다. .
이 방법의 유효성은 보일러 내부 표면의 상태를 기준으로 평가되었습니다.
보일러 장치의 내부 가열 표면 상태에 대한 본 발명에 따른 방법의 영향을 평가합니다.
시험 시작 전 보일러 내부 점검을 실시하고 내부 표면의 초기 상태를 기록하였다. 보일러에 대한 예비 점검은 화학 세척 후 한 달 뒤인 난방 시즌이 시작될 때 수행되었습니다. 검사 결과, 드럼 표면에는 상자성 특성을 가지며 아마도 산화철로 구성된 짙은 갈색의 고체 침전물이 연속적으로 존재하는 것으로 나타났습니다. 증착물의 두께는 시각적으로 최대 0.4mm였습니다. 끓는 파이프의 눈에 보이는 부분, 주로 용광로를 향한 측면에서 비연속적인 고체 침전물이 발견되었습니다(크기가 2~15mm이고 시각적 두께가 최대 100mm인 파이프 길이 100mm당 최대 5개 지점). 0.5mm).
RU 2100492 C1에 설명된 전류 전달 전위 생성 장치는 지점 (1)에서 보일러 뒷면에 있는 상부 드럼의 해치(2)에 연결되었습니다(그림 1 참조). 전류 운반 전위는 100V와 동일했습니다. 전류 운반 전위는 1.5개월 동안 지속적으로 유지되었습니다. 이 기간이 끝나면 보일러 장치가 열렸습니다. 보일러 장치 내부 검사 결과, 2~2.5m 이내(구역(4)) 상부 및 하부 드럼 표면(3)에 퇴적물이 거의 전혀 없는 상태(육안으로 0.1mm 이하)가 확인되었습니다. ) 드럼 해치(전류 운반 전위를 생성하는 장치 연결 지점(1))에서. 해치로부터 2.5-3.0m 거리(구역(5))에서 퇴적물(6)은 최대 0.3mm 두께의 개별 결절(점) 형태로 보존되었습니다(그림 1 참조). 또한 앞쪽으로 이동하면(해치에서 3.0-3.5m 거리에서) 연속 퇴적이 시작됩니다(7) 시각적으로 최대 0.4mm, 즉 장치의 연결 지점으로부터 이 거리에서는 본 발명에 따른 세척 방법의 효과가 실질적으로 분명하지 않았다. 전류 운반 전위는 100V와 동일했습니다. 전류 운반 전위는 1.5개월 동안 지속적으로 유지되었습니다. 이 기간이 끝나면 보일러 장치가 열렸습니다. 보일러 장치 내부 검사 결과, 드럼 해치로부터 2~2.5m 이내의 상부 및 하부 드럼 표면에 퇴적물이 거의 전혀 없는 상태(육안으로 0.1mm 이하)가 확인되었습니다(부착 지점). 전류 운반 전위를 생성하는 장치). 해치로부터 2.5-3.0m 떨어진 곳에 퇴적물은 최대 0.3mm 두께의 개별 결절(점) 형태로 보존되었습니다(그림 1 참조). 또한 앞쪽으로 이동하면(해치에서 3.0-3.5m 거리) 시각적으로 최대 0.4mm의 연속 침전이 시작됩니다. 장치의 연결 지점으로부터 이 거리에서는 본 발명에 따른 세척 방법의 효과가 실질적으로 분명하지 않았다.
드럼 해치로부터 3.5~4.0m 이내의 끓는 파이프의 눈에 보이는 부분에서는 퇴적물이 거의 전혀 없는 것이 관찰되었습니다. 또한, 앞쪽으로 이동함에 따라 비연속적인 고체 침전물이 발견됩니다(크기는 2~15mm이고 시각적 두께는 최대 0.5mm인 선형 mm당 최대 5개 지점).
이 단계의 테스트 결과, 본 발명에 따른 방법은 어떠한 시약도 사용하지 않고 이전에 형성된 침전물을 효과적으로 파괴할 수 있고 보일러 장치의 스케일 없는 작동을 보장할 수 있다는 결론이 내려졌습니다.
테스트의 다음 단계에서는 전류 운반 전위를 생성하는 장치를 "B" 지점에 연결하고 테스트는 30-45일 동안 계속되었습니다.
보일러 장치의 다음 개방은 장치의 연속 작동 3.5개월 후에 수행되었습니다.
보일러 장치를 점검한 결과 이전에 남아 있던 침전물은 완전히 파괴되었으며 보일러 배관 하부에는 소량만 남아 있는 것으로 나타났습니다.
이를 통해 우리는 다음과 같은 결론을 내릴 수 있었습니다.
