ผู้เขียน: YUHONG HOLDING GROUP CO., LTD (浙江宇鸿伟业特钢有限公司) — steelfintube.com, ผู้ผลิตท่อครีบ ท่อหม้อไอน้ำ และท่อแลกเปลี่ยนความร้อนตั้งแต่ปี 1990 โดยส่งออกมากกว่า 80% ของผลผลิต

เนื่องจากหม้อไอน้ำชีวมวลมีความแพร่หลายมากขึ้นในภาคพลังงานสะอาด การกู้คืนความร้อนทิ้งจากก๊าซไอเสียจึงกลายเป็นเส้นทางสำคัญสู่ประสิทธิภาพหม้อไอน้ำที่สูงขึ้น ท่อครีบเป็นส่วนประกอบหลักในการแลกเปลี่ยนความร้อน และการเลือกวัสดุของท่อครีบเป็นตัวกำหนดอายุการใช้งานและประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนของอุปกรณ์โดยตรง ก๊าซไอเสียของหม้อไอน้ำชีวมวลมีสภาวะการทำงานที่แตกต่างกัน: การเผาไหม้จะสร้างส่วนประกอบที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น สารประกอบซัลเฟอร์และคลอไรด์ อุณหภูมิของก๊าซไอเสียมักอยู่ที่ 120–140°C ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ การควบแน่นที่เป็นกรดจะก่อตัวได้ง่ายและทำให้เกิดการกัดกร่อน และอนุภาคฝุ่นที่ลอยอยู่ในก๊าซจะกัดเซาะผนังท่อ ดังนั้น การเลือกท่อครีบจึงต้องคำนึงถึงความต้านทานการกัดกร่อน ความต้านทานการสึกหรอ และประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน

คำถามที่พบบ่อย: การเลือกท่อครีบสำหรับก๊าซไอเสียหม้อไอน้ำชีวมวล

คำถามที่ 1: เหตุใดการเลือกวัสดุจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในก๊าซไอเสียหม้อไอน้ำชีวมวล?

เนื่องจากสภาวะการทำงานมีความรุนแรง ก๊าซไอเสียที่อุณหภูมิ 120–140°C ร่วมกับสารประกอบซัลเฟอร์และคลอไรด์ จะต่ำกว่าจุดน้ำค้างกรด ทำให้เกิดการควบแน่นของกรดซัลฟิวริกที่กัดกร่อนผนังท่อ ในขณะที่เถ้าที่ปะปนมาจะกัดเซาะพื้นผิว วัสดุที่ไม่คำนึงถึงสภาวะเหล่านี้จะล้มเหลวเร็วกว่ากำหนด

คำถามที่ 2: สามารถใช้ท่อครีบเหล็กคาร์บอน (ASTM A106 / A179 / ASME SA-210) ได้หรือไม่?

เหล็กคาร์บอนเป็นตัวเลือกแรกตามธรรมชาติ เนื่องจากมีการนำความร้อนที่ดี ความแข็งแรงเชิงกลสูง การแปรรูปที่สมบูรณ์ และต้นทุนเพียงหนึ่งในสามถึงครึ่งหนึ่งของเหล็กกล้าไร้สนิม — มีประสิทธิภาพดีในการใช้งานทั่วไปที่อุณหภูมิต่ำและไม่กัดกร่อน ในแง่ของ ASME/ASTM ท่อฐานมักจะเป็น ASTM A106 Gr.B, ASTM A179 หรือ ASME SA-210 Gr.A1 อย่างไรก็ตาม การกัดกร่อนจากชีวมวลส่งผลกระทบต่อจุดอ่อนของเหล็กคาร์บอนโดยตรง: เหล็กคาร์บอนทั่วไปขาดองค์ประกอบอัลลอยด์ที่ทนต่อการกัดกร่อน และในก๊าซไอเสียอุณหภูมิต่ำที่มีซัลเฟอร์ อัตราการกัดกร่อนอาจสูงถึง 0.35–1 มม. ต่อปี ภายในหนึ่งถึงสองปี จะเกิดการเจาะผนังและการกัดกร่อนหรือการแตกหักของครีบ ทำให้ประสิทธิภาพการกู้คืนความร้อนทิ้งลดลงและต้นทุนการบำรุงรักษาสูงขึ้น — ดังนั้นจึงไม่เหมาะสำหรับการใช้งานระยะยาว

คำถามที่ 3: เหตุใดเหล็กกล้าผสมต่ำ ASTM A588 จึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุด?

เหล็กกล้าทนสนิมผสมต่ำ Cu-Cr ที่เป็นไปตามมาตรฐาน ASTM A588 (Corten A) / ASTM A242 (Corten B) ถูกออกแบบมาเพื่อทนต่อการกัดกร่อนที่จุดน้ำค้างกรดที่อุณหภูมิต่ำ โดยการเติมโครเมียมและทองแดงเป็นองค์ประกอบอัลลอยด์ จะเกิดชั้นพาสซีฟที่เสถียร หนาแน่น และซ่อมแซมตัวเองได้ในสภาพแวดล้อมที่มีการควบแน่นที่เป็นกรด ซึ่งช่วยลดอัตราการกัดกร่อนของกรดซัลฟิวริกได้อย่างมาก — เหมาะอย่างยิ่งสำหรับโซนการกัดกร่อนที่เป็นกรดที่อุณหภูมิต่ำที่ส่วนท้ายของหม้อไอน้ำ การนำความร้อนใกล้เคียงกับเหล็กคาร์บอน มีความแข็งแรงเชิงกลเพียงพอที่จะทนต่อการกัดเซาะจากเถ้า และประสิทธิภาพการรับแรงดันตรงกับระบบหม้อไอน้ำ นี่คือเหตุผลที่ท่อครีบเหล็กกล้าผสมต่ำ ASTM A588 / A242 ได้รับการยอมรับอย่างสูงในการกู้คืนความร้อนทิ้งของหม้อไอน้ำชีวมวล และมีประสิทธิภาพในการต่อต้านการกัดกร่อนและการรั่วไหลในระยะสั้นที่พบในเหล็กคาร์บอนทั่วไป

คำถามที่ 4: ควรใช้เหล็กกล้าไร้สนิม (ASTM A213 TP304 / TP316L) แทนเมื่อใด?

หากเชื้อเพลิงชีวมวลมีซัลเฟอร์และคลอรีนสูงมากและสภาวะการทำงานรุนแรงกว่า ควรพิจารณาใช้ท่อครีบเหล็กกล้าไร้สนิม เกรดทั่วไป — ASTM A213 TP304 (UNS S30400) และ ASTM A213 TP316L (UNS S31603) — ให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่แข็งแกร่งกว่าและทนต่อสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง แต่มีราคาสูงกว่า ดังนั้นควรพิจารณาทางเลือกเทียบกับงบประมาณโครงการและสภาวะจริง

คำถามที่ 5: โครงสร้างครีบมีความสำคัญ หรือเฉพาะวัสดุ?

ทั้งสองอย่างมีความสำคัญ ก๊าซไอเสียหม้อไอน้ำชีวมวลมีปริมาณฝุ่นสูง และครีบที่อยู่ชิดกันจะอุดตันและสะสมเถ้าได้ง่าย ทำให้ประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนลดลง ระยะห่างของครีบควรเลือกเพื่อให้ก๊าซไอเสียไหลได้อย่างราบรื่นและลดการสะสมของเถ้าให้เหลือน้อยที่สุด

คำถามที่ 6: กลยุทธ์การเลือกที่แนะนำคืออะไร?

การเลือกต้องเป็นไปตามสภาวะการทำงานจริง ให้ความสำคัญกับท่อครีบเหล็กกล้าผสมต่ำ Cu-Cr ASTM A588 เพื่อจัดการกับการกัดกร่อนที่อุณหภูมิต่ำ เลือกเหล็กกล้าไร้สนิม (ASTM A213 TP316L) สำหรับสภาวะที่รุนแรง เหล็กคาร์บอน (ASTM A106 / A179) สามารถใช้เป็นตัวเลือกชั่วคราวสำหรับการใช้งานระยะสั้นที่จำกัดงบประมาณเท่านั้น ในระยะยาว ท่อครีบเหล็กกล้าผสมต่ำ ASTM A588 ให้ความสมดุลที่ดีที่สุดระหว่างความคุ้มค่าและความน่าเชื่อถือ