DE3822874C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines korrosionsfesten Schutzes an Flossenwänden und Überhitzer­ rohren in schwefelhaltigen Heißgasen, die bei Oberflächentem­ peraturen von über 400°C in Verbrennungsanlagen eingesetzt sind.The invention relates to a method for producing a Corrosion-resistant protection on fin walls and superheaters pipes in hot gases containing sulfur, temperatures of over 400 ° C are used in incineration plants are.

An Flossenwänden, insbesondere von Großfeuerungsanlagen, beispielsweise in thermischen Kraftwerken, Müllverbrennungs­ anlagen od. dgl., treten in Abhängigkeit von dem eingesetzten flüssigen, gasförmigen oder festen Brennstoff in der Turbu­ lenzzone der Flamme bzw. des Feuerballes starke Korrosions­ erscheinungen auf.On fin walls, especially of large combustion plants, for example in thermal power plants, waste incineration plants or the like occur depending on the used liquid, gaseous or solid fuel in the turbu Lenzzone the flame or the fireball strong corrosion appearances.

Die Entstehung dieses Korrosionsangriffes ist auf die oxydierende bzw. reduzierende Flamme und auf die ver­ schiedenen Oxide von Elementen in den Flammengasen wie z. B. SO2 oder CO zurückzuführen. Bis heute werden an den stark korrodierten Stellen die Rohre bzw. Teile der Flossenwand herausgeschnitten und durch neue Teile ersetzt. Bei Verwen­ dung von Plasma und Drahtspritzverfahren konnte ein solcher Austausch teilweise bzw. in begrenzten Fällen vermieden werden. Allerdings zeigten diese Beschichtungen unbefrie­ digend kurze Standzeiten bzw. bei Einsatz einer Haftschicht Ablöseerscheinungen. The emergence of this corrosion attack is on the oxidizing or reducing flame and on the ver different oxides of elements in the flame gases such. B. attributed SO 2 or CO. To date, the pipes or parts of the fin wall have been cut out at the highly corroded areas and replaced with new parts. When using plasma and wire spraying, such an exchange could be avoided in part or in limited cases. However, these coatings showed unsatisfactorily short service lives or signs of detachment when using an adhesive layer.

Besondere Erschwernisse entstehen durch die Größe der erfor­ derlichen Spritzanlagen und den beim Spritzen auftretenden Geräuschpegel, der ein Arbeiten mit Gehörschutz notwendig macht. Auch die bei diesen Verfahren einzuhaltenden Spritz­ distanzen zum Aufbringen einer konstanten Schicht sind beim Arbeiten in Kesselanlagen schwierig einzuhalten.Particular difficulties arise due to the size of the other spray systems and those that occur during spraying Noise level that requires working with hearing protection makes. Also the spray to be observed in these processes Distances for applying a constant layer are important Difficult to keep working in boiler systems.

Gegen den Einsatz an sich bekannter autogener Flammspritz­ brenner bestanden in der Fachwelt erhebliche Bedenken, weshalb derartige Geräte auf dem in Rede stehenden Gebiet nicht angewendet wurden.Against the use of autogenous flame spray known per se Brenner had considerable concerns in the professional world, why such devices in the field in question have not been applied.

Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder die Aufgabe gestellt, das eingangs erwähnte Verfahren unter Meidung der erkannten Mängel zu verbessern sowie einen korrosions­ festen Schutz für Flossenwände und Überhitzerrohre in schwefelhaltigen Heißgasen mittels gut und dauerhaft einge­ setzter Werkstoffe zu schaffen.In view of these circumstances, the inventor has the task posed, the procedure mentioned at the beginning with avoidance to improve the detected defects as well as a corrosion solid protection for fin walls and superheater pipes in sulfurous hot gases by means of good and permanent to set materials.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zur Bildung einer Schutzschicht - von bevorzugt 0,2 bis 1,5 mm Dicke - ein aus dem Schmelzfluß verdüstes Metallpulver mit einem auto­ genen Flammspritzbrenner bei einer Gasdurchflußmenge zwischen etwa 1000 bis 3000 NL/h - vorteilhafterweise 1500 bis 2500 NL/h - für das Brenngas aufgetragen, wobei das eingesetzte Metallpulver die folgende Zusammensetzung aufweist:In the method according to the invention, a Protective layer - preferably from 0.2 to 1.5 mm thick Metal powder atomized from the melt flow with an auto gene flame spray burner with a gas flow rate between about 1000 to 3000 NL / h - advantageously 1500 up to 2500 NL / h - applied for the fuel gas, whereby the Metal powder used the following composition having:

