Файл: Цирульников, Л. М. Защита газомазутных котлов от сернокислотной коррозии [монография].pdf

Следовательно, целесообразно использовать покрытия на основе бакелитового лака для защиты от коррозии низкотемпературных газо­ ходов, у которых скорость коррозии составляет 1,35 г/M2 час при тем­ пературе стенки 135° С. Однако на практике металл корродирует в большей степени, особенно в сварных соединениях.

В качестве примера (рис. 51) показано коррозионное разрушение одного из участков низкотемпературного газохода с толщиной стенки 5 мм котла ТГМ-84 через 5 тыс. час. работы на высокосернистом мазуте с частыми водными промывками. В данном случае локальное значение скорости коррозии превысило 9 г/м2 час. В этих условиях применение

Рис. 51. Общий вид коррозионного разрушения низкотемпера­ турного участка газохода.

покрытия, которое хотя бы в 2—3 раза затормозит интенсивность разрушения, оказывается весьма перспективным. Именно поэтому данный способ защиты от сернокислотной коррозии в зоне температур до 180° C нашел применение для защиты газоходов, конструкционных элементов РВП и дымососов мазутных котлов.

Разрушение покрытия начинается не ранее чем через 0,5 года не­ посредственно под РВП и через 1 год — на остальных участках газо­ ходов. В среднем срок службы газоходов при качественном их по­ крытии составом на основе бакелитового лака удваивается.

Покрытие изучалось и в качестве защиты от коррозии трубчатого воздухоподогревателя на котле ПК-10 при сжигании мазута с серосодержанием 3,1% в режиме с коэффициентом избытка воздуха 1,05 при относительной нагрузке 0,82. Температура холодного воздуха со­ ставляла 102° С, а уходящих газов— 158° С. Температура холодных концов труб воздухоподогревателя около 125° С. Для оценки влияния дробевой очистки на состояние покрытий и коррозию правая часть конвективной шахты ежесуточно обрабатывалась дробью лавинным методом с интенсивностью около 100 кг/м2, левая работала без дробе­ очистки.

C целью получения сравнительных данных о стойкости различных лаков два «холодных» куба были покрыты лаком ФГ-9, один — ФЛ-4,

Рис. 52. Схема расположения кубов воздухоподогре­ вателя с лаковыми покрытиями:

1 — покрытие на основе бакелитового лака; 2 — лак ФГ-9; 3 — лак ФЛ-4; 4 — без покрытия; I-IV кубы без дробеочистки,

V — VIII — с дробеочисткой.

Рис. 53. Разрез трубы с покрытием на основе бакелитового лака после

6000 час. эксплуатации.

Осмотр через 3 тыс. час. показал следующее: на «горячей» стороне «холодных» кубов лак ФГ-9 полностью отсутствует, ФЛ-4 — частично, состав на основе бакелитового лака полностью сохранился; покры­ тие на основе бакелитового лака при работе дробеочистки утонилось, но сохранилось всюду; отложения сцеплены с покрытием меньше, чем с металлом.

118

После осмотра воздухоподогреватель был промыт технической водой й вновь осмотрен. Оказалось, что покрытия лаками ФГ-9 и ФЛ-4 «смы­ лись» и отходили от металла «лентами»; покрытие на основе бакелито­ вого лака хорошо сохранилось и на трубных досках (особенно ниж­ ней), и на трубах. Об этом, в частности, свидетельствует вырезка и распил на участки одной из труб и проверка состояния покрытия по всей высоте (рис. 53); защищенные поверхности полностью очистились от отложений в процессе водной промывки.

Следующий осмотр сделан после 10 тыс. час. работы котла. Оказа­ лось, что кубы, покрытые лаками ФГ-9 и ФЛ-4, а также часть куба, не имевшая покрытия, почти полностью прокорродировали и требуют замены. Кубы, покрытые составом на основе бакелитового лака, не имеют следов коррозии, хотя покрытие примерно на 50% поверхнос­ ти разрушилось. Оценка состояния металла в зоне разрушения покры­ тия указывает на реальную возможность эксплуатации еще не менее 1 года. Следовательно, и на трубчатом воздухоподогревателе исполь­ зование данного покрытия позволяет увеличить срок службы Λθ2÷3 лет, что согласуется с аналогичными данными, полученными на газо­ ходах. Этот вывод подтверждается длительным опытом эксплуатации низкотемпературных поверхностей нагрева ряда котлов, где внедрен данный метод защиты трубчатых воздухоподогревателей от сернокис­ лотной коррозии.

РАБОТА КОТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ C КОРРОЗИОННО-СТОЙКИМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ НАГРЕВА

Наибольший опыт эксплуатации газомазутного котла с коррозион­ но-стойкими поверхностями нагрева при сжигании высокосернистого мазута накоплен на котле ТГМ-84/А с двумя регенеративными воздухо­ подогревателями типа РВП-54. Набивка в обоих РВП покрыта кисло­ тостойкими эмалями А-32 (Сырицкая, Рогожин, Ушакова, 1964) и А-168 (Рашкован и др., 1970). По высоте набивка разделена на 2 яруса: верхний «горячий» (1000 мм) и нижний «холодный» (600 мм). РВП разбит радиальными перегородками на 24 сектора, в каждом распо­ ложено по 3 пакета (большой, средний и малый). Суммарная поверх­

каналами толщиной 1,2 мм — 3916 м2.