보일러 장치의 스케일 없는 작동이 보장되는 영역의 크기는 침전물의 효과적인 파괴 영역의 크기를 크게 초과하므로 전류 운반 전위의 연결 지점을 후속적으로 전송하여 전체 내부를 청소할 수 있습니다. 보일러 장치의 표면을 보호하고 스케일 없는 작동 모드를 유지합니다.
이전에 형성된 퇴적물의 파괴와 새로운 퇴적물의 형성 방지는 다양한 성격의 과정을 통해 보장됩니다.
점검 결과를 토대로 드럼과 끓는 배관을 최종적으로 청소하고 보일러의 스케일 없는 작동에 대한 신뢰성을 판단하기 위해 가열 기간이 끝날 때까지 테스트를 계속하기로 결정했습니다. 다음 보일러 장치 개통은 210일 후에 이루어졌습니다.
보일러 내부 점검 결과, 보일러 상하부 드럼 및 보일링 배관 내부 표면을 청소하는 과정에서 침전물이 거의 완벽하게 제거된 것으로 나타났습니다. 금속의 전체 표면에 형성된 얇고 조밀한 코팅은 파란색 변색이 있는 검정색이며, 촉촉한 상태에서도(보일러를 연 직후) 두께가 시각적으로 0.1mm를 초과하지 않았습니다.
동시에, 본 발명의 방법을 사용할 경우 보일러 유닛의 스케일 없는 운전을 보장하는 신뢰성이 확인되었다.
마그네타이트 필름의 보호 효과는 장치를 분리한 후 최대 2개월 동안 지속되었으며, 이는 예비로 옮기거나 수리할 때 건식 방법을 사용하여 보일러 장치를 보존하기에 충분합니다.
본 발명을 다양한 내용에 관하여 설명하였지만 구체적인 예본 발명의 실시예는 이에 국한되지 않고 다음의 청구범위 내에서 실시될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
1. 철 함유 합금으로 제조되고 스케일이 형성될 수 있는 증기-물 환경과 접촉하는 금속 표면에 스케일 형성을 방지하는 방법으로서, 상기 금속 표면에 통전 전위를 인가하는 단계를 포함하는 방법. 상기 금속 표면과 콜로이드 입자 및 이온 형성 스케일 사이의 힘 접착의 정전기 성분을 중화하기 위해 61V ~ 150V 범위입니다.
본 발명은 화력 공학에 관한 것이며 작동 중 증기 및 온수 보일러, 열 교환기, 보일러 장치, 증발기, 난방 본관, 주거용 건물의 난방 시스템 및 산업 시설의 가열 파이프의 스케일 및 부식으로부터 보호하는 데 사용할 수 있습니다. 철 함유 합금으로 제조되고 스케일이 형성될 수 있는 증기-물 환경과 접촉하는 금속 표면에 스케일이 형성되는 것을 방지하는 방법은 상기 금속 표면에 다음 범위의 전류 전달 전위를 인가하는 단계를 포함합니다. 지정된 금속 표면과 콜로이드 입자 및 이온 형성 스케일 사이의 접착력의 정전기 성분을 중화하기 위해 61V ~ 150V입니다. 기술적 결과는 온수 및 증기 보일러의 효율성과 생산성을 높이고 열 전달 효율을 높이며 층별 파괴 및 형성된 스케일 제거를 보장하고 새로운 형성을 방지하는 것입니다. 2 급여 f-ly, 1 ave., 1 병.
작동 중 증기 보일러의 요소가 위치하는 조건은 매우 다양합니다.
수많은 부식 테스트와 산업 관찰에서 알 수 있듯이 저합금강은 물론 오스테나이트강도 보일러 작동 중에 심한 부식을 겪을 수 있습니다.
증기 보일러의 금속 가열 표면이 부식되면 조기 마모가 발생하고 때로는 심각한 문제와 사고가 발생하기도 합니다.
대부분의 보일러 비상 정지는 스크린, 곡물 절약 장치, 증기 과열 파이프 및 보일러 드럼의 부식 손상으로 인해 발생합니다. 일회성 보일러에 부식 누공이 하나만 나타나도 전체 장치가 정지되고 이는 전기 생산 부족과 관련됩니다. 고압 및 초고압 드럼 보일러의 부식은 화력 발전소 고장의 주요 원인이 되었습니다. 부식 손상으로 인한 작동 실패의 90%는 압력 15.5MPa의 드럼 보일러에서 발생했습니다. 최대 열부하가 발생하는 구역에서는 염분실의 스크린 파이프에 상당한 양의 부식 손상이 발생했습니다.
