L-unitajiet tad-desulfurizzazzjoni tal-gass taċ-ċmieni (FGD) f'impjanti tal-enerġija li jaħdmu bil-{0}}faħam jużaw reheaters biex jgħollu t-temperatura tal-gass taċ-ċmieni mnaddaf qabel ma jidħol fil-munzell. It-titanju huwa l-materjal magħżul minħabba r-reżistenza għall-korrużjoni tiegħu fl-ambjent aċiduż u rikk tal-klorur-. Madankollu, il-gass taċ-ċmieni FGD fih partiċelli ta' rmied li jtir-angolari, iebsin (prinċipalment silika u alumina), b'daqsijiet li jvarjaw minn 1 sa 100 µm. Dawn il-partiċelli jivvjaġġaw mal-gass b'veloċitajiet ta' 15–25 m/s. Meta l-fluss tal-gass jiltaqa 'ma' liwja fit-tubu tat-titanju, il-partiċelli itqal ma jistgħux ibiddlu d-direzzjoni malajr daqs il-gass. Huma jkomplu tul it-trajettorja oriġinali tagħhom, u jolqtu l-ħajt tat-tubu fir-raġġ ta 'barra tal-liwja. Dan l-impatt tal-partiċelli jikkawża erożjoni, b'mod preferenzjali jneħħi l-materjal min-naħa 'l fuq tal-liwja. Maż-żmien, it-tirqiq tal-ħajt iwassal għal perforazzjoni u tnixxija ta 'gass taċ-ċumnija jew kondensat.

Mekkaniżmu tal-Erożjoni tal-Fly Ash fil-liwjiet tat-tubi

Il-mekkaniżmu ta 'erożjoni huwa taħlita ta' xedd ta 'impatt u qtugħ. Partiċelli ta 'rmied li jtir jolqtu l-wiċċ tat-titanju f'angoli tipikament 20-50 grad relattiv għat-tanġent tal-wiċċ. It-titanju, filwaqt li huwa iebes, għandu ebusija relattivament baxxa (180-220 HV għal Grad 2) meta mqabbel mas-silika (madwar 1,200 HV). Kull impatt ta' partikula tisposta volum żgħir ta' titanju-b'ordni ta' 1–10 µm³ għal partiċella ta' 20 µm f'20 m/s. Ir-rata ta 'erożjoni ssegwi liġi tal-qawwa: Erożjoni ∝ (V)^n × (d)^m × (konċentrazzjoni tal-partiċelli), fejn V hija l-veloċità, d hija dijametru tal-partiċelli, n hija bejn wieħed u ieħor 2.3 għat-titanju, u m hija bejn wieħed u ieħor 2.0. Fil-liwjiet, il-veloċità effettiva tal-impatt hija ogħla mill-veloċità tal-gass bl-ingrossa minħabba l-aċċelerazzjoni tal-partiċelli madwar il-kurva. In-naħa 'l fuq tat-tubu tirċievi l-ogħla densità ta' impatti minħabba li l-partiċelli għadhom ma ġewx imxellef minn ħabtiet preċedenti.

Rati ta 'Erożjoni Kwantitattivi f'Postizzjonijiet Differenti ta' Liwja

Kejl fuq il-post u ttestjar fil-laboratorju (20 m/s veloċità tal-gass, 50 mg/m³ fly ash, 20 µm daqs medju tal-partiċelli) stabbilixxew ir-rati ta’ erożjoni li ġejjin għat-titanju ta’ Grad 2:

Sezzjoni ta 'tubu dritta, fluss uniformi: Rata ta 'erożjoni ta' 0.05–0.10 mm fis-sena. It-tneħħija tal-materjal hija relattivament uniformi madwar iċ-ċirkonferenza. Aċċettabbli għal ħajja ta '10–15-il sena bi ħxuna tal-ħajt ta' 1.5 mm.

Liwja raġġ ta 'barra, minkeb ta' 90 grad, naħa upstream: Rata ta 'erożjoni ta' 0.6–1.2 mm fis-sena. Telf massimu tal-ħajt iseħħ fil-punt fejn it-trajettorja tal-partiċelli l-ewwel tikkuntattja t-tubu. It-tirqiq lokalizzat jista' jtaqqab ħajt ta' 1.5 mm fi żmien 1-2 snin.

Liwja r-raġġ ta 'barra, in-naħa 'l isfel (wara l-impatt): Rata ta 'erożjoni ta' 0.2–0.4 mm fis-sena. Il-partiċelli tilfu l-enerġija kinetika wara l-impatt inizjali. L-erożjoni sekondarja għadha sinifikanti.

