DE102009030649B4 - Power plant boilers, in particular for fluidized bed combustion plants with a thermal coating as wear protection measure and method for the thermal coating of power plant boilers as a wear protection measure - Google Patents

Power plant boilers, in particular for fluidized bed combustion plants with a thermal coating as wear protection measure and method for the thermal coating of power plant boilers as a wear protection measure Download PDF

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F23M5/08Cooling thereof; Tube walls

Abstract

Kraftwerkskessel, insbesondere für Wirbelschicht-Feuerungsanlagen, mit einer Kesselwandung (1), die wenigstens teilweise als Wärmetauscher (2) ausgebildet ist, wobei Teile der Kesselwandung (1) eine thermische Beschichtung (6) als Verschleißschutzmaßnahme aufweisen, wobei die thermische Beschichtung (6) teilweise auf die Oberfläche der Kesselwandung (1) aufgebracht ist und teilweise in die Kesselwandung (1) eingelegt ist, wobei die Dicke der thermischen Beschichtung (6) im eingelegten Bereich größer ist als in dem nicht eingelegten Bereich, vorzugsweise doppelt so groß.Power plant boiler, in particular for fluidized bed combustion plants, with a boiler wall (1) which is at least partially formed as a heat exchanger (2), wherein parts of the boiler wall (1) have a thermal coating (6) as a wear protection measure, wherein the thermal coating (6) Partially applied to the surface of the boiler wall (1) and partially in the boiler wall (1) is inserted, wherein the thickness of the thermal coating (6) in the inserted region is greater than in the non-inserted region, preferably twice as large.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftwerkskessel, insbesondere für Wirbelschicht-Feuerungsanlagen, mit einer Kesselwandung, die wenigstens teilweise als Wärmetauscher ausgebildet ist, wobei Teile der Kesselwandung eine thermische Beschichtung als Verschleißschutzmaßnahme aufweisen.The invention relates to a power plant boiler, in particular for fluidized bed combustion plants, with a boiler wall, which is at least partially designed as a heat exchanger, wherein parts of the boiler wall have a thermal coating as wear protection measure.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur thermischen Beschichtung von solchen Kraftwerkskesseln als Verschleißschutzmaßnahme.The invention further relates to a method for the thermal coating of such power plant boilers as wear protection measure.

In Kraftwerkskesseln, insbesondere für Wirbelschicht-Feuerungsanlagen, ist die Kesselwandung wenigstens teilweise als Wärmetauscher ausgebildet. Die als Wärmetauscher ausgebildete Kesselwandung ist mediumdurchströmt, wobei das Medium (Wasser) durch die Feuerung in dem Kraftwerkskessel erhitzt und verdampft wird. Mittels des erzeugten Dampfes wird eine nachgeschaltete Turbine betrieben, die wiederum zur Elektrizitätserzeugung dient.In power plant boilers, especially for fluidized bed combustion plants, the boiler wall is at least partially designed as a heat exchanger. The boiler wall designed as a heat exchanger flows through the medium, with the medium (water) being heated and evaporated by the furnace in the power plant boiler. By means of the generated steam, a downstream turbine is operated, which in turn serves to generate electricity.

Im unteren Teil der Brennkammer ist generell eine feuerfeste Auskleidung vorhanden, im größten Teil der Brennkammer ist die Kesselwandung gegenüber der Feuerung jedoch ungeschützt. Aufgrund der hohen Feststoffbeladung des Rauchgases ist die Kesselwandung einem besonders hohen Erosionsrisiko ausgesetzt, da verfahrensbedingt das feinkörnige, erosive Bettmaterial an der ungeschützten Kesselwandung entlang strömt. Je höher die Beladung der wandnahen Strömung mit Bettmaterial und je größer der Gehalt an erosiven Bestandteilen, insbesondere Quarz, im Bettmaterial ist, desto größer ist das Risiko von gravierenden Anlagenschäden.In the lower part of the combustion chamber, a refractory lining is generally present, but in most of the combustion chamber, the Kesselwandung opposite the furnace is unprotected. Due to the high solids loading of the flue gas, the boiler wall is exposed to a particularly high risk of erosion, as due to the process, the fine-grained, erosive bed material flows along the unprotected boiler wall. The higher the loading of the near-wall flow with bed material and the greater the content of erosive constituents, in particular quartz, in the bed material, the greater the risk of serious system damage.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Kesselwandungen durch eine thermische Beschichtung vor Erosionsschäden zu schützen. Dazu wird die thermische Beschichtung im Bereich von erosiv hoch beanspruchten Zonen großflächig aufgebracht. Die thermische Beschichtung weist dabei eine Erosionsbeständigkeit auf, die wesentlich höher ist als die Erosionsbeständigkeit der zu schützenden Kesselwandung. Die Schichtdicke der thermischen Beschichtung liegt dabei bevorzugt unter 1 mm.From the prior art it is known to protect the boiler walls by a thermal coating against erosion damage. For this purpose, the thermal coating in the range of erosively highly stressed zones is applied over a large area. The thermal coating has an erosion resistance which is substantially higher than the erosion resistance of the boiler wall to be protected. The layer thickness of the thermal coating is preferably less than 1 mm.

Der Erosionsangriff an der senkrechten Kesselwandung erfolgt von oben nach unten, da sich verfahrensbedingt ein in Wandnähe abwärts gerichteter Bettmaterialstrom einstellt. Vorspringende Stufen oder vorstehende Schichten im Übergangsbereich von der Kesselwandung zur thermischen Beschichtung bieten dabei einen Angriffspunkt für erosive Bestandteile des Bettmaterials. Um diese Angriffsfläche möglichst gering auszubilden, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, eine thermische Beschichtung mit nach oben auslaufender Schichtdicke aufzutragen.The erosion attack on the vertical boiler wall takes place from top to bottom, as a result of the process, a bed material flow directed downwards near the wall is established. Projecting steps or protruding layers in the transition region from the boiler wall to the thermal coating thereby provide a point of attack for erosive constituents of the bed material. To make this attack surface as small as possible, it is known from the prior art to apply a thermal coating with upwardly expiring layer thickness.

Nachteilig daran ist, dass der obere sehr dünne Bereich der thermischen Beschichtung schnell wegerodiert wird, wodurch eine vorspringende Stufe entsteht, die eine Angriffsfläche für das erosive Bettmaterial bietet. Dieser Prozess verstärkt sich, solange bis der auslaufende Bereich der thermischen Beschichtung vollkommen wegerodiert ist. Weiterhin kommt es am oberen Ansatz der thermischen Beschichtung zu einem verstärkten Erosionsangriff an der Kesselwandung selbst. Dieser Effekt des Hinterschneidens wird dadurch verursacht, dass die thermische Beschichtung einen höheren Erosionswiderstand aufweist als die Kesselwandung.The disadvantage of this is that the upper, very thin portion of the thermal coating is quickly eroded away, creating a protruding step that provides a surface for the erosive bed material. This process increases until the outgoing area of the thermal coating is completely eroded away. Furthermore, there is an increased erosion attack on the boiler wall itself at the upper approach of the thermal coating. This undercutting effect is caused by the fact that the thermal coating has a higher erosion resistance than the boiler wall.

