FI103302B - Menetelmä soodakattilan keon ominaisuuksien ja materiaalien syöpymisen mittaamiseksi - Google Patents
Menetelmä soodakattilan keon ominaisuuksien ja materiaalien syöpymisen mittaamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI103302B FI103302B FI974122A FI974122A FI103302B FI 103302 B FI103302 B FI 103302B FI 974122 A FI974122 A FI 974122A FI 974122 A FI974122 A FI 974122A FI 103302 B FI103302 B FI 103302B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- boiler
- properties
- measuring
- materials
- sensor device
- Prior art date
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/12—Combustion of pulp liquors
- D21C11/122—Treatment, e.g. dissolution, of the smelt
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
- G01N17/02—Electrochemical measuring systems for weathering, corrosion or corrosion-protection measurement
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/20—Metals
- G01N33/205—Metals in liquid state, e.g. molten metals
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S73/00—Measuring and testing
- Y10S73/09—Molten metal samplers
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
- Paper (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
103302
Menetelmä soodakattilan keon ominaisuuksien ja materiaalien syöpymisen mittaamiseksi Förfarande för att mätä egenskaperna i stacken 5 och frätningen av material i en sodapanna
Keksinnön kohteena on menetelmä mustalipeää soodakattilassa poltettaes-10 sa soodakattilan pohjalle muodostuvan jähmeän ja sulan suolan muodostaman keon ominaisuuksien ja soodakattilan rakenneosien materiaalien syöpymisen mittaamiseksi käytön aikana.
Keon ominaisuuksien ja materiaalien syöpymisen mittaamiseen käytetään 15 yleisesti tunnettuja sähkökemiallisia mittausmenetelmiä kuten potentiaalin, polarisaatiovastuksen, impedanssin ja ominaisvastuksen mittaukset yhdistettynä lämpötilan mittaamiseen.
Soodakattila tuottaa sellutehtaan tarvitsemaa sähköenergiaa (n. 40 % 20 kokonaistarpeesta) ja höyryä polttamalla sulfaattisellun keitossa muodostuvan mustalipeän. Toisaalta soodakattila suorittaa myös sellun ! keitossa tarvittavien kemikaalien regeneroinnin. Poltettaessa musta- .·, : lipeää muodostuu soodakattilan pohjalle jähmeän ja sulan suolan muodos- . tama keko. Keon hallinta on erittäin tärkeään prosessin tasapainolle ja ; , 25 vakavuudelle, jotka taas puolestaan ovat edellytyksiä tehokkaalle ener- gian tuotannolle ja kemikaalien regeneroinnille. Keossa tapahtuvat * · ” muutokset vaikuttavat myös soodakattilan pohjaputkien kestävyyteen.
•M··♦ « • » i ·· · • · * · · "... Soodakattila on sellutehtaan kallein ia turvallisuuden kannalta ehkä • · · J • · ·· * · *·· 30 riskialttein yksikkö. Kattilan toiminnan häiriintyminen syystä tai ·»· l : : toisesta vaikuttaa koko tehtaan toimintaan. Epätasainen poltto sooda- ’· ♦ * ’·*·*[· kattilassa johtaa pienentyneeseen höyryn tuottoon, jolloin puuttuva f · * * *.* * . höyrymäärä joudutaan tuottamaan apukattilalla. Vähentynyt höyryn ja • · sitä kautta sähkön tuotto lisää myös tehtaan ulkopuolelta ostettavan * » » « , 35 sähkön määrää. Prosessin toimintahäiriöt soodakattilassa vähentävät ; myös kemikaalien regeneroitumista ja lisäävät ilmansaasteiden määrää.
: " Kaikki edellä mainitut tekijät vähentävät välillisesti tai välittömästi sellutehtaan tuotantoa. Jos toimintahäiriö on niin vakava, että sooda- 2 103302 kattila joudutaan ajamaan alas, joudutaan samalla usein myös koko sellutehdas ajamaan alas. Tästä aiheutuvat tappiot ovat tehtaalle keskimäärin n. 300.000 USD vuorokautta kohti.
