Анализ применения трубной арматуры из СВМПЭ в системе мокрой десульфурации электростанции

Анализ применения трубной арматуры из СВМПЭ в системе мокрой десульфурации электростанции

В системе мокрой сероочистки тепловых электростанций трубы для транспортировки шлама и трубопроводная арматура должны иметь отличную коррозионную стойкость и износостойкость в зависимости от характеристик рабочей среды. Благодаря использованию и обнаружению нового типа трубопроводных фитингов из полиэтилена сверхвысокой молекулярной массы (СВМПЭ) в течение почти 2 лет было доказано, что продукт обладает превосходной коррозионной стойкостью и износостойкостью, что может быть использовано в системе подачи суспензии для десульфурации. Замените традиционные трубы из нержавеющей стали, резиновую футеровку и фитинги с пластиковой футеровкой, обеспечив надежную работу и очевидные экономически эффективные преимущества, которые стоит продвигать.

1. Обзор СВМПЭ

Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (СВМПЭ) представляет собой превосходный термопластичный конструкционный пластик, его относительная молекулярная масса составляет от 1,5 до 10 миллионов, обладающий превосходными свойствами ударопрочности, износостойкости, самосмазывания, стойкости к химической коррозии, здоровья, нетоксичный, охрана окружающей среды и так далее, что несравнимо с другим пластиком. В трубных фитингах из полиэтилена сверхвысокой молекулярной массы (P-UHMWPE) используется 100% полиэтиленовая смола со сверхвысокой молекулярной массой, продукт имеет отличные характеристики полиэтилена со сверхвысоким молекулярным весом, его износостойкость в растворе в 5–7 раз выше, чем у нержавеющей стали. , он устойчив к различным агрессивным средам, сохраняя при этом характеристики самоочистки и отсутствия накипи. Отличные характеристики труб и фитингов из СВМПЭ, а также основные технические параметры показаны в Таблице 1.

 

Таблица 1. Основные технические параметры труб и фитингов из СВМПЭ

Density/(g·cm - 3 )	Elongation at Break/%	Longitudinal Retraction Rate/%	Time of Oxidation Induction /min	Mortar Wear Rate/%	Impact Strength of Double Gap of Simple Support Beam/(kJ·m - 2 )
0 . 948	≥300	=0 . 5	≥100	=0 . 39	≥150 (sample type II)

 

2. Статус оборудования

На энергоблоке мощностью 2x600 МВт энергетической компании (далее именуемой Клиент) применяется процесс мокрой десульфуризации известняка с использованием суспензии известняка (CaCO3) в качестве моющего средства для промывки дымовых газов в абсорбционной башне с целью удаления SO2 из дымохода. газ. Гипсовая жидкая среда является кислой, значение pH от 5,0 до 5,5. Среда относится к твердой и жидкой смеси, особенно к жидкой среде со скоростью к стенкам трубной арматуры (размер головки, тройника, колена) в результате сильной эрозии, что приводит к ее Срок службы слишком короток, что увеличивает эксплуатационные расходы и трудоемкость работников, а также существует риск загрязнения окружающей среды, вызванный утечкой шламовой среды. Чтобы увеличить срок службы и улучшить условия труда, на электростанции используются дорогие фитинги из нержавеющей стали 316L, результат по-прежнему неудовлетворительный, в суровых условиях срок службы прямой трубы, колена, размерной головки и тройника составляет обычно только около 1 года. Чтобы полностью решить техническую проблему короткого срока службы прямой трубы, колена, размерной головки и тройника, с 2014 года клиент опробовал множество новых продуктов, в августе 2021 года были протестированы две пары колен из СВМПЭ. (размер колена DN 100 мм, радиус изгиба R = 250 мм, как показано на рис. 1), оригинальная труба из нержавеющей стали в этом положении использовалась около 1 года, а пробное колено из СВМПЭ используется до сих пор. и работает в нормальном режиме более 3 лет, нет очевидного износа стенки локтя, а ожидаемый срок службы составляет 8–10 лет.

рисунок1 колено из СВМПЭ

3. Испытательное положение и характеристики среды

Для проверки износостойкости трубных фитингов из СВМПЭ в шламовой системе в данном проекте в качестве испытательной позиции выбрано колено в системе фильтратной воды. поток системы фильтратной воды (включая испытательную позицию) показан на рис. 2.

 

Изображение 2. Процесс работы системы фильтрации воды

 

Как видно из Рис. 2, когда система сероочистки обычно вводится в эксплуатацию, среда представляет собой источник сточных вод системы варки и обезвоживания, охватывающий нижний поток дегидратора, шаровой мельницы, перелив циклона, промывные воды грунта и т. д. Характеристики среды относительно сложны, подробности см. в таблице 2. Кроме того, испытательная позиция является концом трубопровода системы, который напрямую соединен с корпусом абсорбционной башни. Когда система фильтрата воды приостановлена, явление гидроудара в трубопроводе системы очевидно. После длительного использования оригинальных труб и фитингов возникают некоторые проблемы, такие как высокая скорость перфорации, плохая ударопрочность клапанов и частые утечки через плотную поверхность фланца.

Tabla 2 Características del medio en la posición de prueba

Slurry Density/(g·cm - 3 )	Temp./℃	Pressure/kPa	Particle Charateristics	pH Value	CI-Mass Ratio ( mg·kg - 1 )
1 . 05	43	385	Solid／Liquid Mixture	6 . 8	8

 

Изображение 3 Установка колена из СВМПЭ на месте

4. Анализ приложения

4.1 Сравнение характеристик износа

Испытательное колено было установлено в августе 2021 года. Чтобы полностью оценить его характеристики износа, регулярно проводите измерение толщины, записывайте явление воздействия гидроудара колена, а также данные об износе, устойчивость колена к ультрафиолетовому старению, период мониторинга составляет 3 месяца (20 точки измерения, принимают среднее значение), а результаты регистрации приведены в таблице 3.

Table 3 Regular Test Data of the Test Elbow

Record Time	2021- 08	2021 - 11	2021 - 02	2021 - 05	2021 - 08	2021 - 11	2022 - 02	2022 - 05	2022 - 08
Elbow Wall Thickness	6 . 02	6 . 00	5 . 96	5 . 95	5 . 90	5 . 88	5 . 85	5 . 83	5 . 78

Note: Elbow  impact deformation: No; Surface cracking degree: Smooth, complete surface, no micro cracks.

 

В тот же период при сравнении с обычным резиновым коленом с облицовкой в том же рабочем состоянии на трубопроводе было обнаружено, что возникли проблемы с утечками, вызванные шламовой эрозией, но испытательное колено имеет хороший внешний вид и нормальную толщину стенок, как показано на рис. Рис 3.

 

4.2 Экономический анализ

В настоящее время цена продажи труб из нержавеющей стали составляет 30 000 ~ 40 000 юаней за тонну, а цена продажи труб с резиновым покрытием составляет 30 000 юаней за тонну. Износостойкость СВМПЭ в 5–6 раз выше, чем у труб из нержавеющей стали, предварительный комплексный срок службы в 8 раз больше, чем у труб из нержавеющей стали, а износостойкость в 8–10 раз больше, чем у труб с резиновым покрытием, предварительный комплексный срок службы. в 9 раз выше, чем у труб с резиновым покрытием, поэтому удельная эффективность использования трубы из СВМПЭ на тонну эквивалентна эффективности использования трубы из нержавеющей стали стоимостью 160 000 юаней и эффективности использования трубы с резиновым покрытием 180 000 юаней. В настоящее время цена продажи труб из СВМПЭ составляет около 25 000 юаней/т, что имеет очень высокие себестоимость по сравнению с аналогичной продукцией.

 

4.3 Другие преимущества применения

4.3.1 Хорошая самоадаптация

В нормальных условиях работы шламовая система оказывает большое влияние на трубопровод из-за изменения расхода среды, особенно когда дверь шлама закрыта, возникает явление сильного гидравлического удара, которое оказывает сильное воздействие на оборудование, трубы, соединительные фланцы и крепежные детали, задействованные в трубопроводе, а в серьезных случаях на трубе появятся трещины в корне фланца, перелом болта и другие проблемы. Трубопроводные фитинги из СВМПЭ обладают отличными характеристиками поглощения ударов, показатель поглощения является самым высоким среди всех пластиков, поэтому характеристики шумопоглощения очень хорошие, и они обладают отличным эффектом снижения шума. В то же время СВМПЭ обладает чрезвычайно высокой ударной вязкостью, а его удлинение при разрушении достигает более 500%. При определенных отклонениях трубопроводная система может быть автоматически отремонтирована. Если из-за строительных проблем имеются различные фитинги для труб или отклонения в размерах конструкции трубы, соответствующее отклонение может быть эффективно компенсировано превосходными характеристиками удлинения, а затраты на преобразование объекта могут быть снижены.

 

4.3.2 Выдающаяся способность к самоочистке

СВМПЭ, который представляет собой разновидность насыщенного углеродно-водородного соединения, обладает высокой химической стабильностью с небольшим поверхностным натяжением, его сила поверхностной адсорбции очень слабая, менее 0,01%, а его поверхностная гидрофобность хорошая, поэтому другие материалы непросты. прилипать к поверхности этого продукта.

 

4.3.3 Низкая трудоемкость установки

Плотность СВМПЭ составляет около 1/8 плотности стали. Взрослый человек легко сможет подобрать прямую трубу из СВМПЭ Ду 150 мм и массой 10 мм длиной 6 м (около 28 кг), тогда как стальная труба того же размера весит 220 кг, поднять которую можно только с помощью механического оборудования. Во время установки на месте, особенно когда установка на большой высоте и система трубопроводов создают помехи, использование трубных фитингов из СВМПЭ вместо традиционных труб с резиновой облицовкой может значительно снизить рабочую нагрузку и сложность установки, повысить эффективность установки и повысить безопасность установки для рабочего персонала на площадке. .

 

5. Вывод

Шламопроводы и трубопроводная арматура являются частью основных компонентов системы сероочистки на тепловых электростанциях. Резиновая футеровочная труба является основным материалом на ранних стадиях внутреннего строительства. В связи с беспорядочным развитием отечественной резиновой промышленности по производству облицовки трубопроводов, а также обширной разработкой и применением других новых материалов, использование высокотехнологичных материалов в системе сероочистки увеличивается с каждым днем. При выборе материалов оператор установки учитывал экономическую эффективность и другие факторы, используя инженерную практику электростанции, и доказал, что трубные фитинги из СВМПЭ имеют более высокие эксплуатационные преимущества по сравнению с традиционными трубами с резиновой облицовкой, пластиковыми облицовочными трубами и сплавами. труба, а также имеет выдающиеся экологические характеристики и соответствует общим требованиям энергосбережения и сокращения потребления, отстаиваемым государством. Отечественные смежные отрасли и производители становятся все более зрелыми технологиями, стоимость которых может быть дополнительно снижена, ее стоит активно продвигать и применять в электроэнергетической системе.