Bukas na ang POWERGEN International Call for Content! Naghahanap kami ng mga speaker mula sa mga utility at power generation industries. Kabilang sa mga paksa ang conventional at renewable power generation, digital transformation ng power plants, energy storage, microgrids, plant optimization, on-site power, at higit pa.
Paulit-ulit na nirepaso ng mga may-akda ang mga bagong detalye ng proyekto ng kuryente, kung saan karaniwang pinipili ng mga taga-disenyo ng halaman ang 304 o 316 na hindi kinakalawang na asero para sa condenser at auxiliary heat exchanger tubing. Para sa marami, ang terminong hindi kinakalawang na asero ay nagbibigay ng aura ng hindi magagapi na kaagnasan, kung saan ang mga hindi kinakalawang na asero ay maaaring minsan ang pinakamasamang pagpipilian dahil ang mga ito ay madaling masira sa tubig na ito. pampalamig ng tubig na make-up, kasama ng mga cooling tower na tumatakbo sa mataas na konsentrasyon ng mga cycle, ang mga potensyal na stainless steel failure na mekanismo ay pinalaki. Sa ilang mga aplikasyon, ang 300 series na stainless steel ay mabubuhay lamang sa loob ng ilang buwan, minsan ilang linggo lang, bago mabigo. Nakatuon ang artikulong ito sa hindi bababa sa mga isyu na dapat isaalang-alang kapag pumipili ng mga materyales ng condenser tube mula sa pananaw ng paggamot sa tubig. pwersa, kabilang ang pagkapagod at erosion corrosion.
Ang pagdaragdag ng 12% o higit pang chromium sa bakal ay nagiging sanhi ng haluang metal na bumuo ng tuloy-tuloy na oxide layer na nagpoprotekta sa base metal sa ilalim. Kaya ang terminong hindi kinakalawang na asero. Kung wala ang iba pang mga alloying na materyales (lalo na ang nickel), ang carbon steel ay bahagi ng ferrite group, at ang unit cell nito ay may body-centered cubic (BCC) na istraktura.
Kapag ang nickel ay idinagdag sa halo ng haluang metal sa isang konsentrasyon na 8% o mas mataas, kahit na sa ambient temperature, ang cell ay iiral sa isang face-centered cubic (FCC) na istraktura na tinatawag na austenite.
Gaya ng ipinapakita sa Talahanayan 1, ang 300 series na hindi kinakalawang na asero at iba pang hindi kinakalawang na asero ay may nilalamang nickel na gumagawa ng isang austenitic na istraktura.
Ang Austenitic steels ay napatunayang napakahalaga sa maraming aplikasyon, kabilang ang bilang isang materyal para sa mataas na temperatura na superheater at reheater tubes sa mga power boiler. Ang 300 series sa partikular ay kadalasang ginagamit bilang isang materyal para sa mababang temperatura ng heat exchanger tubes, kabilang ang mga steam surface condenser. Gayunpaman, nasa mga application na ito na marami ang nakaligtaan ang mga potensyal na mekanismo ng pagkabigo.
Ang pangunahing kahirapan sa hindi kinakalawang na asero, lalo na ang mga sikat na 304 at 316 na materyales, ay ang proteksiyon na layer ng oxide ay madalas na nawasak ng mga dumi sa tubig na nagpapalamig at ng mga siwang at mga deposito na tumutulong sa pag-concentrate ng mga impurities. Bukod pa rito, sa ilalim ng mga kondisyon ng shutdown, ang tumatayong tubig ay maaaring humantong sa paglaki ng microbial, na ang mga metabolic byproduct ay maaaring lubhang makapinsala sa mga metal.
