Nehrdzavejúca oceľ pre systémy odstraňovania sírových oxidov z spaľovacích plynov (FGD)

Mokré systémy na odstraňovanie sírovodíka z spaľovacích plynov (FGD) patria medzi najkorozívnejšie miesta v elektrárni a výber materiálu sa tu riadi prítomnosťou chloridov, nízkym pH, kondenzujúcimi kyselinami a opotrebovaním, nie len teplotou. Správna nerezová oceľ závisí od konkrétnej zóny: v mierne korozívnych oblastiach môže postačiť trieda 316L, avšak absorpčná veža, rozhrania mokrého a suchého prostredia a oblasti s vyššou koncentráciou chloridov často vyžadujú triedy 317L, duplexnú oceľ 2205 alebo superaustenitické a superduplexné zliatiny s obsahom 6 % molýbdenu. Ak sa zvolí príliš „chudobná“ zliatina, rýchlo sa začne prejavovať bodová a štrbinová korózia; správnym výberom zliatiny však možno dosiahnuť prevádzku po desiatky rokov. Spoločnosť Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. pomáha prevádzkovateľom presne priradiť každú zónu prostredia k vhodnej zliatine.

Prostredie mokrých FGD systémov
V mokrom vápencom čističi flue gas sa horúci výfukový plyn stretáva so suspenziou, ktorá absorbuje oxid sírový, čím vzniká chemicky agresívna zmes. Chloridy, ktoré sa do systému dostávajú spolu s uhlím a koncentrujú sa v dôsledku vyparovania a recirkulácie, sú hlavným príčinou bodovej a štrbinovej korózie a v recirkulujúcej tekutine môžu dosiahnuť tisíce alebo desiatky tisíc častíc na milión. Hodnota pH je nízka, často 4 až 6 v objemovej suspenzii a ešte nižšia v lokálnej kondenzátnej kvapaline; navyše prítomné zvyškové sírové zlúčeniny a rozpustený kyslík zvyšujú oxidačnú kyslosť.
Fyzický útok sa spája s chemickým útokom. Tuhé látky ako vápenec a sadrový kameň poškrabujú povrchy a suspenzia, ktorá prechádza rozprašovacími hlavami, tryskami a recirkulačnými potrubiami, eroduje ochranné vrstvy. Najhoršie miesta sú rozhrania mokrého a suchého prostredia, napríklad vstupné časti, kde sa horúci plyn prvýkrát stretne s kvapalinou a odparovanie koncentruje chloridy a kyseliny do agresívnych vrstiev, ktoré dokážu vyvolať bodovú koróziu aj u dobre zliatinových materiálov. Teplota sa mení od vysokých hodnôt na vstupe až po teplotu blízku okolitému prostrediu v výstupných potrubných úsekoch, preto sa režim korózie pozdĺž tokovej dráhy mení.

Prečo sa štandardné triedy ukazujú nedostatočné
Odolnosť austenitickej alebo duplexnej ocele voči bodovej korózii spôsobenej chloridmi sa posudzuje pomocou čísla ekvivalentného odolnosti proti bodovej korózii (PREN), ktoré sa približne vypočíta ako chróm plus 3,3-násobok molibdénu plus 16-násobok dusíka. Vyššia hodnota PREN znamená, že oceľ vydrží vyššiu koncentráciu chloridov a nižšiu hodnotu pH, než sa začne prejavovať bodová korózia.

316L s PRENom blízko 25 zvládne len skromné hladiny chloridu a rýchlo sa v koncentrovanom lieku FGD rozpadá, takže zostáva v najmiernejších zónach. 317L, s pridaným molybdénom, trochu roztiahne rozsah. Duplex 2205 prináša vyššie PREN a zhruba dvojnásobok pevnosti 316L, takže môžete použiť tenšie, pevnejšie sekcie v potrubiach s hnojom a vnútorných absorbéroch. Keď sa chloridy vyšplhajú do desiatok tisíc ppm a pH klesá, iba 6Mo superustenitický alebo super duplexný 2507 odoláva spoľahlivo proti útoku jamkami a štiepkami.

Materiálne zóny v systéme
Systém FGD je najlepšie chápať ako sériu prostredí. Vstupná a ochladzovacia zóna – vlhko-suché rozhranie s horúcnym plynom, kondenzujúcimi kyselinami a koncentrovanými chloridmi – predstavuje najnáročnejšie prostredie a zvyčajne vyžaduje konštrukciu z 6Mo superaustenitickej ocele alebo vystlanú konštrukciu. Absorpčná nádoba a jej vnútorné časti, rozvody príslušných trysiek a potrubia na recirkuláciu roztoku vystavujú koncentrovanej, abrazívnej, chlóridovo bohatej suspenzii pri strednej teplote, kde sa bežne používajú duplexné ocele triedy 2205 alebo superaustenitické zliatiny. Potrubia na recirkuláciu a odvádzanie suspenzie, ktoré sú vystavené erózno-koróznym účinkom, profitujú z pevnosti duplexných ocelí a ich hodnoty PREN. Výstupné potrubie a oblasť mlhového separátora – chladnejšia oblasť s nižším obsahom chloridov, avšak stále vlhká a kyslá – môže v závislosti od lokálnych podmienok využívať oceľ 317L alebo duplexné ocele. Potrubia v suchom alebo znovuzohrievanom obvode za týmito zónami sú menej náročné a pre ne stačia menej zliatinové ocele.
Keďže každá zóna sa líši, jedna zliatina zvyčajne nevyhovuje celému systému. Ak pre každé miesto zvolíte príliš vysoké špecifikácie, zbytočne miniete peniaze; ak naopak podhodnotíte požiadavky na vstupe alebo v absorbéri, riskujete poruchu. Presné mapovanie koncentrácie chloridov, pH, teploty a opotrebovania pre každé miesto je disciplinovaný spôsob výberu.

