Cofiring of coal and meat and bone meal – the assessment of corrosion resistance of selected construction materials used in modern boilers

• Autorzy: Kobyłecki R. , Włodarczyk R. , Bis Z.

Warianty tytułu

PL

Współspalanie węgla i mączki mięsno-kostnej – ocena odporności korozyjnej wybranych materiałów konstrukcyjnych stosowanych do budowy nowoczesnych kotłów energetycznych

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niniejsza praca zawiera przedstawienie sposobu dokonywania bieżącego monitoringu i oceny „quasi on-line” intensywności tworzenia się osadów oraz badania odporności korozyjnej próbek stali wykorzystywanych do budowy wymienników ciepła w nowoczesnych kotłach energetycznych. Propozycja została pozytywnie zweryfikowana w warunkach rzeczywistego kotła przemysłowego. Dla celów badawczych opracowano specjalną sondę pomiarową, która była wyposażana w odpowiednie pierścienie pomiarowe, a następnie umieszczana w ciągu spalinowym kotła z cyrkulacyjną warstwą fluidalną w strefie pomiędzy wylotami z cyklonów a II ciągiem. Próby przemysłowe oraz ocena odporności korozyjnej próbek stali dokonane zostały dla dwóch przypadków, tj. spalania węgla kamiennego oraz współspalania węgla z dodatkiem mączki mięsno-kostnej w ilości około 0,5% wagowo. W obu przypadkach zaproponowana metodyka oraz układ pomiarowy pozwoliły na dokonanie oceny procesu tworzenia zanieczyszczeń i korozji powierzchni próbek stali bez konieczności odstawienia kotła. Stwierdzono, że szybkość korozji silnie zależy od rodzaju stali oraz spalanego paliwa. Uzyskane wyniki wykazały ponadto, że w przeciwieństwie do początkowych oczekiwań w tym zakresie, zwiększona zawartość chloru oraz alkaliów w mączce mięsno-kostnej nie powoduje wzrostu szybkości korozji badanych próbek stali.

EN

The paper presents the results of the investigation associated with a ‘quasi on-line’ monitoring and assessment of the corrosion resistance of steel samples used for the manufacturing of heat transfer surfaces in modern boilers. In order to carry out the research an original probe was designed by the authors and placed inside of the flue gas duct of a commercial circulating fluidized bed (CFB) boiler in the area between the cyclones and the convective section. The tests and assessment of the corrosion resistance were carried out for ‘standard’ case i.e. when the boiler was fired exclusively with hard coal and for the ‘cofiring’ case when a certain amount (0,5wt%) of biomass (meat and bone meal, MBM) was cocombusted with coal. The probe was tested successfully in both cases and the results indicated that the proposed method allowed to conduct the research at the plant and in a ‘quasi on-line’ mode i.e. without the need of any boiler shutdown. The results also indicated that the rate of corrosion of the steel samples was significantly depended on the steel type. Furthermore, contrary to authors’ expectations, it was found that that despite the higher concentration of chlorine and alkali in the fuel during the cofiring test the addition of MBM to the fuel brought about the decrease of the rate of corrosion of the steel samples due to the formation of a compact and dense protective layer at sample surfaces.

Słowa kluczowe

PL

współspalanie; spalanie; mączka mięsno-kostna; korozja; tworzenie osadów; monitoring powierzchni

EN

cofiring; MBM combustion; corrosion; fouling; surface monitoring

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2012
• Tom: Nr 3
• Strony: 127--132
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz.,rys., tab.

Twórcy

autor

Kobyłecki R.

• Department of Energy Engineering, Czestochowa University of Technology

autor

Włodarczyk R.

• Department of Energy Engineering, Czestochowa University of Technology

autor

Bis Z.

Bibliografia

• [1] Baxter L. R., Miles T.R., Miles T. R. Jr., Jenkins B.M., Milne T., Dayton D., Bryers R.W., Oden L. L.: The behaviour of inorganic material in biomass-fired power boilers: field and laboratory experiences, Fuel Proc. Tech. 54, 1998, p. 47-78.
• [2] Bis Z., Kobyłecki R.: Kierunki Rozwoju Kotłów Fluidalnych (Stan obecny i perspektywy). Proc. Conf. ‘Strategie rozwojowe w zakresie maszyn i urządzeń energetycznych’, Gliwice, 2009.
• [3] De S., Assadi M.: Impact of cofiring biomass with coal in power plants – A techno-economic assessment, Biomass and Bioenergy 33, 2009. p. 283-293.
• [4] Hansson J., Berndes G., Johnsson F., Kjärstad J.: Co-firing biomass with coal for electricity generation-An assessment of the potential in EU27, En. Policy 37, 2009, p. 1444-1455.
• [5] Martin C., Villamanan M., Chamorro C., Otero J., Cabanillas A., Segovia J.: Low-grade coal and biomass co-combustion on fluidized bed: exergy analysis, Energy 31, 2006, p. 330-344.
• [6] Nielsen H.P., Frandsen F. J., Dam-Johansen K., Baxter L.L.: The implications of chlorine-associated corrosion on the operation of biomass-fired boilers, Prog. in Energy Comb. Sci. 26, 2000, p. 283-298.
• [7] Włodarczyk R., Kobyłecki R.., Bis Z.: Corrosion (B18), in Handbook on Combustion, Lackner M., Winter F. and Agarwal A.K. (Eds.), Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Germany, 2010.