Der Effekt des Hinterscheidens kann sowohl lokal als auch großflächig auftreten. Da die Schicht herstellungsbedingt nicht gleichmäßig ausläuft, tritt der Effekt des Hinterscheidens vermehrt lokal auf. Daraus resultieren vorzeitige Ausbesserungsmaßnahmen, wodurch die Standzeit der Anlage verkürzt, die Anlagenverfügbarkeit reduziert und die Instandhaltungskosten erhöht werden.The effect of the hindrance can occur both locally and over a large area. Since the layer does not leak evenly due to the production, the effect of the hindrance increasingly occurs locally. This results in early repair measures, which reduces the service life of the system, reduces system availability and increases maintenance costs.

Die EP 1 640 660 A2 offenbart ein Erosionsschutzschild für einen Wirbelbettkessel, wobei die Wandung des Kessels im unteren Bereich eine Schutzschicht aufweist, um die Wandung vor einem Erosionsangriff zu schützen. Die Schutzschicht zeichnet sich dabei durch zwei Zonen mit unterschiedlichen Erosionsbeständigkeiten aus.The EP 1 640 660 A2 discloses an erosion control shield for a fluidized bed boiler, wherein the wall of the boiler has a protective layer at the bottom to protect the wall from erosion attack. The protective layer is characterized by two zones with different erosion resistances.

Die WO 02/18674 A2 beschreibt ein Wärmebarrierenbeschichtungssystem umfassend ein Metallsubstrat, eine erste Keramik umfassende Verbundwärmebarrierebeschichtung über einen ersten Abschnitt des Substrats, die in der Lage ist, Temperaturen standzuhalten, und eine zweite Keramik umfassende Wärmebarrierenbeschichtung über mindestens einen Randabschnitt des Substrats bei einer Peripherie der ersten Verbundwärmebarrierenbeschichtung, wobei die erste Verbundwärmebarrierenbeschichtung in einem vertieften Abschnitt des Metallsubstrats eingebettet ist und wobei die erste Verbundwärmebarrierenbeschichtung eine Metallstützstruktur umfasst, die eine Wabenstruktur mit offenen Zellen enthält.The WO 02/18674 A2 describes a thermal barrier coating system comprising a metal substrate, a composite thermal barrier coating comprising first ceramic over a first portion of the substrate capable of withstanding temperatures, and a second ceramic thermal barrier coating over at least one edge portion of the substrate at a periphery of the first composite thermal barrier coating; A composite thermal barrier coating is embedded in a recessed portion of the metal substrate, and wherein the first composite thermal barrier coating comprises a metal support structure that includes an open cell honeycomb structure.

Die US 2008/0050236 A1 offenbart eine Dichtung zur Abdichtung eines kühlenden Luftstroms von einem aufgeheizten Luftstrom innerhalb einer Verbrennungsmaschine umfassend ein metallisches Substrat mit einer oberen und einer unteren Oberfläche und einer zumindest teilweise auf einer der oberen oder unteren Oberfläche aufgebrachten Beschichtung, wobei die Dichtfunktion durch einen Kontakt der Beschichtung mit einer inneren Oberfläche des Verbrennungsmotors erzielt wird.The US 2008/0050236 A1 discloses a gasket for sealing a cooling air flow from a heated air stream within an internal combustion engine comprising a metallic substrate having top and bottom surfaces and a coating at least partially applied to one of the top or bottom surfaces, wherein the sealing function is achieved by contact of the coating with one inner surface of the internal combustion engine is achieved.

In der US 2002/0098776 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung eines Bauteils mit einer gekrümmten Bauteiloberfläche offenbart, bei welchem mittels eines aus einer Partikelquelle erzeugten Partikelstrahls, der durch die Strahlparameter Einstrahlabstand, Einstrahlintensivität, Einstrahlwinkel und Einstrahldauer charakterisiert ist, was von der Bauteilfläche entlang einer Konturlinie auf der Bauteiloberfläche abgetragen wird. Während der Oberflächenbehandlung wird wenigstens einer der Strahlparameter gezielt so an die Konturlinie angepasst, dass sich entlang der Konturlinie eine homogene Oberflächenraugkeit einstellt. In the US 2002/0098776 A1 a method and a device for surface treatment of a component with a curved component surface is disclosed, in which by means of a particle source generated from a particle beam, which is characterized by the beam parameters Einstrahlabstand, Einstrahlintensivität, Einstrahlwinkel and Einstrahldauer, what of the component surface along a contour line on the component surface is removed. During the surface treatment, at least one of the beam parameters is specifically adapted to the contour line in such a way that a homogeneous surface roughness adjusts along the contour line.

US 5 941 686 A offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines fluidgekühlten Gegenstandes mit einer Wand, die einen von einer ersten Öffnung in einer ersten Wandoberfläche zu einer zweiten Öffnung in einer zweiten Wandoberfläche durchgehenden Fluidkühlkanal aufweist, wobei die zweite Wandoberfläche zumindest anschließend an die zweite Öffnung, einen Schutzüberzug trägt, wobei das Verfahren die Schritte beinhaltet: Wahl einer ersten Querschnittsfläche für die erste Öffnung, um eine gewünschte Größe eines Kühlfluidstroms durch den Fluidkühlkanal festzulegen, Wahl eines Beschichtungsverfahrens zum Auftragen des Schutzüberzugs auf der zweiten Wandoberfläche wenigstens um die zweite Öffnung herum, wobei das Verfahren einen Überzug an teilweise in dem Kanal bei der zweiten Öffnung aufweist und Wahl eines Überzugdickenbereichs für den Überzug mit dem Beschichtungsverfahren auf der zweiten Wandoberfläche wenigstens rings um die zweite Öffnung herum, gekennzeichnet durch Erzeugen des Fluidkühlkanals durch die Wand vor der Beschichtung, wobei der Fluidkühlkanal durch die ganze Wand hindurch eine im Wesentlichen kreisförmige Querschnittsgestalt aufweist, durch die eine Dosierbohrung derart ausgebildet wird, dass die erste Öffnung des Kühlkanals die erste Querschnittsfläche und die zweite Öffnung des Kühlkanals eine zweite Querschnittsfläche aufweist, die um einen Betrag größer ist als die erste Querschnittsfläche, der nicht kleiner ist als eine Verringerung der Querschnittsfläche, die sich aus dem teilweisen Auftrag des Überzugs in dem Kanal an der zweiten Öffnung ergibt, sodass die zweite Öffnung eine Querschnittsfläche aufweist, die nach dem Auftrag des Überzugs zumindest so groß bleibt, wie die Querschnittsfläche der ersten Öffnung, und Auftrag des Überzugs auf der zweiten Wandoberfläche mit dem Beschichtungsverfahren in dem gewählten Überzugdickenbereich, wenigstens rings um die zweite Öffnung herum, derart, dass der Überzug sich rings um deren Umfang in der zweiten Öffnung hinein erstreckt. US Pat. No. 5,941,686 discloses a method of making a fluid cooled article having a wall having a fluid cooling channel passing from a first opening in a first wall surface to a second opening in a second wall surface, the second wall surface bearing a protective coating at least subsequent to the second opening the method comprising the steps of: selecting a first cross-sectional area for the first opening to define a desired amount of cooling fluid flow through the fluid cooling channel, selecting a coating method for applying the protective coating on the second wall surface at least about the second opening, the method applying a coating partially in the channel at the second opening and selecting a coating thickness range for the coating with the coating method on the second wall surface at least around the second opening, characterized by generating d the fluid cooling channel through the wall before coating, wherein the fluid cooling channel has a substantially circular cross-sectional shape through the entire wall through which a metering is formed such that the first opening of the cooling channel, the first cross-sectional area and the second opening of the cooling channel, a second cross-sectional area which is greater than the first cross-sectional area by an amount not less than a reduction in the cross-sectional area resulting from the partial application of the coating in the channel at the second opening such that the second opening has a cross-sectional area that is subsequent to the application of the coating remains at least as large as the cross-sectional area of the first opening, and applying the coating on the second wall surface with the coating process in the selected coating thickness range, at least around the second opening, such that the coating is rin gs extends around the circumference in the second opening into it.

