Когда ищешь в сети 'Кубы воздухоподогревателей производитель', часто натыкаешься на однотипные каталоги с сухими спецификациями. Многие забывают, что ключевой параметр здесь — не столько геометрия секций, сколько материал, из которого эти кубы отливают. В свое время мы на заводе в Челябинске столкнулись с тем, что даже сертифицированная нержавейка 12Х18Н10Т давала микротрещины после полугода работы в среде с примесями сернистого ангидрида. Пришлось переходить на аустенитные стали с добавками молибдена — дороже, но ресурс вырос втрое.
Раньше массово использовали чугун СЧ20 — дешево, но при температурных перепадах свыше 300°С начиналась деформация направляющих пластин. Сейчас кубы воздухоподогревателей для ТЭЦ чаще льют из легированной стали 08Х17Т, хотя для агрессивных сред лучше подходит 10Х17Н13М2Т. Китайские аналоги типа 304L иногда подводят — в прошлом году на ГРЭС под Пермью пришлось экстренно менять партию из-за межкристаллитной коррозии сварных швов.
Интересно наблюдать за новыми игроками вроде ООО 'Шаньдун Синькэсинь Новые Материалы Технологии' — их сайт xinkexin.ru упоминает спецкерамику, но для воздухоподогревателей это пока экзотика. Хотя если говорить о печах с температурой газов выше 800°С, керамокомпозиты могли бы решить проблему образования окалины. Правда, с термоциклированием у них вопросы — на испытаниях в НИИЭнергопрома трещины появлялись уже после 200 циклов 'нагрев-охлаждение'.
Заметил тенденцию: европейские производители типа VTS Climatronic перешли на пакетирование кубов с покрытием AluFer — алюмоцинковый слой действительно снижает адгезию золы. Но у нас такой подход редкость, чаще просто увеличивают шаг ребер до 8-10 мм. Хотя для котлов, работающих на бурых углях, это не панацея — зола все равно спекается в монолитные корки.
Собирая регенеративный воздухоподогреватель для нового энергоблока, всегда спорю с проектантами насчет размера секций. Стандартные кубы 2000×2000 мм удобны в транспортировке, но при монтаже требуют дополнительных стыковочных узлов — каждый стык это потенциальная точка утечки. Варили вариант с кубами 3000×1500, но тогда возникают сложности с поворотной рамой — приходится усиливать подшипниковые узлы.
Особенно критична точность сборки поворотного ротора — зазоры между кубами и корпусом больше 3 мм приводят к перетокам воздуха. Однажды налаживали японский Ljungstr?m, так там вообще применяли лабиринтные уплотнения с тефлоновыми вставками. Но для наших условий с вибрацией от горелочных устройств такой вариант нежизнеспособен — вкладыши выкрашивались за два месяца.
Сейчас экспериментируем с бесстыковой укладкой — заказываем кубы воздухоподогревателей у производителя с возможностью фрезеровки торцов с допуском ±0.2 мм. Дороже на 15-20%, но при пусконаладке перетоки снизились с 12% до 4.7%. Правда, для ремонта приходится демонтировать весь пакет, выборочная замена секций невозможна.
Самое слабое место — холодная сторона. При температуре газов на выходе ниже 130°С начинается конденсация серной кислоты. Видел случаи, когда за год работы перфорационные отверстия в стальных кубах уменьшались с диаметра 8 мм до 3-4 мм из-за коррозии. Пробовали напыление эмалей — не помогает, трескается при тепловом расширении.
Для котлов, работающих на высокосернистом мазуте, сейчас рекомендуем устанавливать паровые обогреватели перед воздухоподогревателем. Но тут важно не переборщить — если поднимать темпера壁ки выше 160°С, резко растут потери с уходящими газами. Оптимальный диапазон 110-140°С, но его сложно выдерживать при переменных нагрузках.
Интересный опыт получили при реконструкции ПГУ-400 в Казани — там применили комбинированную схему: роторный воздухоподогреватель + пластинчатый рекуператор в обводном канале. При пиковых нагрузках включается байпас, что снижает скорость вращения ротора и соответственно износ уплотнений. Ресурс кубов увеличился почти вдвое — отработали уже 5 лет без замены.
Слежу за деятельностью ООО 'Шаньдун Синькэсинь Новые Материалы Технологии' — их заявка на производство огнеупорных материалов могла бы решить проблему для печных агрегатов. Но для энергетических котлов спецкерамика пока не прошла промышленных испытаний — хрупкость при вибрационных нагрузках. Хотя если говорить о новых установках с псевдоожиженным слоем, там возможно применение композитных матриц.
В Европе тестируют кубы с наноструктурированным покрытием на основе диоксида циркония — заявленная стойкость к эрозии в 3 раза выше. Но стоимость одного квадратного метра поверхности превышает 200 евро, что для наших условий неприемлемо. Дешевле раз в 3 года менять стандартные стальные секции.
Из реально работающих инноваций отмечу лазерную перфорацию — неравномерное распределение отверстий увеличивает турбулизацию без роста сопротивления. На Сургутской ГРЭС-2 после такой модернизации КПД поднялся на 0.8%. Но производители кубов воздухоподогревателей неохотно идут на нестандартные заказы — требуют минимальную партию от 100 секций.
Часто сталкиваюсь с дилеммой — ремонтировать старые кубы или ставить новые. Если коррозия съела менее 30% толщины стенки, выгоднее наплавить напылением порошковой проволоки. Но при повреждении более 50% лучше менять — остаточный ресурс отремонтированных секций редко превышает 2 года.
Сейчас появились мобильные установки для плазменного напыления прямо на месте — не нужно демонтировать секции. Пробовали на Выборгской ТЭЦ — за сутки восстанавливали до 40 кубов. Но стоимость работ почти равна цене новых секций от отечественного производителя.
Для агрегатов с остаточным сроком службы менее 5 лет вообще рекомендую не вкладываться в дорогой ремонт. Лучше поставить простые углеродистые кубы — они отработают свой срок без лишних затрат. Хотя если речь о новом блоке с перспективой работы 25+ лет, тут уже нужно рассматривать варианты с нержавейкой или даже титановыми сплавами для особо агрессивных сред.