Ang isang karaniwang karumihan ng tubig sa paglamig, at isa sa pinakamahirap na alisin sa matipid, ay klorido. Ang ion na ito ay maaaring magdulot ng maraming problema sa mga generator ng singaw, ngunit sa mga condenser at auxiliary heat exchanger, ang pangunahing kahirapan ay ang mga klorido sa sapat na konsentrasyon ay maaaring tumagos at sirain ang protective oxide layer sa hindi kinakalawang na asero, na nagiging sanhi ng localized corrosion, ie pitting.
Ang pitting ay isa sa mga pinaka mapanlinlang na anyo ng kaagnasan dahil maaari itong maging sanhi ng pagtagos sa dingding at pagkabigo ng kagamitan na may kaunting pagkawala ng metal.
Ang mga konsentrasyon ng klorido ay hindi kailangang maging napakataas upang magdulot ng pitting corrosion sa 304 at 316 na hindi kinakalawang na asero, at para sa malinis na mga ibabaw na walang anumang deposito o mga siwang, ang inirerekomendang pinakamataas na konsentrasyon ng klorido ay itinuturing na ngayon na:
Maraming mga kadahilanan ang madaling makagawa ng mga konsentrasyon ng chloride na lumalampas sa mga alituntuning ito, sa pangkalahatan at sa mga lokal na lokasyon. Naging napakabihirang munang isaalang-alang ang isang beses sa pamamagitan ng paglamig para sa mga bagong power plant. Karamihan ay itinayo gamit ang mga cooling tower, o sa ilang mga kaso, air-cooled condensers (ACC). Gumagana ang 50 mg/l na may limang cycle ng konsentrasyon, at ang nilalaman ng chloride ng nagpapalipat-lipat na tubig ay 250 mg/l. Ito lamang ang karaniwang hindi dapat 304 SS. Dagdag pa rito, sa bago at umiiral na mga halaman, may dumaraming pangangailangan na palitan ang sariwang tubig para sa muling pagkarga ng halaman. Ang karaniwang alternatibo ay ang municipal wastewater. Inihahambing ng Talahanayan 2 ang pagsusuri ng apat na supply ng tubig-tabang.
Mag-ingat sa tumaas na antas ng chloride (at iba pang mga impurities, tulad ng nitrogen at phosphorus, na maaaring lubos na magpapataas ng microbial contamination sa mga cooling system).
Ang naunang talakayan ay batay sa potensyal ng kaagnasan ng mga karaniwang ibabaw ng metal. Ang mga bali at sediment ay kapansin-pansing nagbabago sa kuwento, dahil parehong nagbibigay ng mga lugar kung saan maaaring tumutok ang mga impurities. Ang isang tipikal na lokasyon para sa mga mekanikal na bitak sa mga condenser at katulad na mga heat exchanger ay nasa tube-to-tube sheet junctions. Ang sediment sa loob ng tubo ay maaaring lumikha ng mga bitak sa hangganan ng sediment para sa sarili nitong lata, at nagsisilbing sediment site. kontaminasyon.Higit pa rito, dahil ang hindi kinakalawang na asero ay umaasa sa isang tuluy-tuloy na oxide layer para sa proteksyon, ang mga deposito ay maaaring bumuo ng oxygen-poor site na gagawing anode ang natitirang ibabaw ng bakal.
Ang talakayan sa itaas ay nagbabalangkas ng mga isyu na karaniwang hindi isinasaalang-alang ng mga designer ng halaman kapag tinutukoy ang mga condenser at auxiliary heat exchanger tube na materyales para sa mga bagong proyekto. Ang kaisipan tungkol sa 304 at 316 SS kung minsan ay tila "iyan ang palagi naming ginagawa" nang hindi isinasaalang-alang ang mga kahihinatnan ng mga naturang pagkilos. Available ang mga alternatibong materyales upang mahawakan ang mga maharlikang kondisyon ng tubig sa paglamig na kinakaharap ngayon.
