Projektstatus
Aktiv – 01.01.2019 bis 31.12.2021
Projektpartner
VGB PowerTech e.V., GE Boiler Deutschland GmbH, Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH, Steinmüller Engineering GmbH, Lausitz Energie Bergbau AG, RWE Power AG, Uniper Kraftwerke GmbH
Projektbeschreibung
Bei der Verbrennung von Kohle und anderen festen Brennstoffen in Kraftwerken werden Gase und Partikel freigesetzt, welche bei Kontakt mit den Feuerraumwänden bzw. bei der Bildung von Belägen zu Hochtemperaturkorrosion und somit zur Schädigung der Anlagenteile führen können. Änderungen in der Anlagenbetriebsweise wie Brennstoffwechsel oder Mitverbrennung von Biomasse oder Müll können zu einem erhöhten Korrosionsangriff führen, der die Lebensdauer der Anlagenteile massiv beeinträchtigen kann. Ebenso führen Maßnahmen zur Senkung der Schadstoffemissionen, wie z. B. die Absenkung der Luftzahl, zum vermehrten Auftreten korrosiver Gase. Auch die zunehmende Lastflexibilisierung im Zuge der Einspeisung regenerativer Stromquellen kann sich negativ auf die Korrosionsbelastung auswirken. Durch häufige Lastwechsel werden bestimmte Dampferzeugerbereiche alternierend in oxidierenden und reduzierenden Rauchgasatmosphären betrieben. Dieses geänderte Anforderungsprofil kann zu einer erhöhten Korrosionsbelastung führen, wodurch ein erheblicher wirtschaftlicher Schaden entstehen kann und ursprüngliche Lebensdauerabschätzungen der Wandheizflächen versagen.
Bei der rauchgasseitigen Verdampferwandkorrosion entstehen durch das Zusammenspiel von Feuerraumwand, Ascheablagerungen und Rauchgasatmosphäre elektrochemische Reaktionen, die für die Materialabzehrung verantwortlich sind. Der Einsatz von elektrochemischen Korrosionssensoren ermöglicht die stetige Online-Überwachung der Korrosionsintensität. Anhand der Online-Korrosionsmessungen können ungünstige Betriebszustände des Kraftwerks ermittelt und Gegenmaßnahmen zur Senkung der Korrosionsbelastung eingeleitet werden. Zudem können die Ergebnisse von Online-Korrosionsmessungen zur Planung von Revisionsstillständen genutzt werden, in denen besonders hoch beanspruchte Bereiche geprüft und repariert oder mit einem Korrosionsschutz versehen werden können. Die Online-Korrosionsmessung bietet Kraftwerksbetreibern somit ein großes Potential hinsichtlich Risikominimierung und präventiver Schadensabwendung im Kesselbereich.
Ziel des Vorhabens ist es, einen Sensor zur quantitativen Online-Erfassung der Korrosionsrate von Wandheizflächen im Verdampferbereich von Kraftwerken weiterzuentwickeln. Der Korrosionssensor lässt sich durch minimalen Aufwand an jeder beliebigen Stelle in eine Verdampferwand integrieren. Durch die passive Kühlung des Sensors zeichnet sich das Messsystem durch niedrige Anschaffungs- und Wartungskosten aus. Durch die Kombination aus der Messung korrosiver Gase sowie der Online-Erfassung der Korrosionsrate können verbesserte Aussagen über die ursächlichen Zusammenhänge zwischen Gasatmosphäre und Korrosion getroffen, korrosionsgefährdete Bereiche lokalisiert und entsprechende Gegenmaßnahmen beurteilt werden.
