หัวฉีดดีไนตริฟิเคชั่น: คู่มือการเลือกโลหะผสมและการหล่อ 

สรุป: คู่มือนี้ครอบคลุมถึงการเลือกโลหะผสม กระบวนการหล่อการลงทุน ข้อบกพร่อง การตัดเฉือน CNC และข้อกำหนดในการตรวจสอบสำหรับหัวฉีดดีไนตริฟิเคชั่นแบบหล่อแบบกำหนดเองที่ใช้ในระบบก๊าซไอเสีย SCR และ SNCR

หัวฉีดดีไนตริฟิเคชั่นเป็นส่วนประกอบที่สึกหรอที่สำคัญภายในระบบกำจัดไนเตรตของก๊าซไอเสีย SCR และ SNCR ซึ่งต้องเผชิญกับอุณหภูมิสูงแบบเป็นรอบ การกัดกร่อนของแอมโมเนีย/ยูเรีย และการกัดเซาะของเถ้าลอย

คู่มือนี้เน้นที่หัวฉีดดีไนตริฟิเคชั่นแบบหล่อ ซึ่งครอบคลุมสภาพการทำงานทั่วไป การเปรียบเทียบเกรดโลหะผสม ขั้นตอนการทำงานในการหล่อแบบลงทุน การป้องกันข้อบกพร่อง และหมายเหตุการตกแต่งขั้นสุดท้ายด้วย CNC สำหรับการหล่อหัวฉีดแบบกำหนดเอง

หัวฉีด Denitrification แบบหล่อคืออะไรและเงื่อนไขการบริการ

หัวฉีดดีไนตริฟิเคชั่นแบบหล่อเป็นส่วนประกอบหล่อที่แม่นยำซึ่งออกแบบมาเพื่อฉีดสารรีดักแทนท์ยูเรียหรือแอมโมเนียอย่างสม่ำเสมอในกระแสก๊าซไอเสียเพื่อการบำบัดแบบดีไนเตรชัน

หัวฉีดดีไนตริฟิเคชั่นแบบหล่อรองรับช่องการไหลภายในที่ซับซ้อน พอร์ตสเปรย์หลายช่อง และโครงสร้างการติดตั้งแบบรวมที่ยากหรือมีค่าใช้จ่ายสูงในการผลิตโดยการตัดเฉือนสต็อกแข็ง ซึ่งต่างจากหัวฉีดที่กลึงโดยตรงจากสต็อกแท่งทึบ

สภาพแวดล้อมการทำงานของหัวฉีดกำจัดไนเตรตก๊าซไอเสียสร้างกลไกการย่อยสลายแบบผสมผสานที่ทำให้อายุการใช้งานสั้นลง:

• การสัมผัสกับอุณหภูมิสูงอย่างต่อเนื่องหรือผันผวนภายในหม้อไอน้ำและท่อ
• การกัดกร่อนของสารเคมีจากแอมโมเนีย แอมโมเนียมไบซัลเฟต และผลพลอยได้จากก๊าซไอเสียที่เป็นกรด
• การกัดเซาะของอนุภาคของแข็งที่เกิดจากเถ้าลอยที่บรรทุกภายในก๊าซไอเสีย
• การหมุนเวียนด้วยความร้อนซ้ำๆ ทำให้เกิดความเครียดเมื่อยล้าจากความร้อนในส่วนที่มีผนังบางและรอบๆ ช่องหัวฉีด

บทความนี้จะไม่เจาะลึกเกี่ยวกับทฤษฎีปฏิกิริยาเคมี SCR หรือ SNCR

คำแนะนำทั้งหมดที่นี่มุ่งเน้นไปที่วัสดุการหล่อ คุณภาพการผลิต และการตรวจสอบตัวหล่อหัวฉีด

การเลือกวัสดุโลหะผสมสำหรับการหล่อหัวฉีดแบบดีไนตริฟิเคชั่น

การเลือกใช้วัสดุเป็นการตัดสินใจที่มีผลกระทบมากที่สุดสำหรับอายุการใช้งานของหัวฉีดดีไนตริฟิเคชั่น

สำหรับบริการดีไนเตรต มักจะให้ความสำคัญกับความต้านทานการกัดกร่อน ตามด้วยความเสถียรที่อุณหภูมิสูง ความต้านทานการกัดกร่อน และงบประมาณของโครงการ

