Une défaillance du confinement incite à modifier les systèmes de trémie à cendres


En raison de préoccupations environnementales et de facteurs économiques, les centrales électriques qui utilisent des systèmes de confinement des boues passent des systèmes traditionnels de traitement des cendres à des alternatives plus respectueuses de l'environnement. Ce mouvement a créé une opportunité pour les fournisseurs de solutions réfractaires d'aider à la transition, à la démolition et à l'installation du système de traitement des cendres mis à jour.

Sensibilisation aux défaillances de confinement

Il y a environ 10 ans, les centrales électriques, en particulier les centrales électriques utilisant du charbon, ont remarqué le risque de défaillance du confinement et ont commencé à modifier le système de cendres. En 2008, une défaillance du confinement dans le bassin de cendres d'une centrale électrique dans le sud-est des États-Unis a libéré 1,1 milliard de gallons. de boue de cendres volantes de charbon dans 300 acres de terrain entourant l'étang. Le lisier a fini par couler dans plusieurs rivières locales. Le nettoyage de cet échec dévastateur a coûté environ 1,1 milliard de dollars américains, et finalement la vie de plus de 30 personnes qui ont participé à l'effort de nettoyage. Cet incident, ainsi que d'autres facteurs économiques, ont entraîné la transition vers de meilleurs systèmes de traitement des cendres qui éliminent le besoin d'étangs à lisier de cendres.

La transition vers de meilleurs systèmes a créé une opportunité pour les fournisseurs de solutions réfractaires expérimentés. Plus précisément, chaque nouveau système de lisier est alimenté par plusieurs chaudières qui doivent être ajustées, des trémies à cendres qui doivent être regarnies avec de nouveaux réfractaires, et la démolition et l'installation des composants clés du système réfractaire qui doivent accueillir le système amélioré.

Système de trémie à cendres humides

L'un des deux systèmes conçus pour traiter les cendres sans bassin à lisier est le système de trémie à cendres humides. Ce type de système est utilisé depuis des décennies et offre des pratiques plus respectueuses de l'environnement que les bassins à lisier.

Le système humide sèche les cendres en se déplaçant vers le bâtiment de confinement des cendres ou un camion-benne pour être enlevé. Ce processus comprend quatre étapes:

  1. Les cendres tombent à travers une goulotte de transition dans une trémie à cendres remplie d'eau à partir de tubes de surchauffeur et d'économiseur.
  2. Lorsque les cendres touchent l'eau, elles sont brisées par un choc thermique.
  3. Les cendres se déposent ensuite au fond de la trémie à cendres et dans son grattoir immergé.
  4. Avec le grattoir, les cendres sont transportées par un convoyeur sur une pente, où la déshydratation a lieu. Une teneur en eau finale de 15 à 20% est la norme.

Ce système présente plusieurs avantages, notamment:

  • Moins d'eau requise.
  • Moins d'énergie est nécessaire pour déplacer les cendres.
  • Réduction du traitement de l'eau.
  • Un transport plus rapide et plus facile des cendres déshydratées.

Un autre avantage du système de trémie de cendres humides est la trémie de cendres rétractable, qui peut être détachée et roulée loin de la chaudière sur un système de rail. Cela permet un accès facile à l'intérieur de la chaudière (économiseur et tubes de surchauffeur) depuis le sol. Il crée également une base plus solide pour les réparations et préserve mieux la durée de vie du réfractaire.

Système de trémie à cendres sèches

Un autre système est le système de trémie à cendres sèches. Comme le système humide, le système sec est doublé de réfractaire et est fixé au bas de la chaudière avec un joint étanche à l'air en haut de la trémie. Il y a trois étapes:

  1. Les cendres volantes tombent de la chaudière dans le fond de la trémie sèche.
  2. Les cendres sont ensuite refroidies par l'air ambiant et la pression négative créée par le système.
  3. La pression d'air négative active également un processus de reburn dans les cendres et conduit à la combustion totale des cendres.

De plus, le processus de reburn des cendres crée une plus grande efficacité thermique dans la chaudière. Les avantages du système de trémie de cendres sèches par rapport au système actuel de bassin à lisier comprennent:

  • Un manque d'eau nécessaire au traitement des cendres.
  • L'absence de traitements chimiques pour l'eau infusée de cendres.
  • Une réduction d'énergie nécessaire pour déplacer la suspension de cendres.

Les trémies de cendres sèches, comme celles des systèmes de cendres humides, peuvent éventuellement inclure un fond rétractable pour exposer la chaudière. Cela présente des avantages similaires à ceux du système de trémie humide: un accès facile à l'intérieur de la chaudière, une base plus solide pour les réparations et la préservation de la durée de vie réfractaire.

Un autre avantage intéressant est la monétisation des cendres volantes. Les changements dans l'industrie du ciment et du béton ont maintenant créé un marché pour le charbon à faible teneur en soufre, qui se trouve dans les cendres volantes.

L'expérience réfractaire domine la journée

Les centrales électriques comptent sur des solutions réfractaires expérimentées pour le succès des deux types de systèmes de trémie à cendres. Une conversion vers l'un ou l'autre système nécessite des temps d'arrêt et est considérée comme un projet d'investissement, coûtant entre 8 et 12 millions de dollars US selon la taille et les modifications de contrôle. Seule une entreprise réfractaire professionnelle ayant accès à l'équipement spécialisé, aux opérateurs de pompe et aux buses appropriés, couplée à un matériau réfractaire solide et résistant à l'abrasion, sera en mesure de gérer l'étendue de la tâche et les contraintes de temps.