Die US 5 910 290 A beschreibt eine Anordnung in einer Wand, die einen Raum begrenzt, der im Betrieb eine abtragende Strömung in einem Wirbelschichtreaktor enthält, welche Wand eine metallische Tragfläche und einen Überzug auf einen Teil der der abtragenden Strömung zugewandten Oberfläche der Tragfläche umfasst, welche sich dadurch auszeichnet, dass in einem Grenzbereich zwischen dem Überzug und der unbeschichteten Tragfläche, wo im Betrieb die abtragende Strömung von der unbeschichteten Tragfläche zum Überzug stattfindet, eine Vertiefung in der Tragfläche gebildet ist und dass der Überzug derart gestaltet ist, dass er an dieser Vertiefung endet und/oder beginnt.The US 5,910,290 A describes an arrangement in a wall defining a space containing in operation an abrasive flow in a fluidized bed reactor, which wall comprises a metallic airfoil and a coating on a part of the abrasive flow facing surface of the airfoil, which is characterized in that in a boundary region between the coating and the uncoated supporting surface, where in operation the erosive flow from the uncoated supporting surface to the coating takes place, a recess is formed in the supporting surface and that the coating is designed such that it ends and / or begins at this depression ,

Die US 5 302 450 A betrifft flüssigkeitsgeschmierte Metallverschleißgrenzflächen oder Kontaktstellen, und insbesondere die Verwendung von reibungsmindernden Festfilmschmiermitteln auf solchen Grenzflächen, die modifiziert sind, um bei hohen Temperaturen starkem Kratzen der einzelnen Einheiten oder hohen Lagerbelastungen zu widerstehen, während sie entweder mit vollständiger oder mit teilweiser Flüssigkeitsschmierung arbeiten.The US 5,302,450 A relates to liquid-lubricated metal wear interfaces or pads, and more particularly to the use of friction-reducing solid film lubricants on such interfaces modified to withstand high scratching of individual units or high bearing loads at high temperatures while operating with either full or partial fluid lubrication.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Kraftwerkskessel hinsichtlich ihrer Erosionsbeständigkeit gegenüber dem erosiven Bettmaterial weiter zu verbessern.The invention is therefore based on the object to further improve the known from the prior art power plant boiler in terms of their erosion resistance to the erosive bed material.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 oder 9 gelöst.This object is achieved with the features of claims 1 or 9.

Vorteilhafte Ausgestaltungen dazu sind in den weiteren Patentansprüchen genannt.Advantageous embodiments thereof are mentioned in the further claims.

Erfindungsgemäß ist ein in Kraftwerkskessel, insbesondere für Wirbelschicht-Feuerungsanlagen, wobei Teile der Kesselwandung eine thermische Beschichtung als Verschleißschutzmaßnahme aufweisen, wobei die thermische Beschichtung wenigstens teilweise in die Kesselwandung eingelegt ist. Dabei wird die thermische Beschichtung beispielsweise durch Drahtspritzen, Flammspritzen oder Plasmabeschichten auf die Kesselwandung aufgebracht bzw. in die Kesselwandung eingelegt.According to the invention, a power plant boiler, in particular for fluidized bed combustion plants, wherein parts of the boiler wall have a thermal coating as a wear protection measure, wherein the thermal coating is at least partially inserted into the boiler wall. The thermal coating is applied, for example by wire spraying, flame spraying or plasma coatings on the boiler wall or inserted into the boiler wall.

Durch das wenigstens teilweise Einlegen der thermischen Beschichtung in die Kesselwandung werden vorspringende Stufen oder vorstehende Schichten im Übergangsbereich von der Kesselwandung zur thermischen Beschichtung vermieden. Dadurch wird eine deutliche Verringerung der Erosionsschäden an der thermischen Beschichtung und der daran angrenzenden Kesselwandung erreicht.By at least partially inserting the thermal coating into the vessel wall, projecting steps or protruding layers in the transition region from the vessel wall to the thermal coating are avoided. This achieves a significant reduction in the erosion damage to the thermal coating and the adjoining boiler wall.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die thermische Beschichtung in einem Bereich in die Kesselwandung eingelegt, in welchem bei Betrieb des Kraftwerkskessels eine erosionsverursachende Strömung von der Kesselwandung auf die thermische Beschichtung übergeht. Im Falle eines in Wandnähe abwärts gerichteten Bettmaterialstroms ist die thermische Beschichtung in den oberen Bereich in die Kesselwandung eingelegt. Dadurch wird erreicht, dass der Übergang von der Kesselwandung zu der thermischen Beschichtung in dem Bereich, in dem die erosionsverursachende Strömung von der Kesselwandung auf die thermische Beschichtung übergeht, fließend ist und keine vorspringenden Stufen oder vorstehende Schichten vorhanden sind, die als Angriffspunkt für den Erosionsprozess dienen könnten.In a preferred embodiment of the invention, the thermal coating is inserted into a region in the boiler wall, in which, during operation of the power plant boiler, an erosion-causing flow passes from the boiler wall to the thermal coating. In the case of a down-wall near the wall Bedmaterialstroms the thermal coating is inserted in the upper area in the boiler wall. It is thereby achieved that the transition from the boiler wall to the thermal coating in the region in which the erosion-causing flow passes from the boiler wall to the thermal coating is fluid and there are no protruding steps or protruding layers which serve as a point of attack for the erosion process could serve.

