Die Kohleverarbeitung beinhaltet den Transport von Kohle in verschiedenen Stufen, während die Schüttkohle zu feiner spezieller Kohle raffiniert wird, die zum Verbrennen geeignet ist. Die Auswirkungen auf die Ausrüstung können erheblich sein. Ständig anhaltender Abrieb und Verschleiß fordert einen großen Tribut von Pulverisierern, Förderbändern, Rutschen, Schnecken und anderen Geräten. Dies kann letztendlich zu unerwarteten, kostspieligen Ausfallzeiten und/oder einer stark verkürzten Gerätelebensdauer führen.

In diesem Beitrag erfahren Sie, wie der Einsatz von Industriebeschichtungen auf Geräten und Anlagenbereichen, die für die Kohleverarbeitung verwendet werden, die Effizienz und die Lebensdauer der Anlagen drastisch verbessern kann und jährlich oft Zehntausende von Dollar einspart.

Von Abrieb betroffene Kohleverarbeitungsanlagen

Kohle ist eine wichtige Energiequelle, die weltweit Strom erzeugt. Es umfasst bis zu 40,8% der weltweiten Stromerzeugung und 30,4% der Stromerzeugungskapazität in den Vereinigten Staaten. Um Gewinne zu maximieren und erhebliche Geldstrafen bei der Kohleförderung zu vermeiden, konzentrieren sich viele Kraftwerksmanagementteams auf die Verbesserung der Kesseleffizienz und die Reduzierung gefährlicher Rauchgasemissionen. Der Kohleumschlag und die Kohleaufbereitung im Zusammenhang mit der Verbrennung haben jedoch auch einen erheblichen Einfluss auf die Anlageneffizienz und die Betriebskosten.

Von dem Moment an, in dem die Kohle im Kraftwerk ankommt, wird sie durch die Anlage transportiert und durchläuft mehrere Prozesse, um die Schüttkohle in feinstaubige Kohle umzuwandeln, die für die Verbrennung geeignet ist. Schüttkohle, die in ein Kraftwerk gelangt, kann groß und grob sein (>3″). Gemahlene Kohle, die dem Kessel zugeführt werden soll, muss gleichmäßig etwa die Größe eines Salzkorns haben, um eine optimale Verbrennung zu gewährleisten.

Die zahlreichen Etappen, die die Kohle auf ihrem Weg vom Kohlelager zum Kessel durchläuft, umfassen:

• Förderung durch Band, Schnecke, Rutsche etc.
• Bunker-/Silolager
• Dosierung zu Pulverisierern
• Mahlen/Mahlen im Pulverisierer
• Klassifizierung in Pulverisierer
• Pneumatische Förderung zum Kessel

Jeder dieser Prozesse beinhaltet eine Ausrüstung, die durch die abrasive Natur der Kohle und den Aufwand für ihre Verarbeitung oft dramatisch beeinträchtigt werden kann.

Verschleißursachen

Kohle besteht hauptsächlich aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff sowie Schwefel mit Spuren von Eisen in Form von Fe-Pyrit. Außerdem enthält Kohle einen hohen Chloridgehalt. Diese Elemente in Kohle machen es sowohl zu einem abrasiven als auch zu einem korrosiven Material für ungeschützten Stahl. Ohne Schutz erleiden die Geräte einen erheblichen Verschleiß, der letztendlich zum Versagen der Struktur oder der damit in Kontakt stehenden Prozessausrüstung führt.

Verschleiß- und Korrosionsraten hängen von mehreren Faktoren ab:

• Schwefel- und Chloridgehalte beeinflussen die Korrosivität
• Die Härte variiert zwischen Braunkohle, subbituminöser, bituminöser und Anthrazitkohle, die sich auf die Verschleißraten auswirken
• Die mit dem Transport verbundenen Variablen wie Geschwindigkeit, Fallstrecken, Aufprallwinkel usw.

Mit steigender Stromproduktion steigt auch der Kohleverbrauch. Gleichzeitig steigen auch die Verschleiß- und Korrosionsraten. Um die Lebensdauer der Ausrüstung zu verlängern und die vom Hersteller festgelegten Toleranzen einzuhalten, ist es zwingend erforderlich, die Ausrüstung und Strukturen, die mit der Kohle in Kontakt kommen, angemessen zu schützen.