Quel que soit le système de trémie choisi, cinq services distincts doivent être réalisés:

Démolition

La démolition du réfractaire existant peut être réalisée par découpe ou flamme / torche.

  • Couper: Un trou suffisamment grand pour accueillir une machine de découpe automatique est coupé sur le côté du système. Selon le type de trémie, cela peut être difficile, surtout si la trémie à cendres est de type cricket. Ce processus fonctionne mieux sur les halls latéraux verticaux droits.
  • Flamme / Torche: À l'aide d'une torche, les fenêtres verticales sont découpées à l'extérieur de la trémie en acier pour accéder à l'intérieur. Le réfractaire est ensuite divisé en gros morceaux et retiré. Le réfractaire peut être cassé de l'intérieur pour retirer le réfractaire avec des ancrages fixés au boîtier en acier, ou une déchireuse automatique peut être utilisée pour briser le réfractaire de l'extérieur après le retrait du boîtier en acier.

Installation d'ancrage

L'installation de l'ancrage est effectuée après que la nouvelle trémie à cendres en acier a été installée et testée sous pression. Des ancrages en acier inoxydable de style V, généralement de 5/16 po de diamètre et 8 po de longueur pour un revêtement réfractaire de 9 po, sont utilisés. Les ancrages sont soudés sur des centres de 9 ou 12 pouces, selon les spécifications techniques. Les ancres sont soudées avec une tige en acier inoxydable, généralement 309L.

Installation de mastic

Certaines centrales électriques nécessiteront un revêtement de mastic d'une épaisseur de 6 à 8 mils, qui est pulvérisé sur le métal nu et les ancrages avant l'installation réfractaire. Le mastic est un revêtement protecteur pour le métal et sert également de joint de dilatation pour les ancrages et le réfractaire.

Installation réfractaire

Le réfractaire est installé à l'aide d'un béton projeté ou d'un système Pli-Shot ™ conçu pour une installation réfractaire à grand volume (deux ou trois chargements de matériel par quart de travail). Le matériau réfractaire est expédié dans des sacs en vrac, généralement de 1250 à 3000 livres. Le matériau est déposé dans une trémie et mélangé dans un mélangeur à haut volume, puis déchargé dans une pompe qui l'envoie à travers un tuyau vers une buse pour l'installation.

En règle générale, les parois d'une trémie à cendres nécessitent une épaisseur de matériau réfractaire de 9 à 10 pouces. Une application réussie nécessite une expertise mais également une sélection rigoureuse des matériaux, qui doivent être solides, avec un indice MOR élevé à chaud et un indice de perte par abrasion faible. Dans certaines applications, il peut être nécessaire d'ajouter des aiguilles en acier inoxydable de 3/4 po au mélange réfractaire pour une résistance et un séchage plus efficaces.

Séchage réfractaire

En tant que dernière étape importante du processus, le matériau réfractaire doit être correctement séché pour atteindre la résistance prévue et pour garantir que lorsque la chaudière se mettra en ligne, toute l'eau libre sera chassée des réfractaires.

Les spécifications de séchage requises, contrôlées ou autres, varieront selon le fabricant du réfractaire. Dans certains cas, les entrepreneurs réfractaires permettront l'assèchement en utilisant un cadre en acier fabriqué en fer d'angle de 2 po et des feuilles de métal déployé. Le métal est utilisé pour faire une étagère pour placer des feuilles de laine minérale de 3 po en bas et en haut de la trémie à cendres. La laine minérale est un matériau d'isolation thermique efficace jusqu'à 1000 ° F; au-dessus de 1000 ° F, une fibre céramique

la couverture est une bonne option.

Les réfractaires, le dernier processus critique

Le séchage réfractaire est la dernière étape nécessaire avant de remettre le système en ligne. Dans un processus de transition qui peut coûter de 8 à 12 millions de dollars US et nécessiter des temps d'arrêt importants, les cinq services réfractaires distincts ont lieu à la fin de la transition. Il y a donc beaucoup de pression pour terminer le travail à temps, ou même plus tôt. C'est ici qu'un fournisseur expérimenté de solutions réfractaires peut apporter de la valeur en fournissant des chefs de projet qui peuvent accélérer les calendriers, confirmer la disponibilité des équipements spécialisés et diriger une main-d'œuvre expérimentée en démolition et installation.

Les centrales électriques qui utilisent des systèmes de confinement des boues passent des systèmes traditionnels de traitement des cendres à des systèmes plus respectueux de l'environnement. Cela a permis aux fournisseurs de solutions réfractaires expérimentés d'aider à la transition, à la démolition et à l'installation du système de traitement des cendres mis à jour. Pour réussir, il faut sélectionner une entreprise réfractaire possédant des connaissances et une véritable expérience, y compris du personnel capable d'installer des matériaux réfractaires solides et résistants à l'abrasion. Pour garantir un temps d'arrêt minimal, il est nécessaire de communiquer clairement les contraintes de temps à votre chef de projet et de demander ce qui peut être fait pour optimiser le processus. Cela aidera à garantir que la centrale électrique sera de nouveau rapidement en ligne.

Écrit par John Finch, directeur du territoire du sud-est de Plibrico.

Lisez l'article en ligne sur: https://www.worldcoal.com/special-reports/13022020/containment-failure-spurs-changes-to-ash-hopper-systems/

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