5 Prosessihäiriötä vakavampi tilanne on keon alla olevien kattilan pohja-putkien vaurioituminen. Normaalisti pohjaputkia suojaa jähmettynyt suolakerros, mutta suojaavan kerroksen ominaisuudet voivat muuttua tai kerros voi puuttua jopa kokonaan esim. kattilan seisokin tai prosessi-häiriön takia. Tällöin on mahdollista, että kattilan pohjaputket altis-10 tuvat sulalle suolalle. Sula suola on erittäin syövyttävää ja johtaa kattilan pohjaputkien vaurioitumiseen ja jopa puhkeamiseen. Putken puhjetessa vettä pääsee kekoon ja tuloksena voi olla ns. sulavesiräjäh-dys, joka johtaa koko kattilan vaurioitumiseen ja jopa kymmenien miljoonien USD tappioihin jo pelkästään aineellisina vahinkoina tuotanto-15 tappioista puhumattakaan. Räjähdys voi lisäksi olla niin voimakas, että ihmishenkien menetys on mahdollista.
Prosessiolosuhteet tulevat tulevaisuudessa muuttumaan entistä vaikeammiksi tiukentuneiden tuotanto-, kierrätys- ja ympäristönsuojeluvaati-20 musten takia. Nämä ovat johtaneet jo nyt lisääntyneeseen soodakattiloi-'·'· den syöpymiseen. Tehdas saattaa kärsiä vuosittain useiden miljoonien : tai jopa kymmenien miljoonien korjaus- ja tuotantotappiot suunnittele- '. ’h;··; mattomista seisokeista ja tarkastusten ja korjausten aiheuttamista •,"*1 seisokkiaikojen pidennyksistä. Erityisen huolissaan on viime aikoina ·;*'<·. 25 oltu ns. kompound-materiaalista tehtyjen pohjaputkien säröilystä.
• · · • ·
Noin 50 %:ssa suomalaisten soodakattiloiden kompound-pohjaputkista on ·*·..* havaittu säröilyä. Säröilyä on tutkittu jo vuosia ympäri maailmaa, mutta mitään varmuutta säröilyyn johtavista syistä ei ole. Tulevaisuu- *·’ ‘ ·..
• dessa voi hyvinkin käydä siten, että sellutehtaan tuotannon pullon- • · * . .*·* * 30 kaulaksi muodostuu soodakattila, jota ei voida käyttää täydellä tehol- « · · * " 7 ’,·;··· la, koska ei ole tarpeeksi tietoa keon käyttäytymisestä ja pohjaputki- • · · * » · · '..;··· materiaalien syöpymisestä uusissa prosessiolosuhteissa.
j Soodakattilaprosessin valvonnassa ei nykyisin ole käytettävissä systee- - '-f 35 miä, jolla prosessia voitaisiin seurata mittaamalla suoraan keon omi- naisuuksia. Toisaalta taas ei materiaalien kestävyyden seuraamiseen ja • i · ri 3 103302 tutkimiseen oikeassa kattilaympäristössä ole myöskään laitteistoa. Nykyisin kekoa seurataan vain tulipesäkameroilla ja keon ulkopinnan lämpötilaa mittaavilla pyrometreillä, mutta näiden avulla ei voida päätellä, mitä keon sisällä tapahtuu. Kattilan pohjaputkiin on myös 5 nykyisin asennettu lämpötilan mittaamiseen tarkoitettuja termoelementtejä ja pohjaputkia on maalattu lämpötilan muutoksiin reakoivilla maaleilla, mutta näidenkin menetelmien antama tieto ei sinällään riitä prosessivalvontaan eikä varsinkaan materiaalien kestävyyden tutkimiseen.
10
Tekniikan tasosta on siis todettava se, että soodakattilan keon ominaisuuksien mittaamiseen ja materiaalien kestävyyden seuraamiseen ja testaamiseen oikeassa kattilaympäristössä ei ole kehitetty sopivaa menetelmää ja laitteistoa.
15
Keksinnön päämääränä on aikaansaada menetelmä, joka parantaa soodakattilan hallittavuutta ja turvallisuutta. Keksinnön yksityiskohtaisempana päämääränä on aikaansaada menetelmä, jossa voidaan mitata soodakattilan keon ominaisuuksia ja materiaalien syöpymistä käytön aikana ja jossa 20 mitattua tietoa voidaan myös hyödyntää ohjaamalla mitatun tiedon avulla ' suoraan tai välillisesti soodakattilan prosessia.
