Электростанции — угольные, газовые, турбосборки на базе комбинированного цикла или биомассы — объединяют почти все задачи по защите покрытий в промышленной среде. Внешние поверхности котельных установок при высокой температуре, системы дымовых газов с содержанием SO₂ и влагой, конденсирующиеся тепловые башни с непрерывным контактом с водой, крупные конструкционные стальные элементы на открытой промышленной территории, а также требования по противопожарной защите стальных конструкций турбинного здания. Каждая зона имеет свои требования, и указание одного типа покрытия для всей установки — надёжный способ получить преждевременные отказы где-то.
Этот гид рассматривает основные категории активов на тепловой электростанции, что вызывает коррозию в каждой из них и какие системы покрытий подходят.
Внешняя часть котельной и оборудование процесса при высокой температуре
Внешняя поверхность котла на угольном или газовом топливе работает при повышенных температурах — поверхность корпуса котла обычно 150–300°C в эксплуатации, локальные горячие зоны около горелок могут превышать 400°C. Стандартные эпоксидные или полиуретановые покрытия здесь абсолютно непригодны. Это область силиконовых и алюминий-силиконовых систем.
| Температура поверхности | Рекомендуемое покрытие | Заметки |
| До 200°C | Модифицированная эпоксидная или эпоксидно-силиконовая гибридная система | Лучшая коррозионная стойкость по сравнению с чистым силиконовым покрытием в этом диапазоне |
| 200–400°C | Силиконовый алюминий (стандарт) | Промышленный стандарт; алюминиевый пигмент обеспечивает барьер и гальванический эффект |
| 400–600°C | Высокое содержание алюминия в алюминий-силиконовой системе | Большая загрузка алюминия для стабильности при повышенной температуре |
| Свыше 600°C | Неорганическая цинковая силикатная или керамическая система | Органические связующие не выживают; требуются неорганические системы |
Один практический момент по системам на основе силикона: они застывают при первом нагреве, а не при комнатной температуре. Нанесение покрытия может выглядеть сухим в течение нескольких часов, но фактическое перекрещивание связей и развитие термостойкости происходят во время первого обжига. Это означает, что котельная установка может вводиться в эксплуатацию, пока покрытие технически ещё в ‘незатвердевшем’ состоянии — процедура разогрева должна следовать руководству производителя (плавное наращивание температуры, обычно 25–50°C в час до рабочей температуры), чтобы избежать пузырения во время первого цикла затвердевания.
Для полного разложения по температурному диапазону и логике выбора системы для силиконовых, неорганических цинковых и керамических систем смотрите руководство по покрытию при высоких температурах.
Системы дымовых газов — стэки, воздуховоды и скрубберы
Системы дымовых газов в угольных электростанциях представляют собой одну из самых агрессивных условий внутренней коррозии в любом промышленном объекте. Комбинация SO₂, SO₃, NOₓ, водной пар и зольной пыли создает среду, которая быстро атакует как углеродистую сталь, так и многие системы покрытий.
Конкретный риск — коррозия по точке росы. Когда температура дымовых газов падает ниже кислотной точки росы (обычно 120–160°C для сернистого тумана), кислота конденсируется на стенке воздуховода. Это крайне коррозийно и атакует как сталь, так и большинство органических покрытий. На другом конце операционного цикла — во время пуска и останова — система дважды проходит через точку росы, поэтому проблема периодическая, а не непрерывная.
Выбор покрытия для воздуховодов дымовых газов зависит от профиля рабочей температуры:
- Выше 200°C непрерывно: силоконовое покрытие, наносящееся на наружную поверхность; внутренняя поверхность при этой температуре обычно не требует покрытия, если толщина стали достаточна
- При или около точки росы: акридостойкое винилестеровое или стеклянная фракция эпоксидной смолы для внутренней поверхности; эти участки представляют наивысший риск кислотного удара
- После мокрых скрубберов (системы FGД): очищенный дымовой газ холодный и насыщен водяной парой, часто с кислой реакцией pH; внутреннее покрытие из стеклянной фракции эпоксидной смолы или винилестера для канала внутри после скруббера
Внутренние обшивки дымовой трубы — это узко специализированное применение — сочетание кислотостойкости, стойкости к высоким температурам и термическим циклам сильно сужает круг вариантов. Системы стеклянной фракции BOROSILIKATE или калийное стекло используются в самых требовательных условиях стека.