Zweckmäßigerweise ist die Dicke der thermischen Beschichtung im nichteingelegten Bereich nahezu konstant. Die thermische Beschichtung ist somit an die Oberfläche der Kesselwandung angepasst und bildet keine vorspringenden Stufen oder vorstehende Schichten aus, die einem Erosionsprozess zusätzliche Angriffspunkte geben könnten.Conveniently, the thickness of the thermal coating in the non-inserted region is almost constant. The thermal coating is thus adapted to the surface of the boiler wall and does not form any projecting steps or protruding layers, which could give additional points of attack to an erosion process.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Dicke der thermischen Beschichtung im eingelegten Bereich größer als im nichteingelegten Bereich, vorzugsweise doppelt so groß. Dadurch wird insbesondere die Gefahr von Hinterschneidungen, die durch den Erosionsprozess verursacht werden, verringert.According to a preferred embodiment of the invention, the thickness of the thermal coating in the inserted region is greater than in the non-inserted region, preferably twice as large. This reduces in particular the risk of undercuts caused by the erosion process.

Zweckmäßigerweise wird die thermische Beschichtung in eine stufenartige Wanddickenreduzierung der Kesselwandung eingelegt, so dass sich gegenüber der erosiven Strömung ein stufenloser Übergang und eine glatte Oberfläche ergibt.Conveniently, the thermal coating is inserted into a step-like reduction in wall thickness of the boiler wall, so that there is a stepless transition and a smooth surface with respect to the erosive flow.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nimmt die Dicke der thermischen Beschichtung an wenigstens einem Rand ab, vorzugsweise im eingelegten Bereich der thermischen Beschichtung, um den Übergang von der Kesselwandung zu der thermischen Beschichtung möglichst kontinuierlich auszubilden. Dies ist insbesondere für ein nachträgliches Aufbringen bzw. Einlegen einer thermischen Beschichtung auf bzw. in die Kesselwandung eines bestehenden Kraftwerkskessels von Vorteil. Zweckmäßigerweise bildet dieser Rand der thermischen Beschichtung mit abnehmender Dicke den Bereich der thermischen Beschichtung aus, in welchem bei Betrieb des Kraftwerkskessels eine erosionsverursachende Strömung von der Kesselwandung auf die thermische Beschichtung übergeht. Dadurch werden Unstetigkeiten im Übergangsbereich von der Kesselwandung zur thermischen Beschichtung weiter verringert. Besonders bevorzugt handelt es sich bei diesem Rand um den eingelegten Bereich der thermischen Beschichtung.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the thickness of the thermal coating decreases at at least one edge, preferably in the inserted region of the thermal coating, in order to form the transition from the vessel wall to the thermal coating as continuously as possible. This is particularly advantageous for a subsequent application or insertion of a thermal coating on or in the boiler wall of an existing power plant boiler. Conveniently, this edge of the thermal coating of decreasing thickness forms the region of the thermal coating in which, during operation of the power plant boiler, an erosion-causing flow passes from the vessel wall to the thermal coating. This further reduces discontinuities in the transition region from the boiler wall to the thermal coating. Particularly preferably, this edge is the inserted region of the thermal coating.

Zeckmäßigerweise ist der Übergang von der Kesselwandung zu der thermischen Beschichtung an wenigstens einem Rand der thermischen Beschichtung kontinuierlich ausgebildet, vorzugsweise im eingelegten Bereich der thermischen Beschichtung.Zeckmäßigerweise the transition from the boiler wall to the thermal coating on at least one edge of the thermal coating is formed continuously, preferably in the inserted region of the thermal coating.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die thermische Beschichtung in einem Bereich auf die Kesselwandung aufgebracht, in welchem während des Betriebs des Kraftwerkskessels Erosionsschäden an der Kesselwandung auftreten. Diese Bereiche sind insbesondere an einem Übergang zwischen zwei Abschnitten der Kesselwandung, wie beispielsweise zwischen der als Wärmetauscher ausgebildeten Kesselwandung und dem darunter angeordneten Trichter, den Ecken der Kesselwandung, der Decke des Kraftwerkskessels und/oder im Bereich einer Austrittsöffnung.According to a preferred embodiment of the invention, the thermal coating is applied in an area on the boiler wall, in which occur during operation of the power plant boiler erosion damage to the boiler wall. These areas are in particular at a transition between two sections of the boiler wall, such as between the designed as a heat exchanger boiler wall and the funnel located below, the corners of the boiler wall, the ceiling of the power plant boiler and / or in the region of an outlet opening.

Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist die Kesselwandung wenigstens teilweise als Wärmetauscher ausgebildet. Eine als Wärmetauscher ausgebildete Kesselwandung wird von einer Flüssigkeit durchströmt, die mittels der Feuerung in dem Kraftwerkskessel verdampft wird, wobei der erzeugte Dampf zum Betrieb einer Turbine genutzt wird. Eine als Wärmetauscher ausgebildete Kesselwandung besteht beispielsweise aus mehreren Rohren, die mittels Stegen miteinander verbunden sind und so eine geschlossene Oberfläche bilden. Zwischen den einzelnen Rohren der als Wärmetauscher ausgebildeten Kesselwandung findet kein Fluidaustausch statt. Ein so ausgebildeter Wärmetauscher wird auch als Membranrohrwand bezeichnet.According to an advantageous embodiment of the invention, the boiler wall is at least partially designed as a heat exchanger. A boiler wall formed as a heat exchanger is flowed through by a liquid which is evaporated by means of the furnace in the power plant boiler, the steam generated being used to operate a turbine. A trained as a heat exchanger boiler wall, for example, consists of several tubes that are interconnected by means of webs and thus form a closed surface. No fluid exchange takes place between the individual tubes of the boiler wall designed as a heat exchanger. Such a trained heat exchanger is also referred to as membrane tube wall.

Eine als Wärmetauscher ausgebildete Kesselwandung ist aufgrund ihrer Konstruktion und der Eigenschaften der bevorzugt verwendeten Materialien erosionsanfälliger als beispielsweise die feuerfeste Ausmauerung im Trichterbereich der Brennkammer. Aufgrund der Erosionsanfälligkeit weist eine als Wärmetauscher ausgebildete Kesselwandung eine Reservewanddicke auf, und zwar aufgrund von Sicherheits- und Erosionszuschlägen. Daher ist es besonders vorteilhaft, wenn die thermische Beschichtung wenigstens teilweise auf die als Wärmetauscher ausgebildete Kesselwandung aufgebracht und wenigstens teilweise in diese eingelegt ist.A trained as a heat exchanger boiler wall is erosion-prone due to their construction and the properties of the preferred materials used as, for example, the refractory lining in the funnel region of the combustion chamber. Due to the susceptibility to erosion, a boiler wall constructed as a heat exchanger has a reserve wall thickness due to safety and erosion surcharges. Therefore, it is particularly advantageous if the thermal coating is at least partially applied to the boiler wall formed as a heat exchanger and at least partially inserted in this.

Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Verfahren zur thermischen Beschichtung von Kraftwerkskesseln als Verschleißschutzmaßnahme, umfassend die Schritte: Vorbereiten der Kesselwandung zur Aufnahme der thermischen Beschichtung durch Strahlen, teilweises Abtragen der Kesselwandung in einem Bereich, in welchem bei Betrieb des Kessels eine erosionsverursachende Strömung von der Kesselwandung, auf die thermische Beschichtung übergeht, und Auftragen der thermischen Beschichtung auf den vorbereiteten und den abgetragenen Bereich der Kesselwandung. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Kesselwandung zur Aufnahme der thermischen Beschichtung durch Strahlen vorbereitet, wodurch die Verbindung zwischen der thermischen Beschichtung und der Kesselwandung erhöht wird. In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird die Kesselwandung teilweise in einem Bereich, in welchem bei Betrieb des Kessels eine erosionsverursachende Strömung von der Kesselwandung auf die thermische Beschichtung übergeht, abgetragen. Dadurch wird die später aufgetragene thermische Beschichtung wenigstens teilweise in die Kesselwandung eingelegt, wodurch sich die zuvor beschriebenen Vorteile ergeben. In einem weiteren Schritt wird die thermische Beschichtung auf den vorbereiteten und den abgetragenen Bereich der Kesselwandung aufgetragen.According to the invention, a process for the thermal coating of power plant boilers as a wear protection measure, comprising the steps: preparing the boiler wall for receiving the thermal coating by blasting, partial removal of the boiler wall in an area in which during operation of the boiler an erosion-causing flow from the boiler wall, on the thermal coating is transferred, and applying the thermal coating on the prepared and the removed area of the boiler wall. According to the method of the invention, the vessel wall is prepared to receive the thermal coating by blasting, thereby increasing the bond between the thermal coating and the vessel wall. In In a further step of the method, the boiler wall is partly removed in an area in which, during operation of the boiler, an erosion-causing flow passes from the boiler wall to the thermal coating. As a result, the later applied thermal coating is at least partially inserted into the boiler wall, resulting in the advantages described above. In a further step, the thermal coating is applied to the prepared and the removed area of the boiler wall.

Zweckmäßigerweise ist der abgetragene Bereich der Kesselwandung dünner als die vorhandene Reservewanddicke, besonders bevorzugt nicht mehr als 50% der Reservewanddicke.Conveniently, the removed area of the boiler wall is thinner than the existing reserve wall thickness, more preferably not more than 50% of the reserve wall thickness.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vor dem Abtragen der Kesselwandung, vorzugsweise vor dem Vorbereiten der Kesselwandung, eine Montagehilfe für das Abtragen und/oder Auftragender thermischen Beschichtung an der Kesselwandung befestigt. Die Montagehilfe ist derart ausgebildet, dass sie die Grenze zwischen der Kesselwandung und der thermischen Beschichtung vorgibt. An dieser vorgegebenen Grenze geht während des Betriebs des Kessels eine erosionsverursachende Strömung von der Kesselwandung auf die thermische Beschichtung über. Mittels der Montagehilfe ist diese Grenze eindeutig vorgegeben und kann ohne vorspringende Stufen oder vorstehende Schichten ausgebildet werden.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, an assembly aid for the removal and / or application of the thermal coating is attached to the boiler wall before the removal of the boiler wall, preferably before preparing the boiler wall. The mounting aid is designed such that it defines the boundary between the boiler wall and the thermal coating. At this predetermined limit, during operation of the boiler, an erosion-causing flow passes from the boiler wall to the thermal coating. By means of the mounting aid, this limit is clearly specified and can be formed without protruding steps or protruding layers.

Zweckmäßigerweise ist die Montagehilfe als Blech ausgebildet, wobei das Blech vorzugsweise an die Kontur der Kesselwandung angepasst ist. Handelt es sich bei der Kesselwandung beispielsweise um eine Membranrohrwand, so ist das Blech als Kammblech ausgebildet.Conveniently, the mounting aid is formed as a sheet, the sheet is preferably adapted to the contour of the boiler wall. If the boiler wall is, for example, a diaphragm tube wall, the plate is designed as a comb plate.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die aufgetragene thermische Beschichtung nach dem Auftragen beschliffen und/oder poliert. Besonders vorteilhaft ist das Beschleifen der thermischen Beschichtung im Übergang zu der Kesselwandung, also wo bei einem Betrieb des Kessels eine erosionsverursachende Strömung von der Kesselwandung auf die thermische Beschichtung übergeht. Durch das Beschleifen werden eventuell vorhandene vorspringende Stufen oder vorstehende Schichten entfernt, so dass sich keine Angriffspunkte für einen Erosionsprozess ausbilden.According to a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention, the applied thermal coating is ground and / or polished after application. Particularly advantageous is the grinding of the thermal coating in the transition to the boiler wall, so where in an operation of the boiler, an erosion-causing flow of the boiler wall passes to the thermal coating. The grinding removes any projecting steps or protruding layers so that no points of attack for an erosion process are formed.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen 50% und 200% der Schichtdicke der thermischen Beschichtung von der Kesselwandung abgetragen wird, wobei die thermische Beschichtung bei Werten über 100% im eingelegten Bereich dicker ausgebildet ist als im nicht eingelegten Bereich.A further advantageous embodiment of the invention is characterized in that between 50% and 200% of the layer thickness of the thermal coating is removed from the boiler wall, wherein the thermal coating is made thicker at values above 100% in the inserted region than in the non-inserted region.

Eine thermische Beschichtung kann auch auf eine bereits mit entsprechender Oberflächenkontur versehene Kesselwandung aufgebracht werden. Die Oberflächenkontur kann beispielsweise Mulden, Durchmesserstufungen oder andere Ausnehmungen aufweisen. In dem Fall kann der Verfahrensschritt des Abtragens ausgelassen werden. Für den Fall das die Kesselwandung während der Herstellung bereits zur Aufnahme einer thermischen Beschichtung ausgebildet wurde, ist der Verfahrensschritt des Vorbereitens ebenfalls nicht notwendig.A thermal coating can also be applied to an already provided with a corresponding surface contour boiler wall. The surface contour may have, for example, depressions, diameter graduations or other recesses. In that case, the abrading step may be omitted. In the event that the boiler wall was already formed during manufacture for receiving a thermal coating, the process step of preparation is also not necessary.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer aus dem Stand der Technik bekannten thermischen Beschichtung und einer erfindungsgemäßen thermischen Beschichtung nach den 1 bis 5 näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on a known from the prior art thermal coating and a thermal coating according to the invention after the 1 to 5 explained in more detail. Show it:

1: einen Ausschnitt aus einer Kesselwandung eines erfindungsgemäßen Kraftwerkskessels, 1 : a section of a boiler wall of a power plant boiler according to the invention,

2: eine Schnittdarstellung durch eine als Wärmetauscher ausgebildete Kesselwandung, 2 FIG. 2 is a sectional view through a boiler wall designed as a heat exchanger. FIG.