Bago talakayin ang mga alternatibong metal, isa pang punto ang dapat na maikling sabihin. Sa maraming mga kaso, ang isang 316 SS o kahit isang 304 SS ay gumanap nang maayos sa panahon ng normal na operasyon, ngunit nabigo sa panahon ng pagkawala ng kuryente. Sa karamihan ng mga kaso, ang pagkabigo ay dahil sa mahinang drainage ng condenser o heat exchanger na nagdudulot ng stagnant na tubig sa mga tubo. Ang kapaligirang ito ay nagbibigay ng mga ideal na kondisyon para sa paglaki ng mga corroorganism na direktang gumagawa ng mga corroorganism sa mikrobiyo. tubular na metal.
Ang mekanismong ito, na kilala bilang microbially induced corrosion (MIC), ay kilala na sumisira sa mga stainless steel pipe at iba pang metal sa loob ng ilang linggo. Kung hindi ma-drain ang heat exchanger, dapat bigyan ng seryosong konsiderasyon ang pana-panahong nagpapalipat-lipat na tubig sa pamamagitan ng heat exchanger at pagdaragdag ng biocide sa panahon ng proseso. 2019 sa Champaign, IL Itinanghal sa 39th Electric Utility Chemistry Symposium.)
Para sa mga malupit na kapaligiran na naka-highlight sa itaas, pati na rin sa mga mas malupit na kapaligiran tulad ng maalat na tubig o tubig dagat, maaaring gamitin ang mga alternatibong metal upang iwasan ang mga dumi. Tatlong grupo ng haluang metal ang napatunayang matagumpay, komersyal na purong titanium, 6% molybdenum austenitic stainless steel at superferritic na hindi kinakalawang na asero. Ang mga haluang ito ay itinuturing din na titanium na lumalaban sa MIC. Ang dikit-dikit na istrakturang kristal at napakababang elastic modulus ay ginagawa itong madaling kapitan sa mekanikal na pinsala. Ang haluang ito ay pinakaangkop para sa mga bagong instalasyon na may matibay na istruktura ng suporta sa tubo. Ang isang mahusay na alternatibo ay ang super ferritic stainless steel Sea-Cure®. Ang komposisyon ng materyal na ito ay ipinapakita sa ibaba.
Ang bakal ay mataas sa chromium ngunit mababa sa nickel, kaya ito ay isang ferritic na hindi kinakalawang na asero sa halip na isang austenitic na hindi kinakalawang na asero. Dahil sa mababang nilalaman ng nickel, ito ay nagkakahalaga ng mas mura kaysa sa iba pang mga haluang metal. Ang mataas na lakas at elastic na modulus ng Sea-Cure ay nagbibigay-daan para sa mas manipis na mga pader kaysa sa iba pang mga materyales, na nagreresulta sa pinabuting paglipat ng init.
Ang mga pinahusay na katangian ng mga metal na ito ay ipinapakita sa "Pitting Resistance Equivalent Number" na tsart, na, gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan, ay isang pamamaraan ng pagsubok na ginagamit upang matukoy ang paglaban ng iba't ibang mga metal sa pitting corrosion.
Ang isa sa mga pinakakaraniwang tanong ay "Ano ang maximum na nilalaman ng chloride na maaaring tiisin ng isang partikular na grado ng hindi kinakalawang na asero?" Ang mga sagot ay malawak na nag-iiba. Kabilang sa mga salik ang pH, temperatura, presensya at uri ng mga bali, at ang potensyal para sa mga aktibong biological species. May idinagdag na tool sa kanang axis ng Figure 5 upang tumulong sa desisyong ito. Ito ay batay sa neutral pH, 35°C na dumadaloy na tubig na karaniwang makikita sa maraming BOP at mga aplikasyon ng condensation (upang maiwasan ang pagbuo ng deposito at pagbuo ng crack). intersected na may naaangkop na slash.Ang inirerekomendang maximum na antas ng chloride ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pagguhit ng pahalang na linya sa kanang axis.Sa pangkalahatan, kung ang isang haluang metal ay isasaalang-alang para sa maalat o seawater application, kailangan itong magkaroon ng CCT sa itaas 25 degrees Celsius gaya ng sinusukat ng G 48 test.