Štrbiny, zvary a výroba
Aj správna zliatina skorčí, ak sa zanedbajú štrbiny a zvary. Tesniace materiály, skrutkové spojenia, usadeniny a zvary s nedostatočným prienikom vytvárajú štrbiny, v ktorých sa koncentrujú chloridy a začínajú sa tvoriť jamky – a to aj pri úrovniach, ktoré by hromadný kov inak odolal. Navrhujte tak, aby ste minimalizovali vznik štrbín, uprednostňujte zvary s plným prienikom a zabezpečte odvod, aby sa tu nesústredzovali pevné látky.
Zváranie musí chrániť od korózie. Pri dvojfázových zliatinách sa kontrolou tepelného vstupu a použitím správneho prídavného materiálu udržiava rovnováha medzi feritom a austenitom a zabráni sa vzniku krehkých fáz; pri superaustenitických zliatinách sa na kompenzáciu segregácie molybdénu vo zváranom šve používajú prebytočne zliatinové niklové prídavné materiály. Teplotná farba sa musí odstrániť a povrchy znovu pasivovať, pretože oblasti zvárania s nedostatkom chrómu sú presne tam, kde sa po prvom kontakte usadí kvapalina z odsírovača flue gas (FGD). Pozitívna identifikácia materiálu pri príjme rúr a tvaroviek predchádza drahým chybám, keď sa do prostredia s vysokým obsahom chloridov dostane materiál s nižšou zliatinovou úrovňou.

Prečo sa modernizácie často vyžadujú
Mnoho systémov na odstraňovanie sírovodíka (FGD) bolo pôvodne postavených s obložením alebo z chudobnejšej nehrdzavejúcej ocele, neskôr však bolo modernizovaných v dôsledku zvyšujúcich sa obsahov chloridov v palive, častejšieho cyklovania zaťaženia, ktoré spôsobovalo väčšiu kondenzáciu, alebo po poškodení obloženia, ktoré odhalilo základný materiál. Uhlia s vyšším obsahom chloridov, recirkulácia vody, ktorá koncentruje soli, a prísnejšie emisné limity, ktoré zavádzajú mokré stupne spracovania, všetky tieto faktory posúvajú prevádzkové prostredie smerom k zliatinám s vyššou hodnotou PREN. Modernizácia na dvojfázové (duplex) alebo superaustenitické zliatiny umožňuje znížiť hrúbku stien vďaka vyššej pevnosti, skráti výpadky spôsobené údržbou a predĺži životnosť, čo často odôvodňuje vyššie náklady na zliatinu v porovnaní s zostávajúcimi rokmi prevádzky elektrárne.

Praktické pokyny
Vyberte materiály pre FGD zónu po zóne na základe hladiny chloridov, pH, teploty a opotrebovania s použitím PREN ako orientačného kritéria: 316L len pre mierne oblasti, 317L a duplexnú oceľ 2205 pre stredne až vysokej úrovne chloridov a superaustenitickú oceľ 6Mo alebo superduplexnú oceľ 2507 pre vstup, absorpčnú zónu a koncentrovaný roztok. Minimalizujte štrbiny, používajte správne zváracie prídavné materiály a odstráňte tepelné zabarvenie. Wenqiang dodáva rúry, trubice a tvarovky z ocele 316L, 317L, duplexnej ocele 2205 a superduplexnej ocele 2507/S32750 s overením pozostavu materiálu (PMI), chemickými, mechanickými a koróznymi skúškami, aby prevádzkovatelia mohli každú zónu čističky priradiť overenej a správne certifikovanej zliatine.

Často kladené otázky
Otázka: Prečo je 316L často neprimeraná pre FGD čističky?
Odpoveď: 316L má PREN približne 25 a odoláva len miernej úrovni chloridov. V FGD roztoku sa chloridy koncentrujú na tisíce alebo desiatky tisíc ppm pri nízkom pH, preto sa 316L rýchlo puká a podlieha štrbinovej korózii, okrem najmäžších zón.
Otázka: Ako vyberáte nehrdzavejúcu oceľ pre jednotlivé zóny FGD?
Odpoveď: Mapujte koncentráciu chloridu, pH, teplotu a odrážanie pre každé miesto a potom porovnajte PREN: 316L pre mierne zóny, 317L a duplex 2205 pre stredne až vysoký chlorid a 6Mo superaustenitický alebo super duplex 2507 pre agresívny vstup, absorp

Pre nehrdzavejúce rúrky, rúrky a príslušenstvo triedy FGD v 316L, 317L, 2205 a 2507 s úplným testovaním PMI a koróziou kontaktujte spoločnosť Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. na čísle +86 577 8922 2595 / https://www.chinawqsteel.com/