Keksinnön päämäärä saavutetaan menetelmällä, joka on tunnettu siitä, että menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: ... 25 • e • · · (a) sijoitetaan ainakin yksi anturilaite kontaktiin keon kanssa ·· · · · · * · · '•tf' siten, että anturilaite on sähköisesti eristetty soodakattilas- ta; i · * • · « • i r • · t . t’.· · 30 (b) mitataan mainitulla anturilaitteella mainitun keon ainakin säh- -« · · » · · I,;...: kökemiallisia ominaisuuksia ja lämpötilaa; t * · * • · · • * : 1 (c) johdetaan mainitun anturilaitteen mittaustulokset mittaus- ja ·;·;: tiedonkeruuyksikköön, j a 35 103302 4 (d) valvotaan mainittua mittaus- ja tiedonkeruuyksikköä kontrolli-yksikön avulla.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä on oivallettu soveltaa yleisesti 5 tunnettuja sähkökemiallisia mittausmenetelmiä ja lämpötilan mittaamista siten, että niillä voidaan mitata keon ominaisuuksia käytön aikana soodakattilaympäristössä.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä asennetaan soodakattilaan ainakin 10 yksi anturi, edullisesti lukuisia antureita siten, että anturit tulevat kontaktiin keon kanssa. Anturit ovat sähköisesti eristettyjä kattila-rakenteesta ja ne on suunniteltu siten, että ne kestävät keossa vallitsevan korkean lämpötilan ja syövyttävän ympäristön. Sähkökemiallisissa mittauksissa mitataan joko vapaata potentiaalia taikka sitten mittauk-15 sissa syötetään virtaa antureille ja mitataan virran aiheuttamat poten-tiaalimuutokset antureissa. Lämpötilan mittaaminen suoritetaan käyttämällä yleisesti tunnettuja termoelementtejä.
Keksinnön mukainen menetelmä soveltuu soodakattiloiden monitorointiin.
20
Keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuviossa esitettyyn keksinnön erääseen edulliseen suoritusmuotoon, johon keksintöä ei ole kuitenkaan tarkoitus yksinomaan rajoittaa.
' ^ 25 Piirustuksen kuvio esittää kaaviomaisesti keksinnön mukaisessa mene- • * • " · * telmässä käytettyä laitteistoa mittaamaan soodakattilan keon ominai- : ··*· « · ·*·.,· suuksia ja materiaalien syöpymistä käytön aikana.
• · · I · I » · • · · I " Kuviossa keksinnön mukaista laitteistoa on merkitty yleisesti viite- • · » • · 30 numerolla 10. Laitteistoon 10 kuuluu anturi 11, jota käytetään sekä II·· t.l...: sähkökemiallisiin mittauksiin että lämpötilan mittaamiseen, mittaus- ♦ · ♦ ♦ · · r ja tiedonkeruuyksikkö 12 ja kontrolliyksikkö 13. Soodakattilaa on mer- !i-t: kitty viitenumerolla 14 ja sen alaosan pohjalle muodostunutta kekoa viitenumerolla 15.
• i 35 5 103302
Soodakattilaprosessissa tapahtuvat häiriöt vaikuttavat huomattavasti sähkökemiallisiin mittaustuloksiin. Soodakattilan ajoparametrien muutokset havaitaan ensinnäkin välittömästi elektrokemiallisen melun lisääntymisenä. Toisaalta ajoparametrimuutokset johtavat teräksen pola-5 risaatiovastuksen laskemiseen, mitä voidaan pitää merkkinä ympäristön syövyttävyyden lisääntymisestä. Ajoparametrimuutokset vaikuttavat myös keon ominaisvastuksen muutokseen, joka voi olla merkkinä ns. sulafaasin muodostumiseen keossa. Sulafaasin muodostuminen on oletettu olevan syynä kattilan pohjaputkien syöpymiseen ja vaurioitumiseen.
10
Edellä on esitetty ainoastaan keksinnön periaateratkaisu ja alan ammattimiehelle on selvää, että siihen voidaan tehdä lukuisia modifikaatioita oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.