Malinaw na ang mga super ferritic alloy na kinakatawan ng Sea-Cure® ay karaniwang angkop para sa kahit na mga aplikasyon ng tubig-dagat. make-up system.Ang mekanismo ng kaagnasan ay natukoy bilang manganese dioxide (MnO2) na tumutugon sa isang oxidizing biocide upang makabuo ng hydrochloric acid sa ilalim ng deposito. Ang HCl ang talagang umaatake sa mga metal.[WH Dickinson at RW Pick, "Manganese-Dependent Corrosion in the Electric Power Industry"; ipinakita sa 2002 NACE Annual Corrosion Conference, Denver, CO.] Ang mga ferritic steel ay lumalaban sa mekanismo ng kaagnasan na ito.
Ang pagpili ng mas matataas na grade na materyales para sa condenser at heat exchanger tubes ay hindi pa rin kapalit para sa wastong water treatment chemistry control. Gaya ng ibinalangkas ng may-akda Buecker sa isang nakaraang artikulo sa power engineering, kinakailangan ang isang maayos na idinisenyo at pinapatakbong chemical treatment program upang mabawasan ang potensyal para sa scaling, corrosion, at fouling. Ang polymer chemistry ay umuusbong bilang isang makapangyarihang alternatibo sa mas lumang phosphate at corrosion na kemikal sa pagkontrol system.Ang pagkontrol sa kontaminasyon ng microbial ay naging kritikal at magpapatuloy na maging kritikal na isyu. Habang ang oxidative chemistry na may chlorine, bleach, o mga katulad na compound ay ang pundasyon ng microbial control, ang mga supplemental treatment ay kadalasang makakapagpahusay sa kahusayan ng mga programa sa paggamot. Isa sa mga halimbawa ay ang stabilization chemistry, na tumutulong na mapataas ang release rate at kahusayan ng chlorine-based na compound na may kasamang ioxidizing na suplementong tubig sa anumang nakakapinsalang compound na may kasamang biodicides. non-oxidizing fungicides may be very beneficial in controlling microbial development.The result is that there are many ways to improve the sustainability and reliability of power plant heat exchangers, but every system is different, so careful planning and consultation with industry experts is important for the choice of materials and chemical procedures.Much of this article is written from a water treatment perspective, we are not involved in material decisions, but we are asked to help manage the impact of those decisions once the equipment ay tumatakbo na. Ang huling desisyon sa pagpili ng materyal ay dapat gawin ng mga tauhan ng planta batay sa isang bilang ng mga salik na tinukoy para sa bawat aplikasyon.
Tungkol sa May-akda: Si Brad Buecker ay isang Senior Technical Publicist sa ChemTreat. Siya ay may 36 na taong karanasan sa o kaakibat sa industriya ng kuryente, karamihan sa mga ito sa steam generation chemistry, water treatment, air quality control at sa City Water, Light & Power (Springfield, IL) at Kansas City Power & Light Company ay matatagpuan sa La Cygne Station, Kansas. Gumugol din siya ng dalawang taon bilang isang chemical plant supervisor ng tubig at wastewater. BS sa Chemistry mula sa Iowa State University na may karagdagang course work sa Fluid Mechanics, Energy and Materials Equilibrium, at Advanced Inorganic Chemistry.
Si Dan Janikowski ay Technical Manager sa Plymouth Tube. Sa loob ng 35 taon, nasangkot siya sa pagbuo ng mga metal, paggawa at pagsubok ng mga tubular na produkto kabilang ang mga copper alloy, stainless steel, nickel alloys, titanium at carbon steel. Dahil nasa Plymouth Metro mula noong 2005, humawak si Janikowski ng iba't ibang senior na posisyon bago naging Technical Manager noong 2010.