Liwja r-raġġ ta' ġewwa (intrados): Rata ta 'erożjoni ta' 0.02–0.05 mm fis-sena. Densità aktar baxxa tal-impatt tal-partiċelli. Ġeneralment protett mis-saff tal-konfini tal-gass.

Liwjiet multipli f'serje (eż., reheater serpentine): Ir-rati ta 'erożjoni jiżdiedu b'20-50% fuq kull liwja sussegwenti minħabba li l-partiċelli jsiru aktar angolari u aggressivi wara l-impatti inizjali.

Gwida tal-Għażla tad-Disinn u l-Mitigazzjoni tal-Erożjoni

It-tabella li ġejja tipprovdi qafas ta’ deċiżjoni għall-ġestjoni tal-erożjoni tal-irmied li jtir fil-liwjiet tat-tubu tat-titanju abbażi tat-tagħbija tal-partikuli u l-veloċità tal-gass:

Inġinerija Lil hinn mir-Reżistenza għall-Erożjoni

Il-grad tal-liga tat-titanju jaffettwa r-reżistenza għall-erożjoni. Il-Grad 7 (palladju-stabbilizzat) għandu ebusija (180–220 HV) u rata ta' erożjoni simili għal Grad 2. Il-Grad 12 (molibdenu-nikil) huwa kemmxejn aktar iebes (200–240 HV) u jnaqqas l-erożjoni bi 15–20%. It-trattamenti tal-wiċċ jistgħu jtejbu r-reżistenza għall-erożjoni: in-nitriding jipproduċi saff tal-wiċċ tat-TiN (500-800 HV) li jnaqqas l-erożjoni b'70-80% iżda jżid l-ispiża. Il-ħxuna tal-ħajt tat-tubu fil-liwjiet għandha tiżdied lil hinn mir-rekwiżit tas-sezzjoni dritta. Disinn tipiku juża ħajt ta '1.5 mm għal sezzjonijiet dritti u ħajt ta' 2.5 mm għal raġġi ta 'barra tal-liwja. Il-ġeometrija tal-liwja hija kritika: liwjiet-raġġ twal (R=5D) jesperjenzaw erożjoni 50% inqas minn liwjiet-raġġ standard (R=1.5D). Il-mudell tal-fluss tal-gass jista 'jiġi mmodifikat bi vanes li jduru 'l fuq mill-liwjiet biex jerġgħu jidderieġu partiċelli 'l bogħod mir-raġġ ta' barra.

Nagħmlu Speċifikazzjoni Informata

Meta tispeċifika tubu tat-titanju reheater għal servizz FGD b'irmied li jtir, identifika l-liwjiet kollha fil-mogħdija tal-gass. Għal kull liwja, speċifika ħxuna tal-ħajt miżjuda (2.0–2.5 mm) fuq ir-raġġ ta 'barra, jew billi tuża tubu mgħawweġ mingħajr saldatura b'ħajt eħxen jew billi tapplika overlay ta' weldjatura ta 'titanju jew karbur tat-tungstenu fuq in-naħa upstream. Itlob immudellar ta' dinamika tal-fluwidu komputazzjonali (CFD) ta' trajettorji ta' partikuli permezz tar-reheater biex tidentifika żoni ta'-erożjoni għolja. Waqt it-tħaddim, wettaq ittestjar tal-ħxuna ultrasoniku kull sena fir-raġġi ta 'barra tal-liwja. Stabbilixxi limitu kritiku tal-ħxuna tal-ħajt (eż. 0.8 mm li jifdal) li fih it-tubu għandu jiġi sostitwit jew imsewwi. Għal installazzjonijiet ġodda, speċifika raġġ ta 'liwja minimu ta' 3D (dijametru ta 'barra tat-tubu tliet darbiet). Jekk ir-restrizzjonijiet tal-ispazju jeħtieġu liwjiet stretti (R=1.5D), jeħtieġ kisja tal-karbur tat-tungstenu jew kmiem tal-ilbies sostitwibbli. Billi jindirizza l-erożjoni preferenzjali fil-liwjiet bħala konsiderazzjoni distinta tad-disinn, l-inġinier jestendi l-ħajja tas-servizz tar-reheaters tat-titanju FGD minn 1–2 snin għal 10–15-il sena fi flussi tal-gass taċ-ċmieni mgħobbija fly-rmied-.