3A bis 3D eine Schnittdarstellung durch eine Kesselwandung mit einer thermischen Beschichtung nach dem Stand der Technik und Fortschreiten eines Erosionsprozesses, 3A to 3D a sectional view through a boiler wall with a thermal coating according to the prior art and progression of an erosion process,

4: eine Schnittdarstellung durch eine als Wärmetauscher ausgebildete Kesselwandung mit angebrachter Montagehilfe, und 4 a sectional view through a trained as a heat exchanger boiler wall with attached mounting aid, and

5A bis 5D eine Schnittdarstellung durch eine Kesselwandung während der Herstellung einer erfindungsgemäßen thermischen Beschichtung. 5A to 5D a sectional view through a boiler wall during the production of a thermal coating according to the invention.

In 1 ist ein Ausschnitt einer Kesselwandung 1 eines Kraftwerkskessels für eine Wirbelschicht-Feuerungsanlage dargestellt. Die Kesselwandung 1 umfasst einen als Wärmetauscher 2 ausgebildeten Bereich und einen feuerfest ausgekleideten Bereich 3 im unteren Bereich der Brennkammer.In 1 is a section of a boiler wall 1 a power plant boiler for a fluidized bed furnace. The boiler wall 1 includes one as a heat exchanger 2 trained area and a fireproof lined area 3 in the lower part of the combustion chamber.

Die als Wärmetauscher 2 ausgebildete Kesselwandung besteht aus mehreren Rohren 4, die über Stege 5 miteinander verbunden sind, so dass sie eine geschlossene Wandung bilden. Über die Stege 5 wird keine Fluidverbindung zwischen den einzelnen Rohren hergestellt. Innerhalb der Rohre 4 wird eine Flüssigkeit erhitzt und verdampft, mittels derer beispielsweise eine nachgeschaltete Turbine zur Elektrizitätserzeugung angetrieben wird.The as a heat exchanger 2 trained boiler wall consists of several pipes 4 over the jetties 5 connected together so that they form a closed wall. About the bridges 5 no fluid connection is made between the individual tubes. Inside the pipes 4 a liquid is heated and vaporized, by means of which, for example, a downstream turbine is driven to generate electricity.

Bei dem Betrieb des Kraftwerkskessels stellt sich ein in Wandnähe abwärts gerichteter Bettmaterialstrom 11 ein, dessen Schichtdicke von oben nach unten kontinuierlich zunimmt. Die in dem Bettmaterial enthaltenen erosiven Bestandteile verursachen dabei eine Erosion an der als Wärmetauscher 2 ausgebildeten Kesselwandung 1. Weiterhin werden die erosiven Bestandteile des Bettmaterialstroms 11 beim Auftreffen auf den Feuerfest ausgekleideten Bereich 3 abgelenkt, wodurch die als Wärmetauscher 2 ausgebildete Kesselwandung 1 weiter erosiv beansprucht wird. During operation of the power plant boiler, a bed material flow directed downwards near the wall presents itself 11 a, whose layer thickness increases continuously from top to bottom. The erosive constituents contained in the bed material thereby cause erosion at the as a heat exchanger 2 trained boiler wall 1 , Furthermore, the erosive constituents of the bed material flow become 11 when hitting the refractory lined area 3 deflected, causing the as a heat exchanger 2 trained boiler wall 1 continues to be claimed erosive.

Die erosive Schädigung der als Wärmetauscher 2 ausgebildeten Kesselwandung 1 kann bis zu einem Aufplatzen eines Rohres 4, einem sogenannten Rohrreißer, führen, was die sofortige Stilllegung des Kraftwerkskessels zur Folge hätte. In 2 ist ein Schnitt durch den als Wärmetauscher 2 ausgebildeten Bereich der Kesselwandung 1 dargestellt. Der in 2 dargestellte als Wärmetauscher 2 ausgebildete Bereich der Kesselwandung 1 besteht aus mehreren einzelnen Rohren 4, die über Stege 5 miteinander verbunden sind, so dass die Rohre 4 in Verbindung mit den Stegen 5 eine geschlossene Wandung bilden. Solche eine aus Rohren 4 und Stegen 5 bestehende Kesselwandung wird beispielsweise als Membranwand bezeichnet.The erosive damage of as a heat exchanger 2 trained boiler wall 1 can be up to a bursting of a pipe 4 , a so-called Rohrreißer lead, which would have the immediate shutdown of the power plant boiler result. In 2 is a section through the as a heat exchanger 2 trained area of the boiler wall 1 shown. The in 2 shown as a heat exchanger 2 trained area of the boiler wall 1 consists of several individual tubes 4 over the jetties 5 connected to each other, so that the pipes 4 in connection with the webs 5 form a closed wall. Such a one of pipes 4 and jetties 5 existing boiler wall is referred to, for example, as a membrane wall.

In 3A ist ein Schnitt durch ein Rohr 4 einer als Wärmetauscher 2 ausgebildeten Kesselwandung 1 dargestellt. Auf die Oberfläche des Rohrs 4 wurde eine thermische Beschichtung 6 als Verschleißschutz aufgetragen. Dabei weist die thermische Beschichtung 6 eine höhere Erosionsbeständigkeit auf, als das Material des Rohrs 4. Im oberen Bereich 7 der thermischen Beschichtung 6 nimmt die Dicke der thermischen Beschichtung 6 nach oben hin ab, so dass einer im Wandnähe abwärts gerichtete Strömung 11 mit erosivem Bestandteil eine kleine Angriffsfläche geboten wird. In dem oberen Bereich 7 der thermischen Beschichtung 6 am oberen Ende sehr dünn ausgebildet ist und der Ansatz der thermischen Beschichtung 6 einen Angriffspunkt für erosives Material bildet, wird der obere Bereich 7 der thermischen Beschichtung 6 schnell erodiert. Dieser Vorgang ist schematisch in 3B dargestellt.In 3A is a section through a pipe 4 one as a heat exchanger 2 trained boiler wall 1 shown. On the surface of the pipe 4 became a thermal coating 6 applied as wear protection. In this case, the thermal coating 6 a higher erosion resistance than the material of the pipe 4 , In the upper area 7 the thermal coating 6 takes the thickness of the thermal coating 6 upward, leaving a downward flow near the wall 11 with erosive component a small attack surface is offered. In the upper area 7 the thermal coating 6 is formed very thin at the top and the approach of thermal coating 6 forms a point of attack for erosive material becomes the upper area 7 the thermal coating 6 eroded quickly. This process is schematic in 3B shown.

Durch den Prozess des Erodierens der thermischen Beschichtung 6 bildet sich eine Stufe 8 aus, die mit zunehmendem Erosionsangriff immer größer wird, bis der obere Bereich 7 der thermischen Beschichtung 6 vollkommen erodiert ist. Weiterhin wird durch die Erosion der thermischen Beschichtung 6 ebenfalls die Oberfläche des Rohrs 4 beschädigt.Through the process of eroding the thermal coating 6 a step forms 8th which becomes larger with increasing erosion attack until the upper area 7 the thermal coating 6 completely eroded. Furthermore, the erosion of the thermal coating 6 also the surface of the pipe 4 damaged.