미국 전문가가 실시한 238개의 보일러(50~600MW 용량의 장치)에 대한 검사에서 1,719건의 예상치 못한 가동 중단 시간이 밝혀졌습니다. 보일러 가동 중단 시간의 약 2/3는 부식으로 인해 발생했으며, 그 중 20%는 증기 발생 배관의 부식으로 인해 발생했습니다. 미국에서는 1955년 시운전 이후 내부 부식이 심각한 문제로 인식됐다. 큰 숫자 12.5-17 MPa의 압력을 갖는 드럼 보일러.
1970년 말까지 이러한 보일러 610개 중 약 20%가 부식으로 손상되었습니다. 스크린 파이프는 대부분 내부 부식에 취약한 반면, 과열기와 이코노마이저는 내부 부식에 덜 영향을 받았습니다. 급수 품질이 향상되고 조정된 인산염 처리 방식으로 전환되면서 미국 발전소 드럼 보일러의 매개변수가 증가함에 따라 점성 소성 부식 손상 대신 스크린 파이프의 갑작스러운 부서지기 쉬운 파손이 발생했습니다. “압력 12.5, 14.8, 17 MPa의 보일러에 대한 J970 t. 기준으로 부식 손상으로 인한 파이프 파손은 각각 30, 33, 65%였습니다.
부식 과정의 조건에 따라 대기 및 습한 가스의 영향으로 발생하는 대기 부식이 구별됩니다. 고온에서 금속과 다양한 가스(산소, 염소 등)의 상호 작용으로 인해 발생하는 가스 및 전해질의 부식은 대부분 수용액에서 발생합니다.
부식 과정의 특성으로 인해 보일러 금속은 화학적, 전기화학적 부식뿐만 아니라 이들의 복합적인 영향을 받을 수 있습니다.
증기 보일러의 가열 표면을 작동할 때 연도 가스의 산화 및 환원 분위기에서 고온 가스 부식이 발생하고 꼬리 가열 표면의 저온 전기화학적 부식이 발생합니다.
연구에 따르면 가열 표면의 고온 부식은 연도 가스에 과도한 자유 산소가 존재하고 용융된 바나듐 산화물이 존재할 때만 가장 심하게 발생한다는 것이 확인되었습니다.
연도 가스의 산화 분위기에서 고온 가스 또는 황화물 부식은 스크린 파이프 및 대류 과열기, 보일러 번들의 첫 번째 줄, 파이프 사이의 금속 스페이서, 랙 및 서스펜션에 영향을 미칩니다.
환원 분위기에서 고온 가스 부식이 다수의 고압 및 초임계압 보일러의 연소실 스크린 파이프에서 관찰되었습니다.
가스 측 가열 표면 파이프의 부식은 연도 가스와 외부 침전물이 산화막 및 파이프 금속과 상호 작용하는 복잡한 물리적, 화학적 과정입니다. 이 공정의 개발은 시간에 따라 변하는 강렬한 열 흐름과 내부 압력 및 자체 보상으로 인해 발생하는 높은 기계적 응력의 영향을 받습니다.
중압 및 저압 보일러에서는 물의 끓는점에 따라 결정되는 스크린 벽 온도가 낮으므로 이러한 유형의 금속 파괴는 관찰되지 않습니다.
연도 가스로 인한 가열 표면 부식(외부 부식)은 연소 생성물, 공격성 가스, 용액 및 광물 화합물 용융물과의 상호 작용으로 인해 금속이 파괴되는 과정입니다.
금속 부식은 외부 환경에 대한 화학적 또는 전기화학적 노출의 결과로 발생하는 금속의 점진적인 파괴로 이해됩니다.
\ 환경과의 직접적인 화학적 상호작용의 결과로 발생하는 금속 파괴 과정은 화학적 부식으로 분류됩니다.
금속이 과열 증기 및 건조 가스와 접촉하면 화학적 부식이 발생합니다. 건조 가스의 화학적 부식을 가스 부식이라고 합니다.
보일러의 노 및 가스 덕트에서는 산소의 영향으로 파이프 및 과열기 랙의 외부 표면의 가스 부식이 발생하며, 이산화탄소, 수증기, 이산화황 및 기타 가스; 파이프의 내부 표면 - 증기 또는 물과의 상호 작용의 결과.
전기화학적 부식은 화학적 부식과 달리 그 동안 발생하는 반응에 전류가 나타나는 것이 특징입니다.
용액의 전기 운반체는 분자의 해리와 금속-자유 전자로 인해 존재하는 이온입니다.