15 • 1 1 1 1 '·« i · « « • ···· · 1
Il V 1
i M
• · ·
I I I
• Λ • · t • « « 4 « « c 1.1 1 .· I · • I 1t • · ·♦····· • · · · • · ·
Claims (4)
1. Menetelmä mustalipeää soodakattilassa (14) poltettaessa soodakattilan (14) pohjalle muodostuvan jähmeän ja sulan suolan muodostaman keon 5 (15) ominaisuuksien ja soodakattilan (14) rakenneosien materiaalien syöpymisen mittaamiseksi käytön aikana, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: (a) sijoitetaan ainakin yksi anturilaite (11) kontaktiin keon (15) 10 kanssa siten, että anturilaite (11) on sähköisesti eristetty soodakattilasta (14); (b) mitataan mainitulla anturilaitteella (11) mainitun keon (14) ainakin sähkökemiallisia ominaisuuksia ja lämpötilaa; 15 (c) johdetaan mainitun anturilaitteen (11) mittaustulokset mittaus-ja tiedonkeruuyksikköön (12), ja (d) valvotaan mainittua mittaus- ja tiedonkeruuyksikköä (12) kont- 20 rolliyksikön (13) avulla.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittujen mittaustulosten perusteella muutetaan soodakattilan (14) toimintaa ohjaavia ajoparametrejä. V. 25 ** '· ...
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, «···· · f ’ ’ *· "·* * : ·..* että mainittuja mittaustuloksia käytetään soodakattilan toimintaa :'\’x ohjaavana ajoparametrina/ajoparametreinä. • ♦ · « tr • · < • · * .\V # 30
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu • * · · • · siitä, että mainitun keon (15) ominaisuuksien muutoksien perusteella # · · ennustetaan soodakattilan (14) rakenneosien materiaalien kestävyyttä käytön aikana. •/h··1 35 i ♦ » « · « 7 103302
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI974122A FI103302B (fi) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | Menetelmä soodakattilan keon ominaisuuksien ja materiaalien syöpymisen mittaamiseksi |
| BRPI9813902-9A BR9813902B1 (pt) | 1997-11-04 | 1998-11-03 | método de medição de propriedades de uma pilha e a corrosão de materiais em uma unidade de recuperação de soda. |
| PCT/FI1998/000849 WO1999023481A1 (en) | 1997-11-04 | 1998-11-03 | Method for measuring the properties of the stack and the corrosion of materials in a soda recovery unit |
| CA002308591A CA2308591C (en) | 1997-11-04 | 1998-11-03 | Method for measuring the properties of the stack and the corrosion of materials in a soda recovery unit |
| US09/530,715 US6365035B1 (en) | 1997-11-04 | 1998-11-03 | Method for measuring properties of the stack and the corrosion of materials in a soda recovery unit |
| SE0001582A SE521867C2 (sv) | 1997-11-04 | 2000-05-02 | Förfarande för mätning i en lutåtervinningsenhet |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI974122 | 1997-11-04 | ||
| FI974122A FI103302B (fi) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | Menetelmä soodakattilan keon ominaisuuksien ja materiaalien syöpymisen mittaamiseksi |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI974122A0 FI974122A0 (fi) | 1997-11-04 |
| FI103302B1 FI103302B1 (fi) | 1999-05-31 |
| FI103302B true FI103302B (fi) | 1999-05-31 |
Family
ID=8549855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI974122A FI103302B (fi) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | Menetelmä soodakattilan keon ominaisuuksien ja materiaalien syöpymisen mittaamiseksi |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6365035B1 (fi) |
| BR (1) | BR9813902B1 (fi) |
| CA (1) | CA2308591C (fi) |
| FI (1) | FI103302B (fi) |
| SE (1) | SE521867C2 (fi) |
| WO (1) | WO1999023481A1 (fi) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106501170A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-03-15 | 天津哈德韦尔自控技术有限公司 | 智能便携式参比电极 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8323409D0 (en) * | 1983-09-01 | 1983-10-05 | Ontario Ltd 471199 | Control of boiler operations |
