หน้านี้กล่าวถึงหม้อไอน้ำกำลังสูง 4 ประเภท
หม้อไอน้ำแบบฟลูอิไดซ์เบดหมุนเวียน (CFB)
ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการเผาไหม้ร่วมของถ่านหินคุณภาพต่ำและชีวมวล บริเวณที่ต้องใช้วัสดุทนไฟที่สำคัญ ได้แก่ ห้องเผาไหม้ ตัวแยกไซโคลน ซีลวงจร และท่อส่งกลับ
หม้อไอน้ำถ่านหินบดละเอียด
เทคโนโลยีหลักสำหรับหม้อไอน้ำขนาดใหญ่ในโรงไฟฟ้า บริเวณที่สำคัญ ได้แก่ บริเวณหัวเผา ผนังเตาเผา ช่องระบายตะกรัน และส่วนโค้งด้านหน้าของหม้อไอน้ำ
หม้อไอน้ำผลิตพลังงานจากขยะ (เตาเผาขยะมูลฝอย)
การเผาขยะมูลฝอยในเขตเทศบาลที่มีคลอรีนและด่างกัดกร่อนรุนแรง จำเป็นต้องใช้วัสดุทนไฟประเภทซิลิกาคาร์ไบด์ความหนาแน่นสูงและโครเมียม-อะลูมินา
หม้อไอน้ำพลังงานชีวมวล
การเผาเศษไม้ ฟาง และเศษวัสดุทางการเกษตร มีความเสี่ยงสูงต่อการเกิดตะกรันและการอุดตันจากด่าง จำเป็นต้องใช้วัสดุอะลูมินา-ซิลิกาชนิดพิเศษ
แผนภาพหม้อไอน้ำและป้ายกำกับพื้นที่วัสดุทนไฟ
บริเวณผนังน้ำของเตาเผา: ปูนซีเมนต์หล่อที่มีปริมาณซีเมนต์ต่ำ / ปูนซีเมนต์หล่อทนการสึกหรอ SiC
พื้นที่เตาเผาแบบฟลูอิไดซ์เบด: ปูนซีเมนต์ต่ำ / ปูนซีเมนต์สูง
เครื่องแยกไซโคลน: วัสดุหล่อขึ้นรูปอลูมินาสูง / วัสดุหล่อขึ้นรูปคอรันดัม
ซีลกันรั่ว / ท่อตั้ง: ซีเมนต์หล่อต่ำ / คอรันดัม-มัลไลต์หล่อ
วัสดุทนไฟสำหรับหม้อไอน้ำแบบ CFB
หม้อไอน้ำแบบ CFB ต้องการความทนทานต่อการสึกหรอสูงในชั้นเชื้อเพลิงหนาแน่นและไซโคลน ความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในบริเวณเริ่มต้นการทำงาน
- พื้นที่ผนังน้ำของเตาหลอม: วัสดุหล่อขึ้นรูปที่มีซีเมนต์ต่ำและอลูมินาสูง / SiC Castable ทนต่อการขัดถู
- พื้นที่เตาเผาแบบฟลูอิไดซ์เบด: ปูนซีเมนต์หล่อแบบซีเมนต์ต่ำมาก / ปูนซีเมนต์หล่อแบบอลูมินาสูง / ปูนซีเมนต์หล่อแบบซิลิคอนคาร์ไบด์
- เครื่องแยกไซโคลน: วัสดุหล่อขึ้นรูปอลูมินาสูง / วัสดุหล่อขึ้นรูปคอรันดัม / วัสดุหล่อขึ้นรูปซิลิคอนคาร์ไบด์ / อิฐคอรันดัม-มัลไลต์
- ซีลกันรั่ว / ท่อตั้ง: ปูนซีเมนต์ต่ำ อลูมินาสูง หล่อขึ้นรูป / คอรันดัม-มัลไลต์ หล่อขึ้นรูป / อิฐอลูมินาสูงทนการสึกหรอ
โซนความร้อน: ปูนซีเมนต์ต่ำ อลูมินาสูง หล่อขึ้นรูปได้
บริเวณคอหัวเผา: วัสดุหล่ออลูมินาสูง / วัสดุหล่อซิลิคอนคาร์ไบด์
ถังพักตะกรัน: วัสดุหล่อขึ้นรูปอลูมินาสูง
ช่องระบายเถ้าก้นเตาและบริเวณระบายตะกรัน: วัสดุหล่อขึ้นรูปทนการสึกหรอ
วัสดุทนไฟสำหรับหม้อไอน้ำที่ใช้ถ่านหินบด
ความท้าทายหลัก: การเกิดตะกรัน การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน และการกัดกร่อนของเถ้าถ่าน วัสดุที่ใช้ทำหัวเผาต้องทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้สูง
- โซนความร้อน: ปูนซีเมนต์ต่ำ อลูมินาสูง หล่อขึ้นรูป / ทนการขัดถู อลูมินาสูง หล่อขึ้นรูป
- บริเวณคอหัวเผา: วัสดุหล่ออลูมินาสูง / วัสดุหล่อซิลิคอนคาร์ไบด์