보일러 내부 표면은 주로 전기화학적 부식을 겪습니다. 현대 개념에 따르면, 그 발현은 금속 이온이 수화 이온의 형태로 용액으로 들어가는 양극과 과잉 전자가 탈분극 장치에 의해 동화되는 음극이라는 두 가지 독립적인 과정으로 인해 발생합니다. 탈분극제는 환원되는 원자, 이온, 분자일 수 있습니다.
외부 징후에 따라 지속적인 (일반) 및 국지적 (국소) 형태의 부식 손상이 구별됩니다.
일반적인 부식은 공격적인 환경과 접촉하는 가열 표면 전체가 부식되어 내부 또는 외부가 고르게 얇아집니다. 국부 부식으로 인해 표면의 개별 영역에서 파괴가 발생하고 나머지 금속 표면은 손상의 영향을 받지 않습니다.
국부부식에는 점부식, 궤양부식, 공식부식, 입계부식, 응력부식균열, 금속부식피로 등이 있다.
전기화학적 부식으로 인한 파괴의 전형적인 예입니다.
TPP-110 보일러의 12Kh1MF 강철로 만들어진 NRCh 042X5mm 파이프의 외부 표면 파괴는 하단 스크린에 인접한 영역의 승강 루프 하부 수평 부분에서 발생했습니다. 파이프 뒷면의 파손 지점에서 모서리가 약간 얇아지면서 개구부가 발생했습니다. 파손 원인은 물줄기에 의한 슬래그 제거로 인한 부식으로 인해 파이프 벽이 약 2mm 얇아진 것이었습니다. 950t/h의 증기 생산, 무연탄 펠릿 먼지(액체 슬래그 제거), 25.5MPa의 압력 및 540°C의 과열 증기 온도로 가열된 보일러를 정지한 후 젖은 슬래그와 재가 파이프에 남아 있었습니다. 전기화학적 부식이 집중적으로 진행된 것이다. 배관 외부는 갈색 수산화철로 두껍게 코팅되었으며, 배관 내경은 고압 및 초고압 보일러 배관의 허용공차 이내였습니다. 외경 치수에는 마이너스 공차(최소 외경)를 넘는 편차가 있습니다. 최소 허용 크기는 41.7mm로 39mm에 달했습니다. 부식 파손 지점 근처의 벽 두께는 공칭 파이프 두께가 5mm인 경우 3.1mm에 불과했습니다.
금속의 미세구조는 길이와 둘레를 따라 균일합니다. 파이프의 내부 표면에는 열처리 중 파이프가 산화되는 동안 형성된 탈탄소층이 있습니다. ~에 밖의그런 레이어가 없습니다.
1차 파열 후 NRF 파이프를 검사한 결과 파손 원인을 파악할 수 있었습니다. NRF를 교체하고 슬래깅 방지 기술을 변경하기로 결정되었습니다. 이 경우 전해질의 얇은 막의 존재로 인해 전기화학적 부식이 발생하였다.
피트 부식은 표면의 개별적인 작은 영역에서 강하게 발생하지만 종종 상당한 깊이까지 발생합니다. 궤양의 직경이 0.2~1mm 정도인 경우를 핀포인트라고 합니다.
궤양이 형성되는 장소에서는 시간이 지남에 따라 누공이 형성될 수 있습니다. 피트는 부식 생성물로 채워져 항상 감지할 수 없는 경우가 많습니다. 예를 들어 공급수의 탈기 불량과 파이프 내 물 이동 속도 저하로 인해 강철 이코노마이저 파이프가 파손되는 경우가 있습니다.
파이프 금속의 상당 부분이 영향을 받는다는 사실에도 불구하고 누공으로 인해 이코노마이저 코일을 완전히 교체해야 합니다.
증기 보일러의 금속은 다음과 같은 위험한 부식에 노출됩니다. 보일러 작동 중 및 수리 중 산소 부식; 보일러 물이 증발하는 장소의 결정간 부식; 증기-물 부식; 오스테나이트강으로 만들어진 보일러 요소의 부식 균열; 하위 슬러지 - 울부짖는 부식. 에 대한 간략한 설명보일러 금속의 표시된 부식 유형이 표에 나와 있습니다. 율.
보일러 작동 중에 금속 부식이 구별됩니다 - 부하에 따른 부식 및 대기 부식.
하중을 받은 부식은 가열에 가장 취약합니다. 2상 매체(예: 스크린 및 보일러 파이프)와 접촉하는 제조된 보일러 요소. 이코노마이저와 과열기의 내부 표면은 보일러 작동 중 부식의 영향을 덜 받습니다. 부하에 따른 부식은 무산소 환경에서도 발생합니다.
배수가 되지 않는 지역에서는 주차 부식이 발생합니다. 수직 과열기 코일의 요소, 수평 과열기 코일의 새깅 파이프