Schutzoptionen

Es gibt mehrere akzeptable Lösungen, die typischerweise in der Kohleindustrie verwendet werden, um Geräte vor diesen Kräften zu schützen:

• Abriebfeste (AR) Metallplatten
• Keramikfliesen /Basaltguss
• Korrosionsbeständige Industriebeschichtungen

Schweißplatten: Zeitaufwändig & hohes Risiko

Das Schweißen von abriebfesten (AR) Platten ist ein zeitaufwändiger Prozess, bei dem die Ausrüstung für längere Zeit stillgelegt werden muss. Der Mangel an Redundanzen bei Kohlefördersystemen bedeutet, dass das Werkspersonal nur sehr wenig Zeit hat, um die Reparaturen abzuschließen.

Das Schweißen von AR-Metall ist nicht nur ein zeitaufwändiger Prozess, sondern erfordert auch speziell geschultes Personal sowie eine mehrstündige Brandwache im Schweißbereich nach Abschluss der Arbeiten. Der PRBCUG Fire Control Guide von Powder River Basic Coal Producers bietet Anleitungen zur Reduzierung des Brandrisikos in Bunkern und Mühlen, aber Schweißen sollte nach Möglichkeit vermieden werden, um Brände im System zu vermeiden. Darüber hinaus wirft das Schweißen in der Nähe von Kohlepulvern erhebliche Bedenken aus Sicht der Arbeitnehmer- und Anlagensicherheit auf.

Keramikfliesen/Gussbasalt: Gut für begrenzte Anwendungen

Keramikfliesen sind in unterschiedlichen Dicken erhältlich und eignen sich hervorragend für Gleitabrieb; Keramikfliesen sind jedoch sehr spröde und können nicht in Anwendungen verwendet werden, bei denen Stöße auftreten. Darüber hinaus können Keramikfliesen nicht in allen Anwendungen verwendet werden, da ihre Größe und Form es nicht zulassen, dass sie in unregelmäßig geformten Geräten wie Schneckenförderern verwendet werden. Basalt wird normalerweise direkt auf das Rohr gegossen. Reparaturen sind schwierig und unzuverlässig und sollten daher in Bereichen vermieden werden, in denen ein hoher Wartungsaufwand erforderlich ist.

Beschichtungen: Bei richtiger Anwendung kann die Lebensdauer von Stahloberflächen erheblich verlängert werden

Polymerkeramikverstärkte Beschichtungen bieten eine vielseitige Lösung, wenn Abrieb- und Korrosionsschutz von Metalloberflächen erforderlich ist. Ihre Vorteile umfassen:

• Kann ohne Erhitzungs-/Heißarbeitserlaubnis angewendet werden
• Aushärten in kurzer Zeit für minimale Ausfallzeiten und minimale Störungen des Prozesses.
• Verlängern Sie die Lebensdauer um ein Vielfaches über ungeschützte Stahloberflächen

Die Palette der verfügbaren Beschichtungen ist ziemlich groß und vielseitig, daher ist die Auswahl der geeigneten Beschichtung basierend auf Temperatur, Geschwindigkeit, Durchflussrate und korrosiver/abrasiver Natur der beteiligten Partikel von entscheidender Bedeutung

Beschichtungen bringen auch ihre Herausforderungen mit sich. Vor dem Auftragen muss eine geeignete Oberflächenvorbereitung gemäß den Empfehlungen des Herstellers durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Beschichtungen die vorgesehene Leistung erbringen. Eine schlechte Oberflächenvorbereitung kann zu einem vorzeitigen Versagen der Beschichtung führen.

Nachfolgend finden Sie zwei Fallstudien aus der Praxis, die zeigen, welche Auswirkungen die richtige Oberflächenbehandlung und Beschichtung auf die Rentabilität und Zuverlässigkeit haben kann:

Fallstudie: Abriebminderung bei acht Kohlemühlen

Fallstudie: Überholung/Beschichtung des Kohlepulverisierer-Liners

Holen Sie sich Hilfe

Wir bieten eine Vielzahl von hochleistungsfähigen abriebfesten Beschichtungslösungen , die in den anspruchsvollsten Anwendungen eingesetzt werden. Unser erfahrenes Team steht Ihnen gerne zur Verfügung. Kontaktieren Sie uns für eine Werksbesichtigung vor Ort oder senden Sie eine E-Mail um Hilfe bei einer bestimmten Anwendung zu erhalten.

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Hicham Saade

 

Hicham Saade ist Global Product Manager bei Chesterton ARC Efficiency & Protective Coatings Business Group. Hicham ist seit etwas mehr als 2 Jahren bei Chesterton. Hicham ist ein NACE CIP Level I Inspektor und verfügt über mehr als 10 Jahre Erfahrung in Produktmanagement, Engineering, chemischer Industrie, EH&S, Vertrieb und Qualität. In seiner Freizeit reist Hicham gerne und verbringt Zeit mit Freunden und Familie.