Da die thermische Beschichtung 6 eine höhere Erosionsbeständigkeit aufweist als das Material des Rohrs 4 bildet sich eine Hinterschneidung 9 hinter der thermischen Beschichtung 6 in der Rohrwandung aus, die progressiv bis zum Rohrreißer verläuft.Because the thermal coating 6 has a higher erosion resistance than the material of the pipe 4 An undercut is formed 9 behind the thermal coating 6 in the pipe wall, which progresses progressively to the pipe ripper.

Die Ausbildung der Stufe 8 und der Hinterschneidung 9 ist schematisch in den 3C und 3D dargestellt.The training of the stage 8th and the undercut 9 is schematic in the 3C and 3D shown.

In 4 ist eine Schnittdarstellung durch eine als Wärmetauscher 2 ausgebildete Kesselwandung 1 dargestellt. An der Kesselwandung 1 ist eine Montagehilfe 10 zur Herstellung einer zumindest teilweise in der Kesselwandung eingelegt thermischen Beschichtung 6.In 4 is a sectional view through a heat exchanger 2 trained boiler wall 1 shown. At the boiler wall 1 is an assembly aid 10 for producing a thermal coating which is at least partially inserted in the boiler wall 6 ,

Das Verfahren zur Herstellung einer thermischen Beschichtung von Kraftwerkskessel als Verschleißschutzmaßnahme ist in den 5A bis 5D dargestellt.The method for producing a thermal coating of power plant boiler as a wear protection measure is in the 5A to 5D shown.

Bei der Darstellung gemäß 5A handelt es sich um einen Schnitt durch die als Wärmetauscher ausgebildete Kesselwandung gemäß 4 in Linie I.-I. Dargestellt ist ein Schnitt durch ein Rohr 4 der als Wärmetauscher ausgebildeten Kesselwandung 1. An der brennkammerseitigen Oberfläche des Rohrs 4 ist eine als Blech ausgebildete Montagehilfe 10 befestigt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine erfindungsgemäße thermische Beschichtung unterhalb der Montagehilfe 10 auf die Oberfläche des Rohrs 4 aufgebracht und teilweise in die Oberfläche des Rohrs 4 eingelegt. Dazu wird die Oberfläche des Rohrs 4 unterhalb der Montagehilfe 10 durch Strahlen, beispielsweise Sandstrahlen, zur Aufnahme der erfindungsgemäßen thermischen Beschichtung 6 vorbereitet. Durch das Strahlen wird unter anderem die Oberfläche des Rohrs 4 gereinigt und oberflächenaktiviert, so dass anschließend die aufgetragene thermische Beschichtung 6 aufgetragen werden kann.In the presentation according to 5A it is a section through the designed as a heat exchanger boiler wall according to 4 in line I.-I. Shown is a section through a pipe 4 the trained as a heat exchanger boiler wall 1 , At the combustion chamber side surface of the pipe 4 is designed as a sheet mounting aid 10 attached. In the illustrated embodiment, a thermal coating according to the invention below the mounting aid 10 on the surface of the pipe 4 applied and partially into the surface of the pipe 4 inserted. This will be the surface of the pipe 4 below the mounting aid 10 by blasting, for example sandblasting, for receiving the thermal coating according to the invention 6 prepared. By blasting, among other things, the surface of the pipe 4 cleaned and surface activated, so that then the applied thermal coating 6 can be applied.

In 5B ist die als Wärmetauscher 2 ausgebildete Kesselwandung 1 nach einem teilweise Abtragen der Kesselwanndung dargestellt. Die Kesselwandung 1 wurde in einem Bereich abgetragen, in welchem bei Betrieb des Kessels eine erosionsverursachende Strömung 11 von der Kesselwandung 1 auf die thermische Beschichtung 6 übergeht.In 5B is that as a heat exchanger 2 trained boiler wall 1 shown after a partial removal of the boiler trough. The boiler wall 1 was eroded in an area where, in operation of the boiler, an erosion-causing flow 11 from the boiler wall 1 on the thermal coating 6 passes.

In 5C ist die als Wärmetauscher 2 ausgebildeter Kesselwandung 1 nach einem Auftragen der thermischen Beschichtung 6 dargestellt. Dabei ist die thermische Beschichtung 6 in den zuvor abgetragenen Bereich der Kesselwandung 1 eingelegt und schließt mit der als Blech ausgebildeten Montagehilfe bündig ab. Weiterhin ist die thermische Beschichtung 6 zu der Montagehilfe 10 hin fließend ausgebildet, sodass eine erosionsverursachende Strömung 11 mittels der thermischen Beschichtung 6 von der Kesselwandung 1 abgelenkt wird.In 5C is that as a heat exchanger 2 trained boiler wall 1 after applying the thermal coating 6 shown. Here is the thermal coating 6 in the previously removed area of the boiler wall 1 inserted and closes flush with the trained as a sheet mounting aid. Furthermore, the thermal coating 6 to the assembly aid 10 formed fluently, so that an erosion-causing flow 11 by means of the thermal coating 6 from the boiler wall 1 is distracted.

In 5D ist die als Wärmetauscher 2 ausgebildete Kesselwandung 1 nach 5C nach einem Entfernen der Montagehilfe 10 dargestellt. Nach dem Entfernen der Montagehilfe 10 wird die thermische Beschichtung 6 gegebenenfalls noch beschliffen, insbesondere der Übergang zu der Oberfläche des Rohrs 4, um vorspringende Stufen oder vorstehende Schichten im Übergangsbereich von der Rohrwand zu der thermischen Beschichtung 6 zu vermeiden. Wie in 6 angedeutet, trifft eine erosionsverursachende Strömung 11 auf die erfindungsgemäße thermische Beschichtung 6, wobei an dem Übergang zwischen der Kesselwandung 1 und der thermischen Beschichtung 6 keine vorspringenden Stufen oder vorstehenden Schichten vorhanden sind, die der erosionsverursachende Strömung 11 einen Angriffspunkt bieten könnten.In 5D is that as a heat exchanger 2 trained boiler wall 1 to 5C after removing the mounting aid 10 shown. After removing the mounting aid 10 becomes the thermal coating 6 optionally ground, in particular the transition to the surface of the tube 4 to project projecting steps or protruding layers in the transition region from the pipe wall to the thermal coating 6 to avoid. As in 6 indicated, meets an erosion-causing flow 11 on the thermal coating according to the invention 6 , being at the transition between the boiler wall 1 and the thermal coating 6 there are no projecting steps or protruding layers, that is the erosion-causing flow 11 could offer a point of attack.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kesselwandungboiler wall
22
Wärmetauscherheat exchangers
33
Mauerwerkmasonry
44
Rohrpipe
55
Stegweb
66
Thermische BeschichtungThermal coating
77
Auslaufender/oberer Bereich thermischer BeschichtungLeaking / upper area of thermal coating
88th
Erosionsbedingte StufeErosion-related stage
99
Hinterschneidungundercut
1010
Montagehilfemounting aid
1111
Erosionsverursachende StrömungErosion-causing flow

Claims (12)