- ถังพักตะกรัน: วัสดุหล่อขึ้นรูปอลูมินาสูง / วัสดุหล่อขึ้นรูป SiC / วัสดุหล่อขึ้นรูปทนการสึกหรอ
- ช่องระบายเถ้าก้นเตาและช่องระบายกากตะกอน: วัสดุหล่อทนการสึกหรอ / วัสดุหล่อซิลิคอนคาร์ไบด์
ผนังด้านข้างห้องเผาไหม้หลัก: เหล็กหล่ออลูมินาสูง / เหล็กหล่อซีเมนต์ต่ำ
ส่วนหลังคาเตา / ส่วนโค้ง: วัสดุหล่ออลูมินาสูง / วัสดุหล่อมัลไลต์
ผนังด้านข้างตะแกรงและพื้นที่ระบายตะกรัน: วัสดุหล่อทนการสึกหรอ / วัสดุหล่ออลูมินาสูง
โซนการเผาไหม้รอง: เหล็กหล่ออลูมินาสูง / เหล็กหล่อมัลไลต์
วัสดุทนไฟสำหรับหม้อไอน้ำผลิตพลังงานจากขยะ
การกัดกร่อนอย่างรุนแรงจากคลอรีน กำมะถัน และด่าง วัสดุที่มีความหนาแน่นสูงและรูพรุนต่ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการต้านทานการกัดกร่อน
- ผนังด้านข้างห้องเผาไหม้หลัก: วัสดุหล่อขึ้นรูปอลูมินาสูง / วัสดุหล่อขึ้นรูปซีเมนต์ต่ำ / วัสดุหล่อขึ้นรูปซิลิคอนคาร์ไบด์
- ส่วนหลังคาเตา / ส่วนโค้ง: วัสดุหล่ออลูมินาสูง / วัสดุหล่อมัลไลต์ / วัสดุหล่อคอรันดัม-มัลไลต์
- ผนังด้านข้างตะแกรงและบริเวณระบายตะกรัน: วัสดุหล่อทนการสึกหรอ / วัสดุหล่ออลูมินาสูง / วัสดุหล่อซิลิคอนคาร์ไบด์
- โซนการเผาไหม้รอง: เหล็กหล่ออลูมินาสูง / เหล็กหล่อมัลไลต์ / เหล็กหล่ออลูมินาสูงซีเมนต์ต่ำ
พื้นที่ผนังเตาเผา: เหล็กหล่ออลูมินาสูง / เหล็กหล่อซีเมนต์ต่ำ
แผ่นด้านข้างและส่วนล่างของตะแกรง: วัสดุหล่อขึ้นรูปทนการสึกหรอ / วัสดุหล่อขึ้นรูปอลูมินาสูง
บริเวณท่อรวมพาความร้อน: วัสดุหล่อขึ้นรูปที่มีอลูมินาสูง
ซุ้มล้อหลังและห้องเผาไหม้: วัสดุหล่อขึ้นรูปมัลไลต์ / วัสดุหล่อขึ้นรูปอลูมินาสูง
วัสดุทนไฟสำหรับหม้อไอน้ำผลิตไฟฟ้าจากชีวมวล
ปริมาณด่างสูง (K, Na) ทำให้เกิดคราบสกปรกอย่างรุนแรง วัสดุทนไฟต้องทนต่อการกัดกร่อนจากด่างและคลอรีน
- พื้นที่ผนังเตาเผา: เหล็กหล่ออลูมินาสูง / เหล็กหล่อซีเมนต์ต่ำ
- แผ่นด้านข้างและส่วนล่างของตะแกรง: วัสดุหล่อขึ้นรูปทนการสึกหรอ / วัสดุหล่อขึ้นรูปอลูมินาสูง
- บริเวณท่อรวมพาความร้อน: วัสดุหล่อขึ้นรูปอลูมินาสูง / วัสดุหล่อขึ้นรูปมัลไลต์
- ซุ้มล้อหลังและห้องเผาไหม้: วัสดุหล่อขึ้นรูปมัลไลต์ / วัสดุหล่อขึ้นรูปอลูมินาสูง
ตารางการเลือกวัสดุทนไฟสำหรับหม้อไอน้ำ
| ประเภทหม้อไอน้ำ / โซน | เงื่อนไขการใช้งาน | วัสดุทั่วไป | วัสดุที่แนะนำ |
|---|---|---|---|
| CFB – บริเวณผนังน้ำของเตาเผา / บริเวณเตาเผาแบบฟลูอิไดซ์เบด | อุณหภูมิสูง การเสียดสีอย่างรุนแรง การกระแทกของอนุภาค | ปูนซีเมนต์ต่ำ อลูมินาสูง หล่อขึ้นรูปได้ | ซิลิคอนคาร์ไบด์หล่อได้ |
| CFB – เครื่องแยกไซโคลน/td> | การกัดเซาะด้วยความเร็วสูง การหมุนเวียนของของแข็งอย่างต่อเนื่อง | อลูมินาสูงหล่อได้ | SiC Castable ทนต่อการขัดถู |
| ถ่านหินบดละเอียด – บริเวณโซนความร้อน / บริเวณผนังน้ำของเตาเผา | การแผ่รังสีอุณหภูมิสูง การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ การกัดกร่อนจากก๊าซ | อลูมินาสูงหล่อได้ | หล่อขึ้นรูปอลูมินาสูง ทนต่อการขัดถู |