Охлаждающие башни и системы охлаждающей воды
Башни охлаждения — конструкции, требующие высокой технической поддержки в любом теплоэлектростанционном объекте. Комбинация непрерывного контакта с водой, биологического роста и механического износа от распределения воды приводит к быстрому разрушению незащищённой или плохо защищённой стали.
Для стальной конструкции башни охлаждения и чаши:
- Стальная конструкция: Система C4–C5 — грунтовка с высоким содержанием цинка / эпоксидное покрытие высокой толщины / верхний слой полиуретана общая толщина 300–400 мкм
- Внутренняя часть чаши холодной воды (бетон): эпоксид без растворителей или эпоксид с фракции стекла, 300–500 мкм; бетонная основа требует специальной подготовки и грунтовки, устойчивой к влажности
- Заполнение опорных рамок: часто используется оцинкованная сталь; если требуется окраска, применяйте систему грунтовки, совместимую с цинком
Питьевая вода распределительная трубопроводная сеть и водяные боксы теплообменников — там, где покрытие соприкасается с охлаждающей водой — должны бытьSpecification с системой эпоксидного состава без растворителей. Где охлаждающая вода имеет высокое содержание хлоридов (морская вода или солоноватая вода с одноразовой схемой), предпочтение отдается стекловолоконному эпоксиду с фрагментом стекла.
Стальная конструкция — Турбинные здания и конструкции теплоэлектростанций
Основная структурная сталь теплоэлектростанции — турбинные залы, котельные, административные здания — находится в атмосферной среде C3–C4 для большинства inland населённых пунктов. Прибрежные электростанции переходят к C4–C5.
Стандартная спецификация: эпоксидная грунтовка с содержанием цинка / эпоксидный промежуточный слой / верхний слой из полиуретана, общая толщина DFT 250–350 мкм для C3/C4, или 320–420 мкм для C5.
Когда структурная сталь находится вблизи дымовых газов — около оснований трубных стволов, вокруг систем удаления пыли — атмосфера более агрессивна из-за SO₂ и кислотной дымки. Эти участки требуют системы C5, даже если общий завод относится к C3/C4.
Для полного разбивки требований к системе C5, выбора грунтовки и антикоррозийное покрытие для стальных конструкций в промышленных и прибрежных условиях, включая проектирование системы по категории коррозионной опасности, см. подробное руководство.
Коррозия под изоляцией в трубопроводах теплоэлектростанций
У электростанций имеется обширная изолированная трубопроводная сеть — паровые линии, линии подачи воды, линии конденсата — работающие при температурах от окружающей среды до 500°C и выше. CUI (коррозия под изоляцией) — значительная проблема обслуживания в действующих установках, где попадание влаги через поврежденную изоляцию вызывает быструю локальную коррозию под изоляционным покрытием.
Покрытие под изоляцией на горячих трубопроводах должно выдерживать рабочую температуру, выдерживать тепловые циклы и сохранять адгезию во влажной среде, которая проникает во время простоев станции. Стандартные эпоксидные покрытия не могут выполнить все три требования. Предпочитаемыми системами для защиты от CUI на горячих трубопроводах являются модифицированный силикон или термоуплотняющий алюминий (TSA).
API RP 583 (Коррозия под изоляцией и огнеупорность) является основным руководством по выбору покрытия для CUI в применениях к электростанциям.
Огнезащита для turbine зданий
Стальная конструкция в турбинных зданиях обычно должна иметь огнестойкость — как ради обеспечения безопасности жизни, так и для защиты значительного инвестиционного оборудования в турбинном зале. Применимый пожарный сценарий зависит от объекта: генератор с охлаждением водородом создает риск возгорания углеводородов, требующий огнезащиты по UL 1709; другие зоны турбинного здания могут быть заявлены по кривой возгорания целлюлозной группы (BS 476 / EN 13501).
