Замена котла-экономайзера на биомассе: причины и меры предосторожности 

В системе котла на биомассе консерватор является одним из важнейших теплообменных элементов. Он расположен в заднем дымоходе и восстанавливает отработанное тепло выхлопных газов для предварительного нагрева питательной воды котла, тем самым снижая температуру дымовых газов, повышая эффективность котла и снижая расход топлива.

По сравнению с традиционными котлами, работающими на угле, котлы на биомассе имеют более сложные условия сгорания из-за природы топлива. Таким образом, экономайзеры котлов на биомассе более восприимчивы к пыли, коррозии, утечке труб и даже разрыву труб. Поэтому регулярные проверки и своевременная замена экономайзеров имеют решающее значение для поддержания безопасной и стабильной работы котла.

Анализ причин уязвимости экономайзера котла на биомассе

Топливо из биомассы, такое как древесная щепа, рисовая шелуха, солома, пальмовая скорлупа, кора деревьев, сельскохозяйственные или лесные отходы, широко используются, поскольку они являются возобновляемыми и экологически чистыми. Тем не менее, эти виды топлива также создают несколько эксплуатационных проблем.

Во-первых, содержание золы и примесей будет сильно варьироваться в зависимости от источника топлива. Более высокая концентрация летучей золы в дымовых газах постоянно разрушает трубы экономайзера, особенно в высокоскоростных зонах.

Во-вторых, топливо из биомассы может содержать относительно высокие уровни хлора, серы и щелочных металлов, которые могут создать агрессивную среду дымовых газов. В низкотемпературной части экономайзера это может привести к низкотемпературной коррозии, если температура стенки трубы ниже кислотной точки росы.

В-третьих, сжигание биомассы часто приводит к сильному накоплению золы и накипи, которые скапливаются на поверхности теплопередачи, снижая тепловой КПД, увеличивая сопротивление дымовым газам и в некоторых случаях вызывая локальный перегрев.

Из-за этих особенностей экономайзеры котлов на биомассе после длительной эксплуатации часто имеют следующие проблемы:

Коррозия и истончение стенки трубы

коррозионная перфорация

Трещины и протечки сварных швов

Засорение золы и снижение теплопередачи

Влияние отказа печевой трубы на общую работу котла

Когда эти проблемы становятся частыми или широко распространенными, локального ремонта часто больше недостаточно. В этом случае более надежным и экономичным решением становится частичная или полная замена экономайзера.

When should the economizer be replaced? In some projects, minor leaks are initially treated by repair welding or replacement of isolation pipes. However, a more comprehensive replacement should be considered when any of the following occurs: 1. The inspection of severe Wall thinning thickness shows that the remaining Wall thickness has been reduced below the allowable limit for safe operation. 2. Repeated leakage frequent leakage over a short period of time usually indicates the overall aging of the economizer rather than isolated defects. 3. Serious fouling, internal blockage or deformation may restrict gas flow and reduce boiler output. 4. The increase of flue gas outlet temperature often means that the economizer can no longer transfer heat effectively, resulting in energy loss. 5. Large-scale corrosion or erosion if corrosion or wear occurs over a wide area rather than at a few isolated points, The entire tube group may be nearing the end of its service life. 6. When economizer defects begin to cause unplanned downtime, high maintenance frequency, or safety problems, Replacement becomes a necessary operational measure. The main scope of economizer replacement involves much more than simply removing old pipes and installing new ones. A complete replacement project usually includes site investigation, design verification, fabrication, transportation, disassembly, installation, welding, Nondestructive testing and pressure testing. 1. On-site investigation and technical evaluation before replacement, the existing economizer need to be inspected in detail. Including: General layout size tube bundle structure diameter, Wall thickness and material tube spacing and rows of inlet and outlet header connections support the available space for disassembly and hoisting of the suspension structure for older boilers, Original drawings may differ from actual site conditions. Field measurements are essential to ensure the smooth installation of the new economizer. 2. The dismantling process of the existing economizer generally includes: boiler shutdown, Cooling and isolating the medium in the body removing the casing and insulation cutting and removing the old tube bundles, This phase often involves limited workspace, aging structures, and tight shutdown schedules. So careful planning is necessary.