В период капитального ремонта «холодный» слой набивки, повреж­ денный коррозионными разрушениями, был заменен эмалированной интенсифицированной набивкой высотой 400 мм. За счет перехода от листов «холодного» профиля толщиной 1,2 мм к листам «горячего» профиля толщиной 0,6 мм и уменьшения высоты удалось снизить метал­ лоемкость и стоимость металла примерно в 2,5 раза.

Основная часть набивки (около 88%) была покрыта двумя слоями эмали — грунтовой и кислотостойкой; 3 пакета (один сектор) собраны из листов с трехслойным покрытием. Общая толщина покрытия (на сторону) — 0,15—0,25 мм. Кроме того, листы одного пакета покрыты

119

грунтовой эмалью. В двух других пакетах сгруппированы листы с некачественным двухслойным покрытием, обусловившим начальное разрушение эмали в пределах 10—12% поверхности по сравнению с 0,5—3% у листов с «нормальным» покрытием. В РВП-2А установлены 6 пакетов (два сектора) с металлической набивкой толщиной 1,2 мм

Рис. 54. Зависимость скорости коррозии (а) и интенсивности загрязнения (б) образцов от температуры стенки:

1 — с покровной и грунтовой эмалями, 2 — с грунтовой эмалью. 3 -*• без эмали.

для получения сравнительных данных о коррозионной стойкости эма­ лированной и металлической поверхностей нагрева.

РВП оснащены калориферами для предварительного подогрева воз­ духа, схемой промывки холодной технической водой (2—2,5 бар, 8,3 кг/сек), подаваемой через многосопловые стационарные устрой­ ства. Кроме того, на РВП-2Б смонтирована система воздушной об­ дувки.

120

Для получения коррозионных характеристик эмалевого покрытия и металла в РВП установлены специальные образцы, предварительно взвешенные с точностью до 0,01 г и измеренные с точностью до 0,1 мм. Часть образцов была покрыта грунтовой эмалью, часть грунтовой и слоем покровной эмали, 4 образца — грунтовой и 2 слоями покровной эмали. Остальные образцы изготовлены из стандартной интенсифици­ рованной набивки.

За 7224 час. РВП промывались 9 раз: первые 10—15 мин. — горячим конденсатом из дренажных баков, а затем — технической водой со средней температурой 15° С. Общая длительность промывок каждого РВП составила 14,5 час.

Определение скорости коррозии образцов показало (рис. 54, а), что при прочих равных условиях у эмалированных образцов (с двух­ слойным покрытием — грунтовой и кислотостойкой эмалью) она при­ мерно в 8,5 раз меньше, чем у металлических, и в 3 раза меньше, чем у образцов с грунтовой эмалью. Замеренное значение скорости коррозии 0,54 г!Mi час на последнем по ходу газов металлическом образце явля­ ется заниженным, так как при расчете время, за которое образец разру­ шился полностью, условно было принято равным длительности испыта­ ний на мазуте и смеси его с газом. На самом же деле скорость коррозии холодных концов металлических листов толщиной 1,2 мм, уста­ новленных в том же РВП, была значительно выше, так как большая часть их прокорродировала на высоту от 80 до 150 мм, что соответству­ ет скорости коррозии от 0,76 до 1,5 г/м2 час. Эти значения согласу­ ются с результатами, приведенными в главе IV.

Образцы и листы с одним и двумя слоями кислотостойкой эмали находятся в примерно одинаковом состоянии и характеризуются малой убылью веса. В то же время необходимо иметь в виду, что полная гаран­ тия сохранения сплошности эмалевого покрытия в процессе длитель­ ной эксплуатации котлов на высокосернистом мазуте может быть полу­ чена при двукратном покрытии эмалью.

Определение интенсивности эолового заноса показало (рис. 54,6), что металлическая набивка загрязняется примерно в 7 раз быстрее, чем эмалированная. Еще более интенсивно загрязняется набивка, покрытая грунтовой эмалью, что, по-видимому, связано с шерохо­ ватостью поверхности, возникающей из-за недостаточной коррози­ онной стойкости грунтового покрытия, ис ухудшением условий очистки ее от отложений.

Эмалированная набивка так же, как и металлическая, загрязняется тем интенсивнее, чем ниже ее температура. В связи с этим можно ожи­ дать, что при отключении калориферов будет наблюдаться резкое увеличение интенсивности заноса. Поэтому целесообразно предвари­ тельно подогревать воздух на входе в РВП для обеспечения температу­ ры стенки не ниже 90 ÷ 100° С.

Эмалированная набивка покрыта сажистыми сухими рыхлыми от­ ложениями толщиной примерно 1 мм. Отдельные проходные каналы в набивке полностью или частично забиты. На металлических листах толщина слоя отложений достигает 3—5 мм. Отложения плотные и пло­

121