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Jan 10, 2024

결합

오염물질의 내부 누출로 인해 증기발생기에서 발생할 수 있는 손상

정상 작동 중 오염물질의 내부 누출로 인해 증기 발생기에 발생할 수 있는 손상은 많은 논의의 대상입니다.

작성자: Brad Buecker(기고 편집자) 및 Dan Dixon(프로젝트 엔지니어, Lincoln Electric System)

작성자의 메모: 많은 증기 발생 발전소 운영자와 기술 인력은 정상 작동 중에 화학적 혼란이 보일러, 증기 시스템 및 터빈에 심각한 손상을 초래할 수 있다는 것을 알고 있습니다. 높은 온도와 압력은 불순물 유입의 영향을 크게 확대합니다. 그러나 종료 및 후속 시작 중에 발생할 수 있는 심각한 손상은 종종 간과됩니다. 부하 사이클링은 이제 많은 장치가 재생 에너지원에 의해 생성된 부하 변동을 따르는 전력 산업에서 정기적으로 발생합니다. 문제를 더욱 악화시키는 것은 석탄발전소를 대체하는 복합발전소의 확산입니다. 이러한 장치의 순환은 기본적으로 많은 공장에서 표준 절차입니다.

2012년에 저는 이전에 Lincoln Electric System에서 근무했으며 현재는 EPRI(Electric Power Research Institute)에서 근무하고 있는 Dan Dixon과 함께 HRSG 적층 및 시동 화학 제어에 관한 기사를 공동 집필했습니다. 해당 기사에 제시된 아이디어는 여전히 유효하므로 이 게시물은 Power Engineering 웹 사이트에 다시 게시됩니다. 모든 장치가 다르기 때문에 기사에 설명된 개념은 사례별로 평가해야 하며 항상 안전을 최우선으로 생각해야 합니다.

정상 작동 중 오염물질의 내부 누출로 인해 증기 발생기에 발생할 수 있는 손상은 많은 논의의 대상입니다. 그러나 주기적으로 켜지고 꺼지지만 종료, 배치 또는 제대로 시작되지 않는 시스템에서는 매우 심각한 손상이 발생할 수 있습니다. 복합사이클 발전소는 일반적으로 수많은 가동 및 가동 중단으로 인해 이러한 문제에 특히 취약합니다. 이 기사에서는 오프라인 화학과 관련된 가장 중요한 문제를 검토합니다.

기존 및 열회수 증기 발생기(HRSG)는 모두 수벽 배관, 과열기 및 재열기 배관, 보일러 드럼 및 기타 장비로 이루어진 복잡한 미로입니다. 부하 요구 사항 감소 또는 기타 문제로 인해 장치가 오프라인 상태가 되면 회로 내부의 물의 양이 줄어듭니다. 이러한 부피 감소로 인해 시스템 내부에 약간의 진공이 발생하고 결과적으로 외부 공기가 흡입됩니다. 이제 적어도 물과 공기의 경계면에서는 산소 포화도가 정체되는 상태가 확립되었습니다.

산소 공격은 여러 가지 이유로 매우 심각할 수 있습니다. 부식 메커니즘 자체는 산소 농도가 높은 영역에서 심각한 금속 손실을 유발할 수 있습니다.

공격은 집중된 부식으로 인해 짧은 시간 내에 벽 관통 침투 및 장비 고장이 발생할 수 있는 구멍(pitting) 형태를 취하는 경우가 많습니다. 또한 가장 중요한 점은 오프라인 산소 공격으로 인해 시동 중에 증기 발생기로 전달되는 부식 생성물이 생성된다는 점입니다. 수벽 튜브에 산화철이 침착되면 열 효율이 떨어지며, 가장 중요한 것은 침전물 부족 부식이 발생하는 장소가 됩니다. 이러한 메커니즘에는 매우 교활한 수소 손상, [1] 부적절하게 처리된 장치의 산성 인산염 부식 및 부식성 가우징이 포함될 수 있습니다.

산소가 증기 발생기에 침투할 수 있는 또 다른 방법은 충전 또는 보일러 보충을 위해 저장된 응축수 또는 신선한 탈염수가 필요할 때 시동하는 것입니다. 종종 고순도 물은 대기 환기가 되는 저장 탱크에 저장됩니다. 물은 산소와 이산화탄소를 흡수하며 심지어 이러한 화학물질로 포화될 수도 있습니다. 차가운 증기발생기에 메이크업을 주입하면 추가 공격이 발생한다.

LES(Lincoln Electric System) Terry Bundy 복합 사이클 발전소에서 유틸리티 직원은 산소 유입 및 부식을 방지하기 위해 가장 효과적인 몇 가지 기술을 구현했습니다. 우리는 이러한 기술과 함께 효과적일 수 있는 몇 가지 대안을 검토할 것입니다.

가장 중요한 것은 셧다운의 마지막 단계와 후속 단기 레이업 동안 질소 블랭킷을 적용하는 것입니다. 경험에 따르면 압력이 완전히 감소하기 전에 시스템의 주요 지점에 질소를 도입하면 공기 유입이 최소화되는 것으로 나타났습니다. 그런 다음 시스템이 계속 냉각되면서 산소가 포함된 공기가 아닌 질소만 유입됩니다. HRSG의 질소 보호를 위한 핵심 사항에는 증발기, 이코노마이저 및 급수 회로가 포함됩니다.