|
Kattilalaitoksien ihannepyrkimyksenä on energian tuottaminen taukoamatta, mahdollisimman alhaisin kunnossapitokustannuksin ja mahdollisimman hyvällä hyötysuhteella. Edellinen on toteutunut suhteellisen hyvin hiili- ja turvekattiloilla, joskin ei ongelmitta sielläkään.
Kuitenkin kattiloissa, joissa poltettaan uusiutuvia polttoaineita kuten puuta, kuorta, puujätteitä, biomassoja sekä kasvavassa määrin yhdyskuntajätteitä sekä kierrätysjätteitä on kiinnitettävä entistä suurempi huomio kattiloiden rakenteisiin kohdistuviin kerrostuma- ja korroosiorasituksiin. Jätteiden polttaminen rasittaa kattilaa huomattavasti enemmän ja aiheuttaa lisäksi yleensä kerrostumien kasvun myötä lämmönsiirron ts. tuotannon heikkenemistä verrattuna esimerkiksi turpeen, hiilen tai maakaasun käyttöön. Lisäksi joidenkin laitoksien tulistetun höyryn lämpötilaa on jouduttu laskemaan korroosiorasitusten vuoksi. Edelleen kierrätyspolttoaineiden käyttöä voidaan joutua rajoittamaan, jotta vältytään tulistimien korroosiovaurioilta kattilan normaaleilla suunnitteluarvoilla. Joissakin tapauksissa kattilan tulistinmateriaaleja on korvattu huomattavasti kalliimmilla tulistinputkimateriaaleilla, vaikka edes kalliimmat materiaalit eivät aina tuo ratkaisua. Hallitsemattomat polttoaineiden vaihdokset ilman tutkimusta ja seurantaa, voivat aiheuttaa laitokselle yllättäviä korroosiovaurioita, ylimääräisiä seisokkeja, hallitsemattomia kunnossapitokuluja sekä alentaa kattilan käyttöastetta.
Kattilalaitoksen korroosiomittaukset
Kattilalaitoksien eri rakenteisiin ja toimilaitteisiin kohdistuvia korroosiorasituksia voidaan mitata.
Vesipuolen korroosiomittauksiin on olemassa valmiita kaupallisia mittausjärjestelmiä, joiden avulla voidaan tutkia ja seurata jatkuvatoimisesti kattilalaitoksen eri vesipiirien korroosiota. Järjestelmien mittaustietojen avulla on mahdollista seurata esimerkiksi kattilavesissä käytettyjen kemikaalien tehoa sekä niitä voidaan käyttää apuna optimaalisessa kemikaalien annostelussa (esim. korroosionestoinhibiitit).
Erilaisten polttoaineiden ja -seoksien savukaasujen aiheuttamaa korroosiorasitusta sekä kerrostumien muodostumista voidaan myös tutkia ja seurata. Seurantaa onkin tehty jo vuosia mm. savukaasuvirtaan altistettujen näytepalojen avulla. Yleensä järjestelmät perustuvat erikoisanturin käyttöön, jossa mittausanturiin asennetut eristetyt koepalat asennetaan yhteen läpi esim. kattilan tulistinalueelle. Anturit sisältävät tutkittavien koepalapintojen ilma- ja vesijäähdytyksen (vesijäähdytystä ei käytetä soodakattiloissa), jolloin materiaaleja voidaan pitää altistettuna savukaasuvirassa tulistinmateriaalin pintalämpötilaa vastaavassa lämpötilassa. Näin saadaan tietoa kerrostumien muodostumisesta, kerrostumien laadusta sekä materiaalien korroosionopeudesta perustuen koepalojen painohäviöstä tehtävään laskentaan. Menetelmän varjopuolena on kuitenkin se, että korroosionopeus voidaan laskea vasta jälkikäteen kun anturin koepalat on analysoitu. Mittauksen avulla ei saavuteta suoranaista tietoa korroosion mahdollisesta vaihtelusta tutkimusjakson aikana. Näin ollen painohäviöön perustuvan mittauksen avulla ei voida suoranaisesti tietää eri polttoaineseosten, ajoparametrien ja esim. lämpötilan vaikutusta materiaalin korroosionopeuteen ajan funktiona. Mittausten avulla voidaan laskea kuitenkin tutkimusjakson aikana tapahtunut kokonaiskorroosio ja ennustaa siten varsinaisten materiaalin kohdistunutta korroosiorasitusta. Anturit on valmistettu siten, että ne on mahdollista irrottaa tarkastusta varten kattilan normaalin toiminnan aikana. Lopullinen varmentava tieto saadaan tietysti vasta seuraavassa seisokissa kun tarkastellaan varsinaisia kattilarakenteita ja suoritetaan seurantapisteiden paksuusmittauksia.
Jatkuvatoimiset korroosionopeuden mittausjärjestelmät
Nykyisin on kuitenkin saatavana jo kattiloiden savukaasujen mittaamiseen tarkoitettuja kaupallisia mittausjärjestelmiä, jotka tuottavat jatkuvaa on-line mittausdataa. Jatkuvatoimisen mittausjärjestelmän anturit muistuttavat painohäviö- ja kerrostuma-antureita, mutta ovat sisäiseltä rakenteeltaan varsin erilaisia. Anturit sisältävät toisistaan täysin eristetyt koepalat sekä niihin liitetyn sähköisen yhteyden, joka mahdollistaa koepalojen sähkökemiallisen mittaamisen (kuva 2.).
|