3。 Разработка нового экономайзера

Новый экономайзер должен не только соответствовать существующей компоновке котла, но и быть оптимизирован для условий биомассы. Общие меры по улучшению включают в себя:

Выберите более подходящую трубу и толщину стенки

Оптимизируйте расстояние между трубами для уменьшения накопления пыли

Усиление противоизносной защиты в зонах высокой эрозии

Повышение устойчивости к коррозии в уязвимых зонах

Улучшение качества сварки и характеристик герметизации

Если котел имеет серьезную историю эрозии летучей золы, противоизносная конструкция на стороне дымовых газов может значительно продлить срок службы.

4. Установка и сварка

После доставки нового экономайзера на площадку он должен быть установлен в соответствии с соответствующими процедурами. К основным моментам относятся:

Правильное позиционирование и калибровка

Головка и соединительные компоненты

Все несущие давление детали сварены квалифицированно

Регулировка кронштейнов и точек подъема

Обеспечение адекватных субсидий на расширение

Поддержание разумной площади дымовых каналов

Поскольку экономайзер является несущим давление элементом теплопередачи, качество сварки является одним из ключевых факторов, влияющих на его долгосрочную надежность.

5。 Контроль, неразрушающий контроль и испытания под давлением

После установки система должна пройти ряд проверок, таких как:

визуальный осмотр

Проверка размеров

Неразрушающий контроль сварных швов

гидравлическое испытание

Проверка герметичности

Внутренняя уборка

Там, где это возможно, цифровой рентгенологический контроль (DR) может быть использован для критических сварных соединений, чтобы более четко выявить внутренние дефекты и улучшить контроль качества при замен

Ключевые проблемы при замене экономайзера котла на биомассе
Комбинация коррозии и эрозии
В котлах на биомассе экономайзеры часто подвергаются эрозии дымовых газов и химической коррозии. Поэтому конструкция замены должна быть ориентирована не только на восстановление функциональности, но и на повышение долговечности.

Отклонение размеров площадки
«Многие старые котлы претерпели деформацию, модификацию или ремонт без лицензии». Без точных измерений на месте проблемы с установкой вполне возможны.

плотно закрыть окно
Большинство заводов ожидают, что замена будет завершена в течение ограниченного периода простоя. Это предъявляет высокие требования к графику производства, логистике и координации на месте.

Высокие требования к сварке и проверке
Поскольку экономайзер является напорным элементом, каждый сварной шов должен соответствовать строгим требованиям к качеству. Любой скрытый дефект впоследствии может стать точкой утечки в эксплуатации.

Условия работы после замены
Даже после замены новый экономайзер может быть преждевременно поврежден, если не будет улучшена очистка от золы, контроль качества топлива, температура дымовых газов и режим эксплуатации.

Как продлить срок службы экономайзера после замены
Замена экономайзера – лишь часть решения. Правильная эксплуатация и техническое обслуживание не менее важны для максимального продления срока службы нового агрегата.

Контроль качества топлива.
Постарайтесь уменьшить колебания содержания золы, хлора, щелочных металлов и других агрессивных компонентов топлива биомассы.

Совершенствовать управление выдуванием и очисткой сажи.
Отрегулируйте частоту очистки в соответствии с фактическими характеристиками накопления пыли, чтобы предотвратить чрезмерное накопление пыли.

Контроль температуры дымовых газов и питательной воды.
Избегайте длительной эксплуатации в диапазоне температур, где может произойти криогенная коррозия.

Регулярно проверяйте толщину.
Ежедневный мониторинг помогает обнаружить ранний износ и коррозию до возникновения серьезных утечек.

Обратите пристальное внимание на сварные швы и изгибы.
Эти области, как правило, более восприимчивы к концентрации напряжений, эрозии и термической усталости.

Заключение
В котлах на биомассе экономайзеры играют жизненно важную роль в повышении теплового КПД и снижении потерь энергии, но они также являются одной из наиболее уязвимых поверхностей нагрева при длительной эксплуатации. Из-за сложных характеристик топлива из биомассы экономайзеры часто подвергаются загрязнению золой, эрозии, коррозии и термическому напряжению.

При частых утечках или значительном снижении характеристик теплопередачи необходимо своевременно заменить экономайзер. Качественный проект замены – это больше, чем просто восстановление эксплуатации. Речь также идет о повышении безопасности, эффективности и долгосрочной надежности.

Уделяя пристальное внимание измерениям на месте, инженерному проектированию, качеству изготовления, установке, неразрушающему контролю и техническому обслуживанию после замены, оператор завода может гарантировать, что новый экономайзер не только будет правильно установлен, но и будет надежно работать в течение следующих нескольких лет.