Uszkodzenia korozyjne wysokotemperaturowe w kolektorze rurowego wymiennika ciepła wynikające z niekorzystnych warunków przepływu i miejscowego przegrzania : analiza CFD

• Autorzy: Parol Filip , Pawlicki Jakub

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2024.12.15

Warianty tytułu

EN

High temperature corrosion damage in tubular heat exchangers manifold resulting from poor flow conditions and local overheating : CFD analysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki analiz przepływowo-strukturalnych CFD kolektora wraz z początkowym odcinkiem rurek wymiennika ciepła konstrukcji ALSTOM. Analizy termiczno-przepływowe są częścią kompleksowych badań nad przyczynami uszkodzeń rurek wewnętrznych, spowodowanych szybko postępującą korozją od strony przestrzeni wodnej w okolicy połączenia z dnem sitowym. Przeprowadzono je na podstawie wcześniej wykonanych analiz materiałowych i procesowych. Badania materiałowe wykazały, że przyczyną uszkodzenia rur kotła była wysokotemperaturowa korozja w środowisku woda-para. Na podstawie analizy procesów technologicznych stwierdzono prawdopodobieństwo niewystarczającego odgazowania w deaeratorze oraz możliwe nagromadzenie osadów korozyjnych. Analizy termiczno-przepływowe wskazały na występowanie zastojów przepływu za częścią rurek wymiennika i pokrywanie się ich obszarów z typowymi miejscami uszkodzeń. Wykonano symulację uwzględniającą obecność warstwy korozyjnej na części powierzchni rurki i zaobserwowano znaczący wzrost temperatury w miejscach korozji.

EN

CFD flow-structural anal. of the manifold along with the initial section of the heat exchanger tubes, designed by ALSTOM were carried out to det. the causes of internal tube damage caused by rapidly progressing corrosion from the water side near the connection to the tube sheet. Flow-thermal anal. showed the occurrence of flow stagnation behind some of the heat exchanger tubes. Material tests showed that the cause of the boiler tube damage was high-temperature corrosion in a water-steam environment. A simulation was carried out taking into account the presence of a corrosion layer on part of the tube surface, revealing a significant increase in temp. in the corrosion areas.

Słowa kluczowe

PL

CFD; obliczeniowa dynamika płynów; korozja; utlenianie; wymiennik ciepła

EN

CFD; computational fluid dynamics; corrosion; oxidation; heat exchanger

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2024
• Tom: T. 103, nr 12
• Strony: 1473--1478
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Parol Filip

• Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej, Politechnika Warszawska, ul. Nowowiejska 24, 00-665 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0002-8807-8616

autor

Pawlicki Jakub

• Politechnika Warszawska

• https://orcid.org/0000-0001-6898-506X

Bibliografia

• [1] E. Huttunen-Saarivirta, M. Antonov, R. Veinthal, J. Tuiremo, K. Mäkelä, P. Siitonen, Wear 2011, 272, 159.
• [2] PN-75/H-84024, Stal do pracy w podwyższonych temperaturach.
• [3] L. Hoehenberger, Waterside scaling, deposition and corrosion in steam generators, TÜV Industrie Service GmbH, Monachium 2005.
• [4] C. D. Widiawaty i in., OP Conference Series: Mater. Sci. Eng. 2020, 909.
• [5] S. Wiśniewski, T. Wiśniewski, Wymiana ciepła, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2017.