Co do kotła? Biomasa! (2). Ogrzewanie bez korozji

Spalanie biomasy w kotłach jest korzystne ze względów jego zwiększonej trwałości na skutek braku lub znikomej ilości związków siarki w paliwie, za wyjątkiem słomy żółtej (świeżej), której nie należy spalać. Słoma żółta zawiera związki chloru i potasu, które działają korodująco na wymiennik kotła tak samo jak związki siarki. Bezpieczna eksploatacja kotła, zwiększona trwałość wymiennika, jest oczywiście uwarunkowania prawidłowym spalaniem paliwa.

W przypadku niektórych konstrukcji kotłów lub nawet samego paleniska spalanie biomasy może być bardzo niebezpiecznym procesem dla elementów wymiennika ciepła, szczególnie w pobliżu pasa palnika. Główne przyczyny korozji kotłów to:

– stopień agresywności środowiska, określonego przez skład paliwa i warunki spalania;

– temperatura pracy materiału wymiennika i temperatura spalin, które zasadniczo wynikają z konstrukcji samego kotła,

– własności materiału wymiennika, tzn. składu chemicznego i przebiegu pracy elementu w trakcie trwania eksploatacji.

Stopień intensywności powstawania korozji zwiększa się w przypadku spalania  podstechiometrycznego, głównie w kotłach wyposażonych w taki system spalania lub nawet złą regulację palnika i ilości powietrza nadmuchowego, co ma miejsce między innymi w kotłach grzewczych – korozja niskotlenowa. Podczas spalania biomasy zawierającej związki chloru może dojść to tak zwanej wysokotemperaturowej korozji chlorkowej, w której chlor jest szczególnie korozyjny względem stali w wysokiej temperaturze.

Korozja niskotemperaturowa grzewczych kotłów retortowych zwykle powstaje przy zbyt dużej różnicy temperatur spalin i wody kotłowej. W przypadku, gdy temperatura wody kotłowej wpływającej do kotła ma temperaturę poniżej ok. 50oC (w zależności od ciśnienia składnikowego) spaliny, powstałe na palniku retortowym, są bardzo szybko chłodzone, co powoduje roszenie się ich na elementach komory paleniskowej. Roszenie spalin zawierających chlor powoduje, iż na wymienniku osadza się kwas chlorowy, który niszczy warstwę wymiennika. Warunkiem prawidłowej, nieszkodliwej eksploatacji tego rodzaju kotłów jest podniesienie temperatury wody wpływającej do kotła do opisanej wyżej temperatury, gdzie proces skraplania się substancji szkodliwych na wymienniku jest znacznie ograniczony. Sposobów „podbicia” temperatury powrotu kotła jest kilka. Do najbardziej popularnych metod należy stosowanie zaworu mieszającego czterodrogowego, umożliwiającego poprzez ręczną nastawę lub pracę mechaniczną siłownika zamontowanego na zaworze uzyskanie wymaganej przez producentów temperatury powrotu. Zwykle proces ten odbywa się w sposób automatyczny montując na rurze powrotnej do kotła czujnik temperatury powrotu, który jest poziomem odniesienia dla regulatora kotłowego, na którym zadajemy wartość temperatury wody powrotnej. Temperatura ta jest okresowo mierzona po czym siłownik ustawia się w prawidłowym położeniu – stopień otwarcia zaworu – który zapewnia całkowite eliminowanie roszenia się spalin. Do innych metod zabezpieczenia kotła przez niskotemperaturową korozją paleniska należy montowanie pomp kotłowych lub wymienników ciepła. W przypadku pomp kotłowych należy również wyposażyć instalację w termostat z czujnikiem przylgowym, który za pomocą mierzonej temperatury włącza lub wyłącza pracę pompy.

Metody zapobiegania korozji koncentrują się na modyfikacji procesu spalania, prowadzących do zmniejszenia korozyjnych własności spalin i osadów kotłowych. Podstawowe przedsięwzięcia dotyczące następujących obszarów:

– paliwa – optymalizacja jakości paliwa, zmniejszenie udziału szkodliwych związków takich jak siarka czy chlor np. przez odpowiednie mieszanie paliw przed wprowadzeniem do kotła;

– powietrza – wyrównywanie strumieni powietrza do palników, właściwy dobór stopnia zawirowania powietrza;

– spalin – prawidłowy dobór stosunku nadmiaru powietrza w palenisku, utrzymywanie właściwego stosunku O2/CO w pobliżu ścian (tak zwane powietrze zaporowe),

Jeśli chodzi o roczne zużycie materiałowe w przypadku kotłów retortowych, to przyjmuje się, że przecienienie eksploatacyjne ścianki wymiennika stalowego kotła w ciągu roku to 0,1-0,15mm.

Marcin Kupka
Zobacz artykuł w wersji pdf pdf 

Materiały źródłowe: „Modernizacja kotłów energetycznych” Marek Pronobis WNT 2002

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij