Konferenzbericht: Erfahrung ist der beste Lehrmeister
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Die Fachzeitschrift für Nickel und seine Anwendungen |
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Eine ERHÖHUNG DER BETRIEBSDAUER von Rauchgasreinigungsanlagen hängt entscheidend von der sorgfältigen
Auswahl der verwendeten Legierungen und deren Verarbeitungsqualität ab. |
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DIESE PARALLELE KALKWASCHANLAGE und dieser Rauchgasfilter (Nassverfahren) sind in einer Industrieanlage in
den USA im Einsatz, wo bisher weitgehend S31603 verwendet wurde. |
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MIRANT'S DICKERSON STATION in Maryland ist ein Kohlekraftwerk (853 MW). |
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Anlagen zur Reduktion von Emissionen profitieren von 30 Jahren Betriebserfahrung mit
Nickellegierungen.
Von Patrick Whiteway
Nickel Magazine, November 2004 -- Kohle ist in der Stromerzeugung der bei weitem am häufigsten eingesetzte Energieträger weltweit. Aber Kohle ist nicht gerade der sauberste Brennstoff. Bei der Verbrennung werden Schadstoffe wie Ruß, Schwefeldioxid und Stickoxide emittiert. Die Kosten zur Reduzierung dieser Emissionen sind hoch. Daher sind Anlagenbetreiber sehr daran interessiert, die Rauchgase auf kosteneffiziente Weise zu reinigen.
Betreiber von Kohlekraftwerken sind stets bemüht, die Betriebsdauer ihrer Rauchgasreinigungsanlagen zu maximieren. Die Wahl der Legierung und die Verarbeitungsqualität gelten dabei als entscheidende Faktoren für eine bessere Anlagenzuverlässigkeit und geringere Wartungskosten.
Die Anteile an Chrom, Nickel und Molybdän in den Legierungen bestimmen die Korrosionsbeständigkeit des verwendeten Materials. Viele Betreiber können inzwischen auf eine fast 30-jährige Erfahrung mit Nickellegierungen und Edelstahl Rostfrei zurückblicken.
Aus diesem Grund bat die NACE International im August des Jahres den Berater des Nickel Institute William Mathay sowie Ronald Richards von der Firma Enerfab, die Leitung einer Ingenieurtagung in Washington D.C. zu übernehmen. Während des eintägigen Symposiums wurde über sehr wertvolle Betriebserfahrungen berichtet.
In einem Beitrag wurde zum Beispiel über den Absorber in Anlage 5 des Gibson-Kraftwerks in Owenville im Bundesstaat Indiana berichtet, der 1986 mit Duplex-Edelstahl Rostfrei S32550 ausgekleidet wurde. Bei einer Inspektion im Jahre 2004 wies das Material nur geringfügige Spuren eines durch Erosion oder chemische Reaktion bedingten Materialabtrags auf, so Steven Alston und Ronald Richards.
„Selbst am Übergang zwischen dem trockenen und nassen Abschnitt im Eingangsbereich des Absorbers ist nur ein sehr flach ausgeprägter Lochfraß an der Oberfläche der Duplex-Legierung zu beobachten", stellten die Autoren fest.
Gibson ist eines der größten Kraftwerke in den USA. Betreiber ist PSI Energy Inc., eine hundertprozentige Tochter der Cinergy Corp mit Sitz in Cincinnati.
Neben der Maßnahme am Absorber wurde 1986 auch das Auslasskanalsystem der Anlage 5 ausgekleidet. Hierzu wurde die Nickellegierung N06022 verwendet. „Nach 18 Betriebsjahren sieht die Auskleidung noch so aus wie am Tag der Montage", so die Autoren.
In einem weiteren Beispiel berichteten die Firmen CR Clean Air Technologies und Enerfab Inc über ihre Erfahrungen mit Korrosion im Rahmen eines Pilotversuchs mit einem E-Filter (Nassverfahren).
Was die Autoren zunächst nicht begreifen konnten war die Tatsache, dass es nur in einem Teil der Anlage zu Korrosion kam, obschon beide Bereiche aus dem gleichen Material gefertigt waren: S31603.
Bei einer Untersuchung des Korrosionshergangs stellte sich heraus, dass die im E-Filter anfallenden starken Oxidationsmittel wie z.B. Ozon sich passivierend auf die Sammelrohre auswirkten, die daher keinerlei Korrosion aufwiesen. Damit stand fest, dass in diesem Teilabschnitt der Anlage auch ein Werkstoff geringer Güte verwendet werden kann – ein wertvoller Hinweis für Konstrukteure zukünftiger Anlagen.
Auch die in Oregon beheimatete Stromversorger PacifiCorp. kann von ihrer mehr als 30-jährigen Erfahrung mit Rauchgasreinigungsanlagen profitieren. Im August 2004 kündigten das Unternehmen an, 120 Mio. US-Dollar u.a. in die Installation eines neuen Kalksteinwäschers im Kraftwerk Huntington 2 in der Nähe von Salt Lake City in Utah zu investieren. Diese Investition wird den Schwefeldioxid-Austoß der Anlage um ca. 15.000 Tonnen pro Jahr reduzieren.
Das Unternehmen betreibt seit mehr als 30 Jahren Rauchgasentschwefelungsanlagen (REA) an über 20
Standorten in den USA und verfügt über entsprechende Erfahrung mit verschiedenen Baumaterialien, die auch in
Huntington eingesetzt werden können. Eine Zusammenfassung der Erfahrungen wurde in Washington von G. W.
Betenson vorgetragen.
So berichtete er u.a., dass in der Anlage Hunter 2 unlängst ein Auskleidung aus der Nickellegierung N10276 mittels Impulslichtbogenschweißen eingebracht wurde. Der gleiche Werkstoff war bereits 1986 in dieser Anlage verwendet worden. Da dies damals jedoch mittels Kurzlichtbogenschweißen geschah, kam es zu einem „massiven Schaden".
„Korrosion von Heftschweißungen, mit denen die Auskleidung auf dem Unterbau aus unlegiertem Stahl angebracht war, führte in Verbindung mit Vibrationen im Kanalsystem zu einer mechanischen Ermüdung der noch intakten Heftschweißungen", so die Autoren, „und somit zu einer massiven Beschädigung der gesamten Auskleidung". Die Gestaltung der Schweißverbindung zwischen den unterschiedlichen Metallen im Bereich der Ausdehnungsrohrverbindung und am Auslasskanal wurde verbessert."
Andere Betriebserfahrungen bezogen sich auf relativ einfache Dinge wie z.B. Ordnung und Sauberkeit. Hohe Fluoridkonzentrationen im REA-System können selbst bei der Nickellegierung N10276 zu Korrosionsproblemen führen. Dem kann durch Installation eines Waschwassersystems und regelmäßiges Waschen der Kanalböden entgegen gewirkt werden, berichten Michael Hoydick, Projektmanager bei Wheelabrator Air Pollution Control und Kevin Frizzell, Leiter Technischer Service bei Owensboro Municipal Utilities (OMU).
Diese Erkenntnis hat sich nach 10 Betriebsjahren in dem vom OMU betriebenen Kohlekraftwerk Elmer Smith (441 MW) bei Owensboro, Kentucky (USA) durchgesetzt.
Hohe Fluoridkonzentrationen werden außerdem für die sogenannte „Under-Deposit"-Korrosion (Korrosion unter Ablagerungen) der Nickellegierung verantwortlich gemacht. Die Legierung wurde in dem Eintrittskanal der 1994 errichten Rauchgasentschwefelungsanlage eingesetzt, die mit dem nassen Kalksteinverfahren arbeitet.
Bei Berücksichtigung dieser Erfahrungen werden die aufgrund strengerer Vorschriften nunmehr nachzurüstenden Rauchgasreinigungsanlagen eine lange Betriebsdauer erreichen und ein hohe Verlässlichkeit aufweisen.
Patrick Whiteway ist der Redakteur des Nickel Magazins.
FOTOS: PHOTOS.COM
 Der gesamte Vortragsband des Symposiums mit Beiträgen über hochlegierte Edelstähle, Nicklegierungen, nichtmetallische Werkstoffe sowie elektrochemischen Schutz sind auf einer von NACE International herausgegebenen CD erhältlich. |