Cr 15% bis 35%,
Mn 0,05 bis 3%,
Mo 0,05% bis 5,0%,
C 0,1% bis 3,0%,
Si 0,1 bis 3%,
Al 2% bis 15% mit Rest Fe.
Cr 15% to 35%,
Mn 0.05 to 3%,
Mo 0.05% to 5.0%,
C 0.1% to 3.0%,
Si 0.1 to 3%,
Al 2% to 15% with the rest Fe.

Bevorzugte Bereiche sindPreferred areas are

Cr 20% bis 30%,
Mn 0,1% bis 2%,
Mo 0,1% bis 4%,
C 0,1% bis 2,9%,
Si 0,5% bis 2%,
Al 3% bis 10%,
Rest Fe.
Cr 20% to 30%,
Mn 0.1% to 2%,
Mo 0.1% to 4%,
C 0.1% to 2.9%,
Si 0.5% to 2%,
Al 3% to 10%,
Rest of Fe.

Zu weiteren Merkmalen wird auf die Unteransprüche Bezug genommen.For further features, reference is made to the subclaims taken.

Die Schicht hat einen gleichmäßigen Aufbau und wird ohne Haftgrund aufgespritzt. Durch die Homogenität und die Zusammensetzung ist eine gute Korrosionsbeständigkeit in schwefelhaltigen Heißgasen mit einem Schwefelgehalt über 0,2% bis 5% gegeben.The layer has a uniform structure and is without Sprayed on the primer. Due to the homogeneity and the Composition is good in corrosion resistance sulfurous hot gases with a sulfur content of more than 0.2% up to 5%.

Die Erfin­ dung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung erläutert; diese zeigt inThe Erfin is used in the description below a preferred embodiment and based on the Drawing explained; this shows in

Fig. 1 einen Steilrohrkessel im Querschnitt; Figure 1 shows a steep tube boiler in cross section.

Fig. 2 eine schematisierte Wiedergabe des Steilrohrkessels. Fig. 2 is a schematic representation of the steep tube boiler.

Ein Steilrohrkessel 10 für Kohlefeuerung weist über einem Entascher 12 einen Feuerraum 14 mit Brenner 15 und eine Vielzahl von Wasserrohren 16 an den Kesselwänden 17 auf. Mit 18 sind Schottenüberhitzer unterhalb einer Kes­ seltrommel 20 bezeichnet, mit 22 Berührungsüberhitzer und mit 24 Speisewasservorwärmer 24 - in welchen mit den Abgasen der Kesselanlage das Speisewasser unter Ein­ sparung von Brennstoff und Verringerung der Wärmespan­ nungen im Kessel vorgewärmt wird - sind an der rechten Flanke der Fig. 1 Luftvorwärmer 26 angeordnet. In jenen Überhitzern 18, 22 wird Sattdampf ohne Drucksteigerung auf eine höhere Temperatur gebracht, d. h. überhitzt.A steep tube boiler 10 for coal firing has a combustion chamber 14 with a burner 15 and a plurality of water tubes 16 on the boiler walls 17 above a deasher 12 . With 18 bulkhead superheater below a Kes seltrommel 20 are designated, with 22 touch superheaters and with 24 feed water preheaters 24 - in which the feed water is preheated with a fuel saving and a reduction in thermal stresses in the boiler with the exhaust gases of the boiler system - are on the right flank of the Fig. 1 arranged air preheater 26 . In those superheaters 18, 22 , saturated steam is brought to a higher temperature, ie superheated, without increasing the pressure.