| ถ่านหินบดละเอียด – บริเวณคอหัวเผา | อุณหภูมิเปลวไฟสูง การชนกันของอนุภาคถ่านหินด้วยความเร็วสูง การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน | อลูมินาสูงหล่อได้ | ซิลิคอนคาร์ไบด์หล่อได้ |
| เตาเผาขยะ – ห้องเผาไหม้หลัก | อุณหภูมิสูง การกัดกร่อนจากตะกรัน การกัดกร่อนทางเคมี | อลูมินาสูงหล่อได้ | ซิลิคอนคาร์ไบด์หล่อได้ |
| เตาเผาขยะ – ตะแกรงและบริเวณระบายกากตะกอน | การสึกหรอเชิงกล, การกัดเซาะจากเถ้าถ่าน, การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน | หล่อขึ้นรูปที่ทนต่อการเสียดสี | ซิลิคอนคาร์ไบด์หล่อได้ |
| หม้อไอน้ำชีวมวล – ผนังเตา / บริเวณการเผาไหม้ | อุณหภูมิสูง การกัดกร่อนจากเถ้า การสึกกร่อนของอนุภาค | อลูมินาสูงหล่อได้ | ซิลิคอนคาร์ไบด์หล่อได้ |
| หม้อไอน้ำชีวมวล – พื้นที่ตะแกรง | การสึกหรอเชิงกล การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ การกัดเซาะจากเถ้า | หล่อขึ้นรูปที่ทนต่อการเสียดสี | วัสดุหล่อเสริมแรง SiC |
ผลิตภัณฑ์ทนไฟทั่วไปสำหรับหม้อไอน้ำในโรงไฟฟ้า
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับวัสดุทนไฟสำหรับหม้อไอน้ำ
วัสดุทนไฟชนิดใดดีที่สุดสำหรับไซโคลนในหม้อไอน้ำแบบ CFB เพื่อต้านทานการสึกหรอ?
อิฐอลูมินาสูงที่มี Al₂O₃ 75–85% หรืออิฐแอนดาลูไซต์เป็นที่นิยมใช้กันทั่วไป สำหรับการใช้งานที่สึกหรอรุนแรง อิฐ SiC แบบหล่อหรืออิฐ SiC ที่ยึดติดด้วยไนไตรด์จะให้ความต้านทานการสึกหรอที่ยอดเยี่ยม
วิธีป้องกันการเกิดตะกรันในบริเวณหัวเผาหม้อไอน้ำที่ใช้ถ่านหินบดละเอียด?
ควรใช้มัลไลต์หรือซิลิกาแคตตาไลต์ชนิดหล่อที่มีรูพรุนต่ำและพื้นผิวเรียบ การออกแบบหัวเผาที่เหมาะสมและการควบคุมองค์ประกอบทางเคมีของเถ้าถ่านหินก็เป็นปัจจัยสำคัญเช่นกัน
วัสดุชนิดใดทนต่อการกัดกร่อนจากคลอรีนในเตาเผาขยะ?
อิฐโครม-อะลูมินา (ปริมาณ Cr₂O₃ 10–25%) เป็นทางเลือกมาตรฐาน สำหรับพื้นที่ที่มีความรุนแรงน้อยกว่า อิฐแอนดาลูไซต์ความหนาแน่นสูงหรืออิฐ SiC ก็สามารถใช้งานได้ดีเช่นกัน
สาเหตุหลักที่ทำให้วัสดุทนไฟในหม้อไอน้ำชีวมวลเสียหายคืออะไร?
การกัดกร่อนจากด่าง (โพแทสเซียม/โซเดียม) นำไปสู่การกัดกร่อนทางเคมีและการหลุดร่อน ควรใช้วัสดุที่มีอลูมินาสูง มีปริมาณด่างต่ำ และมีสารเติมแต่งป้องกันด่าง การลอกสารเคลือบออกเป็นประจำก็ช่วยได้เช่นกัน
สามารถใช้วัสดุทนไฟชนิดเดียวกันสำหรับหม้อไอน้ำแบบ CFB และหม้อไอน้ำที่ใช้ถ่านหินบดละเอียดได้หรือไม่?
ไม่ หม้อไอน้ำแบบ CFB ต้องการความทนทานต่อการสึกหรอสูงมาก (SiC, อลูมินาสูง) ในขณะที่หม้อไอน้ำแบบใช้ถ่านหินบดละเอียดเน้นความทนทานต่อตะกรันและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน การเลือกวัสดุควรเหมาะสมกับแต่ละพื้นที่