Kraftwerkskessel, insbesondere für Wirbelschicht-Feuerungsanlagen, mit einer Kesselwandung (1), die wenigstens teilweise als Wärmetauscher (2) ausgebildet ist, wobei Teile der Kesselwandung (1) eine thermische Beschichtung (6) als Verschleißschutzmaßnahme aufweisen, wobei die thermische Beschichtung (6) teilweise auf die Oberfläche der Kesselwandung (1) aufgebracht ist und teilweise in die Kesselwandung (1) eingelegt ist, wobei die Dicke der thermischen Beschichtung (6) im eingelegten Bereich größer ist als in dem nicht eingelegten Bereich, vorzugsweise doppelt so groß.Power plant boilers, in particular for fluidized bed combustion plants, with a boiler wall ( 1 ), at least partially as a heat exchanger ( 2 ), wherein parts of the boiler wall ( 1 ) a thermal coating ( 6 ) as a wear protection measure, wherein the thermal coating ( 6 ) partly on the surface of the boiler wall ( 1 ) is applied and partially into the boiler wall ( 1 ), wherein the thickness of the thermal coating ( 6 ) is greater in the inserted area than in the non-inserted area, preferably twice as large. Kraftwerkskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Beschichtung (6) in einem Bereich in die Kesselwandung (1) eingelegt ist, in welchem bei Betrieb des Kraftwerkskessels eine erosionsverursachende Strömung (11) von der Kesselwandung (1) auf die thermische Beschichtung (6) übergeht.Power plant boiler according to claim 1, characterized in that the thermal coating ( 6 ) in an area in the boiler wall ( 1 ), in which, during operation of the power plant boiler, an erosion-causing flow ( 11 ) from the boiler wall ( 1 ) on the thermal coating ( 6 ) passes over. Kraftwerkskessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der thermischen Beschichtung (6) im nicht eingelegten Bereich nahezu konstant ist.Power plant boiler according to claim 1 or 2, characterized in that the thickness of the thermal coating ( 6 ) is almost constant in the non-inserted area. Kraftwerkskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der thermischen Beschichtung (6) an wenigstens einem Rand abnimmt, vorzugsweise im eingelegten Bereich der thermischen Beschichtung (6).Power plant boiler according to one of claims 1 to 3, characterized in that the thickness of the thermal coating ( 6 ) decreases at at least one edge, preferably in the inserted region of the thermal coating ( 6 ). Kraftwerkskessel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von der Kesselwandung (1) zu der thermischen Beschichtung (6) an wenigstens einem Rand der thermischen Beschichtung (6) fließend ausgebildet ist, vorzugsweise im eingelegten Bereich der thermischen Beschichtung (6).Power plant boiler according to claim 4, characterized in that the transition from the boiler wall ( 1 ) to the thermal coating ( 6 ) on at least one edge of the thermal coating ( 6 ) is formed fluently, preferably in the inserted region of the thermal coating ( 6 ). Kraftwerkskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Beschichtung (6) in einem Bereich auf die Kesselwandung (1) aufgebracht ist, in welchem während des Betriebs des Kraftwerkskessels Erosionsschäden an der Kesselwandung (1) auftreten, vorzugsweise an einem Übergang zwischen zwei Abschnitten der Kesselwandung (1), den Ecken der Kesselwandung (1), der Decke des Kraftwerkskessels und/oder im Bereich einer Austrittsöffnung.Power plant boiler according to one of claims 1 to 5, characterized in that the thermal coating ( 6 ) in an area on the boiler wall ( 1 ) is applied, in which during operation of the power plant boiler erosion damage to the boiler wall ( 1 ) occur, preferably at a transition between two sections of the boiler wall ( 1 ), the corners of the boiler wall ( 1 ), the ceiling of the power plant boiler and / or in the region of an outlet opening. Kraftwerkskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kesselwandung (1) wenigstens teilweise als Wärmetauscher zum Verdampfen einer Flüssigkeit innerhalb des Wärmetauschers ausgebildet ist.Power plant boiler according to one of claims 1 to 6, characterized in that the boiler wall ( 1 ) is at least partially formed as a heat exchanger for vaporizing a liquid within the heat exchanger. Kraftwerkskessel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Beschichtung (6) wenigstens teilweise auf die als Wärmetauscher (2) ausgebildete Kesselwandung (1) aufgebracht und wenigstens teilweise eingelegt ist.Power plant boiler according to claim 7, characterized in that the thermal coating ( 6 ) at least partially as heat exchangers ( 2 ) formed boiler wall ( 1 ) is applied and at least partially inserted. Verfahren zur thermischen Beschichtung von Kraftwerkskesseln nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Verschleißschutzmaßnahme umfassend die Schritte: Vorbereiten einer Kesselwandung (1) zur Aufnahme einer thermischen Beschichtung (6) durch Strahlen, teilweises Abtragen der Kesselwandung (1) in einem Bereich in welchem bei Betrieb des Kessels eine erosionsverursachende Strömung (11) von der Kesselwandung (1) auf die thermische Beschichtung (6) übergeht, und Auftragen der thermischen Beschichtung (6) auf den vorbereiteten und den abgetragenen Bereich der Kesselwandung (1), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen 101% und 200% der Schichtdicke der thermischen Beschichtung von der Kesselwandung abgetragen wird, sodass die thermische Beschichtung im eingelegten Bereich dicker ausgebildet ist als im nicht eingelegten Bereich.Process for the thermal coating of power plant boilers according to one of claims 1 to 8 as a wear protection measure comprising the steps of: preparing a boiler wall ( 1 ) for receiving a thermal coating ( 6 ) by blasting, partial removal of the boiler wall ( 1 ) in an area in which, during operation of the boiler, an erosion-causing flow ( 11 ) from the boiler wall ( 1 ) on the thermal coating ( 6 ), and applying the thermal coating ( 6 ) on the prepared and the removed area of the boiler wall ( 1 ), characterized in that between 101% and 200% of the layer thickness of the thermal coating is removed from the boiler wall, so that the thermal coating is formed thicker in the inserted region than in the non-inserted region. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Abtragen der Kesselwandung (1), vorzugsweise vor dem Vorbereiten der Kesselwandung (1), eine Montagehilfe (10) für das Abtragen und/oder Auftragen der thermischen Beschichtung (6) an der Kesselwandung (1) befestigt wird.A method according to claim 9, characterized in that before the removal of the boiler wall ( 1 ), preferably before preparing the boiler wall ( 1 ), an assembly aid ( 10 ) for the Removal and / or application of the thermal coating ( 6 ) on the boiler wall ( 1 ) is attached. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagehilfe (10) als Blech ausgebildet ist, wobei das Blech vorzugsweise an die Kontur der Kesselwandung (1) angepasst ist.Method according to claim 10, characterized in that the assembly aid ( 10 ) is formed as a sheet metal, wherein the sheet preferably to the contour of the boiler wall ( 1 ) is adjusted. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgetragene thermische Beschichtung (6), insbesondere der Übergang zu der Kesselwandung (1), beschliffen wird.Method according to one of claims 9 to 11, characterized in that the applied thermal coating ( 6 ), in particular the transition to the boiler wall ( 1 ), is ground.
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