Die Fig. 2 zeigt typische Belastungszonen für Korrosion (Index k) und Erosion (Index a). Korrosionen sind vor­ nehmlich am Brenner 15 k , an der Kesselwand 17 k und an den Schottenüberhitzern 18 k zu finden, die Erosionser­ scheinungen hingegen unterhalb des Feuerraums 14 bei 13 a , an der Kesselwand bei 17 a , am Rußbläser 19 a des Schottenüberhitzers 18, an den in Strömungsrichtung x ersten Berührungsüberhitzern 22 a sowie am Vorwärmer 24 a . Zudem gibt es Erosionen an einer oberen Zugangsöff­ nung 30 a . Fig. 2 shows typical stress zones for corrosion (index k) and erosion (index a). Corrosion is mainly found on the burner 15 k , on the boiler wall 17 k and on the bulkhead superheaters 18 k , the erosion phenomena, however, below the combustion chamber 14 at 13 a , on the boiler wall at 17 a , on the soot blower 19 a of the bulkhead superheater 18 , to the first in the flow direction x contact superheaters 22 a and at the preheater 24 a. There are also erosions at an upper access opening 30 a .

Die Temperaturen in dem korrosions- und oxidationsbelas­ teten Feuerraum liegen etwa zwischen 1000° und 1200°C (Zone A), in Zone B bei etwa 700°C sowie im Bereich der Vorwärmer 24, 26 bei etwa 400°C (Zone C).The temperatures in the corrosion and oxidation-loaded furnace are approximately between 1000 ° and 1200 ° C (zone A) , in zone B at approximately 700 ° C and in the preheater 24, 26 at approximately 400 ° C (zone C) .

Die erfindungsgemäß eingesetzten pulverförmigen Werkstoffe werden auf dem Wege des thermischen Spritzens auf Flossenwände und Überhitzerrohre aufgetragen, die bei Oberflächen­ temperaturen von weit mehr als 400°C eingesetzt sind.The powdery materials used according to the invention are on the way of Thermal spraying applied to fin walls and superheater tubes that are on surfaces temperatures of far more than 400 ° C are used.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen eines korrosionsfesten Schutzes an Flossenwänden und Überhitzerrohren in schwefelhaltigen Heiß­ gasen, die bei Oberflächentemperaturen von über 400°C in Ver­ brennungsanlagen eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung einer Schutzschicht ein aus dem Schmelzfluß verdüstes Metallpulver mit einem autogenen Flammspritzbrenner aufgetragen wird bei einer Gasdurchflußmenge zwischen etwa 1000 bis 3000 NL/h für das Brenngas, wobei das Metallpulver folgende Zusammensetzung aufweist: Cr 15,0% bis 35,0%,
Mn 0,05% bis 3%,
Mo 0,05% bis 5%,
C 0,1% bis 3%,
Si 0,1% bis 3%,
Al 2,0% bis 15%,
Rest Fe.
1. A method for producing a corrosion-resistant protection on fin walls and superheater tubes in sulfur-containing hot gases, which are used in combustion plants at surface temperatures of over 400 ° C, characterized in that a metal powder atomized from the melt flow is applied with an autogenous flame spray gun to form a protective layer is at a gas flow rate between about 1000 to 3000 NL / h for the fuel gas, the metal powder having the following composition: Cr 15.0% to 35.0%,
Mn 0.05% to 3%,
Mo 0.05% to 5%,
C 0.1% to 3%,
Si 0.1% to 3%,
Al 2.0% to 15%,
Rest of Fe.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Metallpulvers folgender Zusammensetzung: Cr 20,0% bis 30,0%,
Mn 0,1% bis 2%,
Mo 0,1% bis 4%,
C 0,1% bis 2,9%,
Si 0,5% bis 2%,
Al 3% bis 10%,
Rest Fe.
2. The method according to claim 1, characterized by the use of a metal powder of the following composition: Cr 20.0% to 30.0%,
Mn 0.1% to 2%,
Mo 0.1% to 4%,
C 0.1% to 2.9%,
Si 0.5% to 2%,
Al 3% to 10%,
Rest of Fe.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallpulver mit einer Oberfläche von mehr als 200 cm2/g und/oder eine asphärische Kornform verwendet wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a metal powder with a surface area of more than 200 cm 2 / g and / or an aspherical grain shape is used. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein autogener Flammspritzbrenner mit 1500 bis 2500 NL/h eingesetzt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that an autogenous flame spray burner with 1500 to 2500 NL / h is used. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Pulvermenge von 3 bis 10 kg/h, bevorzugt 4 bis 8 kg/h, eingesetzt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized records that a powder amount of 3 to 10 kg / h, preferably 4th up to 8 kg / h. 6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht bis zu einer Dicke von 0,2 bis 1,5 mm aufgetragen wird.6. The method according to at least one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the layer to a thickness of 0.2 to 1.5 mm is applied.
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