Различение имеет существенное значение — подтвердите применимую кривую возгорания с огнеинженером проекта перед спецификацией. Требуемый период огнестойкости (обычно 60 или 90 минут) и коэффициенты сечения стальной конструкции определят требуемую толщину интумесцентного DFT или цементного слоя.
💡 Для расчета DFT интумесцентного покрытия на основе коэффициента сечения и периода огнестойкости см. как рассчитать толщину интумесцентного покрытия. Чтобы ясно понять типы пассивных систем противопожарной защиты и когда применяются каждый из них, см. пассивная огнезащита vs активная огнезащита.
Вопросы по проектам электростанций
Можно ли нанести силиконовое покрытие на котёл, который уже находится в эксплуатации?
Применение в условиях эксплуатации на горячем котле возможно с использованием некоторых силиконовых продуктов, специально разработанных для нанесения на горячие поверхности — некоторые из них допускают нанесение на поверхности до 200 °C. Однако это специализированное нанесение, требующее специального оборудования, надлежащей СИЗ и внимательного контроля за испарением растворителя. Более распространённый подход к повторному нанесению для обслуживания — наносить во время планового простоя, когда поверхность охлаждена ниже 40 °C. Подтвердите у производителя, выдерживает ли их конкретный продукт горячее нанесение.
Какое покрытие лучше всего подходит для системы десульфурации дымовых газов котлотурбины на угольном топливе?
Системы DES на дымовых газах — мокрые абсорберы, удаляющие SO₂ из дымовых газов — содержат коррозионную суспензию из известняка, гипса и кислой технологической воды при температурах обычно 50–80 °C. Внутренняя часть абсорбера и сопряжённых трубопроводов требует наплавки с устойчивостью как к кислотности, так и к истиранию от суспензии. Эпоксидные системы с винилестером на основе стеклянной плёнки или боросиликатное стекловолокно с плёнкой эпоксидной смолы — наиболее часто применяемые для внутренних поверхностей DES. Уточните конкретную химию (pH, содержание хлоридов, температура) суспензии DES у технологической команды завода перед утверждением спецификации покрытия.
Как часто покрытия электростанций требуют обслуживания?
Значительно реже, чем ожидают многие ремонтные бригады предприятий — при условии правильной исходной спецификации и нанесения. Хорошо специфицированная система C5 на конструкционной стали с правильно нанесённой цинкосодержащей грунтовкой может прослужить 15–20 лет до масштабного обслуживания. Покрытия на основе силикона высокой температуры на корпусах котельных обычно требуют подкраски вокруг проникновений и повреждённых участков при каждом крупном ремонте (как правило, каждые 3–5 лет) с полной перекраской через 10–15 лет. Линии дымоходов сильно зависят от тяжести кислотной атаки и качества исходного нанесения — осмотры при каждом крупном ремонте и локальные ремонты повреждённых участков значительно продлевают службу.
Системы покрытия электростанций от Huili Coating
Huili Coating производит покрытия высокой температуры на силиконовой основе (200–650 °C), антикоррозионные системы для конструкционной стали и башен охлаждения, стойкую к кислотам эпоксидную систему на основе стекловолоконной фракции для систем дымовых газов и огнезащитную огнезащитную плитку UL 1709 — для тепловых электростанций, комбинированных станций и промышленных энергогенерационных объектов.
- Силиконовое алюминиевое покрытие высокой температуры: диапазон 200–600 °C
- Антикоррозионные системы C5: грунтовка с высоким содержанием цинка / эпоксидная система на основе стекловолоконной фракции / верхний слой из PU
- Эпоксидная система на основе стекловолокнистой фракции: системы холодной воды, DES, дымоходные сети
- Огнезащитная защита UL 1709: рейтинги на 60, 90, 120 минут
Отправьте данные по зоне проекта — температуры поверхности котла, факторы сечения конструкционной стали, химия дымовых газов, требуемые периоды огнестойкости и местоположение — при помощи форму запроса проекта и наша техническая команда порекомендует зоно-специфическую систему покрытия и предоставит документацию TDS для вашего обзора спецификации.