| US4627905A (en) | 1984-10-05 | 1986-12-09 | Pulp And Paper Research Institute Of Canada | Monitor assembly for monitoring anodic corrosion protection of carbon steel vessels |
| SE452995B (sv) * | 1985-03-08 | 1988-01-04 | Asea Ab | Reglering av lutatervinningsaggregat |
| JP2578197B2 (ja) * | 1989-04-04 | 1997-02-05 | 三菱重工業株式会社 | スメルト還元率モニタ |
| US5010827A (en) * | 1990-05-08 | 1991-04-30 | Wyerehaeuser Company | Apparatus for detecting carryover particles in the interior of a furnace |
-
1997
- 1997-11-04 FI FI974122A patent/FI103302B/fi not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-11-03 BR BRPI9813902-9A patent/BR9813902B1/pt not_active IP Right Cessation
- 1998-11-03 CA CA002308591A patent/CA2308591C/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-11-03 WO PCT/FI1998/000849 patent/WO1999023481A1/en active Application Filing
- 1998-11-03 US US09/530,715 patent/US6365035B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-05-02 SE SE0001582A patent/SE521867C2/sv not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2308591C (en) | 2006-12-12 |
| FI974122A0 (fi) | 1997-11-04 |
| FI103302B1 (fi) | 1999-05-31 |
| WO1999023481A1 (en) | 1999-05-14 |
| SE0001582D0 (sv) | 2000-05-02 |
| BR9813902B1 (pt) | 2009-05-05 |
| US6365035B1 (en) | 2002-04-02 |
| CA2308591A1 (en) | 1999-05-14 |
| BR9813902A (pt) | 2000-09-26 |
| SE521867C2 (sv) | 2003-12-16 |
| SE0001582L (sv) | 2000-07-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0607057B1 (en) | Electrochemical monitoring of vessel penetrations | |
| EP0621472B1 (en) | Detection of leakage in a boiler system | |
| EP2375235B1 (en) | System and method for online monitoring of molten salt corrosion | |
| US7310877B2 (en) | Method of producing sensors for monitoring corrosion of heat-exchanger tubes | |
| RU2636795C2 (ru) | Способ и устройство для обнаружения утечки в зоне по меньшей мере одного охлаждающего приспособления печи, а также печь | |
| CZ291083B6 (cs) | Způsob monitorování koroze a rychlosti rozkladu materiálu součásti v reálném čase a zařízení k provádění tohoto způsobu | |
| CN102334023A (zh) | 连续测定积垢程度的传感器和方法 | |
| CN205424999U (zh) | 基于分布式光纤测温实现的锅炉温度监测系统 | |
| US5979220A (en) | In-situ sensors for gas turbines | |
| FI103302B (fi) | Menetelmä soodakattilan keon ominaisuuksien ja materiaalien syöpymisen mittaamiseksi | |
| CA1166848A (en) | Coal gasification vessel | |
| CA2927569C (en) | Liquid metal cooled nuclear reactor, system for monitoring oxygen thermodynamic activity in such reactors and method of monitoring oxygen thermodynamic activity | |
| Steltz et al. | The verification of concentrated impurities in low-pressure steam turbines | |
| FI98937C (fi) | Menetelmä ja laite lämmön talteenottamiseksi jäteliemen talteenottokattilassa | |
| CN104185764A (zh) | 用于防止热水系统中的腐蚀的方法和设备 | |
| US20030183537A1 (en) | Method of spatial monitoring and controlling corrosion of superheater and reheater tubes | |
| JP2002106800A (ja) | 流体漏洩検知システム | |
| Jaske et al. | Improving plant reliability through corrosion monitoring | |
| CN105953018A (zh) | 一种衬胶设备腐蚀在线监测和控制系统 | |
| CN106290123A (zh) | 使用多变量传感器的腐蚀速率测量 | |
| CN212158882U (zh) | 一种基于磁感应结构的无源电缆接头温度检测器 | |
| JPS61101701A (ja) | ボイラの運転制御方法及び装置 | |
| Eden et al. | Making Sense of Sensors-Electrochemical Monitoring in Difficult Environments | |
| Imgram et al. | Infrared thermal imaging of refinery equipment | |
| JPS58162828A (ja) | フランジ接合部の漏洩監視装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: SAVCOR FOREST OY Free format text: SAVCOR FOREST OY |
|
| MA | Patent expired |