쓰레기

2021 Prewin Network 계획되지 않은 가동 중단 조사에 따르면 폐기물 에너지(WtE) 및 바이오매스 플랜트의 장비 고장으로 인해 2021년에 총 22.9일간 계획되지 않은 가동 중단이 발생한 것으로 나타났습니다. 또한 장비 고장 분류의 43%가 보일러와 관련된 것으로 나타났습니다. (그림 1). 또한, 2021년 보일러 단독으로 평균 9.9일의 계획되지 않은 가동 중단이 발생했으며, 복사 부분이 보일러 고장의 49%를 차지했으며(그림 2), 이코노마이저(28%), 대류 부분(20%)이 그 뒤를 이었습니다. , 기타(3%).

이러한 최신 통계는 자산 성능과 신뢰성에 대한 통찰력을 제공하며 보일러가 공장 소유자가 관리해야 하는 가장 문제가 되는 장비 중 하나로 강조됩니다. 이 기사에서는 보일러 고장의 가장 일반적인 원인 중 하나인 부식에 대해 설명합니다.

일반적으로 중형 또는 대규모 설치용으로 설계된 WtE 보일러는 바이오매스, 재활용 바이오매스 또는 사전 처리된 산업 또는 도시 폐기물을 연소하여 발전 또는 열용 증기를 생산합니다. 연료 유연성은 관련 비용 절감을 제공하지만 보일러 부식이 증가합니다.

혼합 연료 연소 환경은 장비가 손상되기 쉬운 극단적인 조건을 만듭니다. 보일러 설계에는 수평 화격자, 경사 화격자, 기포 유동층, 순환 유동층 등 다양한 종류가 있습니다. 연료 혼합물에 플라스틱 및 기타 화학 물질이 포함되어 있으면 염소, 황, 기타 알칼리 및 중금속이 생성될 수 있으며, 부식 메커니즘이 가속화되어 압력 부품 두께 손실률이 급격히 증가할 수 있습니다. 적절한 예방 조치가 없으면 이러한 조건은 누출, 예상치 못한 가동 중단, 높은 유지 관리 및 운영 비용으로 이어질 수 있으며, 이로 인해 보일러의 가용성, 효율성 및 배출 혜택이 감소할 수 있습니다.

WtE 보일러의 효율성이 높아지는 것은 보일러 튜브 내부의 압력과 온도가 높아지는 것을 의미합니다. 더 높은 수준의 부식제를 함유한 새로운 연료 유형과 더 높은 온도 및 압력을 결합하면 재료가 부드러워질 수 있습니다. 가속화된 노변 보일러 부식은 과열기의 보호되지 않은 강철 열교환 표면에서 시작되고 비금속 침식 저항이 감소합니다.

대부분의 부식 방지 메커니즘은 산화물 층을 형성하여 모재 금속에 부식 장벽을 생성하는 것으로 구성됩니다. WtE 보일러 내부의 과제는 이 층이 빠르게 침식되어 다른 층이 형성되고 결과적으로 침식-부식 현상이 발생한다는 것입니다(그림 3). 침식-부식 얇아짐은 이러한 높은 온도에서 가혹한 조건이 부드럽거나 내식성이 약한 재료와 결합될 때 빠르게 발생할 수 있습니다.

내화물 보호는 부식성 연도 가스에 대한 첫 번째 방어이며 우수한 침식 특성을 가질 수도 있습니다. 그러나 열효율이 낮기 때문에 열교환 특성이 제한됩니다. 내화 합금을 사용할 수 있지만 과도한 재료 비용과 제한된 내식성으로 인해 표면 보호층을 활용하는 것이 더 비용 효과적인 솔루션인 경우가 많습니다.

얇은 세라믹 코팅을 사용하는 것은 매력적인 접근 방법처럼 보이지만 종종 열팽창 불일치와 이러한 코팅의 취약성으로 인해 이 솔루션을 신뢰할 수 없게 됩니다. 코팅이 깨지는 경향이 있고, 보호층 아래에서 부식이 발생하여 벗겨질 가능성이 높습니다. 몇 가지 가능한 해결 방법은 다음과 같습니다.

용접 금속 오버레이(WMO). 많은 보일러는 침식이나 부식의 위험이 있는 중요한 영역에 WMO(용접 금속 오버레이) 보호 장치를 설치하여 설계 및 제작됩니다. 종종 시간이 지남에 따라 계속 작동하는 동안 WMO 섹션 너머의 보호되지 않은 튜브(예: 두 번째 패스)에서 부식이 가속화되는 것이 관찰됩니다. 이를 일반적으로 "부식 크리프"라고 합니다. 이 경우 부식 장벽으로 보호되는 튜브 영역의 범위를 확장해야 합니다(그림 4).

많은 경우 기존의 해결책은 영향을 받은 부분을 제거하고 새 튜브 패널로 교체한 후 작업장에서 적용한 WMO 부식 장벽으로 보호하는 것입니다. 그러나 방수벽 섹션을 교체하면 장기간의 정전이 발생할 수 있으며 특히 패널 섹션 조인트 및 맞대기 용접의 왜곡 및 표면 기하학적 불규칙성과 같은 추가 문제가 발생할 수 있습니다. WMO는 외부 가구가 관련된 경우 특히 까다롭습니다.