บริเวณปากสเปรย์ละเอียดเป็นจุดที่เกิดความล้มเหลวบ่อยที่สุดสำหรับหัวฉีดแบบหล่อ

หลักการเลือกโลหะผสมหัวฉีดดีไนเตรชัน

เมื่อประเมินโลหะผสมหล่อสำหรับหัวฉีดดีไนตริฟิเคชัน ให้จับคู่เกรดโลหะผสมกับโหมดความล้มเหลวหลักในสภาพแวดล้อมก๊าซไอเสียของคุณ:

• การใส่เถ้าลอยจำนวนมาก: ให้ความสำคัญกับโคบอลต์หรือโลหะผสมที่เคลือบผิวแข็งที่ทนทานต่อการสึกหรอ
• มีความเสี่ยงสูงต่อแอมโมเนียมไบซัลเฟตและคอนเดนเสทที่เป็นกรด: จัดลำดับความสำคัญของโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนของนิกเกิล-โมลิบดีนัม
• เสถียร อุณหภูมิสูงปานกลางด้วยก๊าซไอเสียที่สะอาด: ใช้สแตนเลสทนความร้อนเพื่อควบคุมต้นทุน

เกรดโลหะผสมหล่อทั่วไปและขอบเขตการใช้งาน

เกรดโลหะผสมแต่ละเกรดมีจุดแข็งและข้อจำกัดที่ชัดเจนสำหรับการใช้งานการแยกก๊าซไอเสีย:

• การหล่อเหล็กกล้าไร้สนิม 310S: เหมาะสำหรับอุณหภูมิปานกลาง ก๊าซหุงต้มที่ค่อนข้างสะอาด และความเข้มข้นของเถ้าลอยต่ำ ความต้านทานการกัดกร่อนจำกัดภายใต้แรงกระแทกของเถ้าหนัก
• ดูเพล็กซ์ 2205 / 2507: ให้ความต้านทานที่ดีต่อการกัดกร่อนของคลอไรด์และกรด แต่มีช่วงอุณหภูมิการใช้งานต่อเนื่องต่ำกว่าเมื่อเทียบกับโลหะผสมทนความร้อนที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก
• Hastelloy C276: ควรใช้เมื่อการกัดกร่อนของแอมโมเนียมไบซัลเฟตและก๊าซไอเสียที่เป็นกรดเป็นปัจจัยเสี่ยงหลัก ทำงานได้ดีในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนอย่างรุนแรง
• Stellite 6 (โลหะผสมโคบอลต์): ต้านทานการกัดกร่อนของอนุภาคได้ดีเยี่ยม ตัวเลือกอันดับต้นๆ สำหรับไซต์งานที่มีปริมาณเถ้าลอยสูง แม้ว่าจะมีวัสดุระดับพรีเมียมและต้นทุนการตัดเฉือนก็ตาม
• Inconel 625: เหมาะสำหรับสภาพโรงไฟฟ้าถ่านหินที่ใช้งานหนักซึ่งมีอุณหภูมิสูง การกัดกร่อน และการกัดเซาะของเถ้าลอยทำงานร่วมกัน

ตารางเปรียบเทียบวัสดุสำหรับหัวฉีดดีไนตริฟิเคชั่นแบบหล่อ

หมายเหตุ: อุณหภูมิที่แสดงอ้างอิงถึง อุณหภูมิบริการระยะยาวต่อเนื่องเท่านั้น. อุณหภูมิสูงสุดชั่วคราวอาจเกินค่าเหล่านี้ได้ สำหรับการอ้างอิงทั่วไปเท่านั้น การตรวจสอบความถูกต้องของวัสดุขั้นสุดท้ายควรได้รับการยืนยันด้วยข้อมูลองค์ประกอบก๊าซไอเสียจากไซต์งานของคุณและเอกสารข้อมูลโรงงานโลหะผสม

กระบวนการหล่อสำหรับส่วนประกอบหัวฉีดดีไนตริฟิเคชัน

เส้นทางการหล่อที่ต้องการ: การหล่อการลงทุน (การหล่อขี้ผึ้งหาย)

การหล่อแบบลงทุนหรือที่เรียกว่าการหล่อแบบขี้ผึ้งหาย เป็นเส้นทางการผลิตที่โดดเด่นสำหรับการหล่อแบบหัวฉีดดีไนตริฟิเคชั่นที่มีประสิทธิภาพสูง

กระบวนการนี้เหมาะสมอย่างยิ่งกับชิ้นส่วนเหล่านี้ด้วยเหตุผลหลายประการ:

• สร้างเส้นทางการไหลภายในที่ซับซ้อน ผนังบาง และคุณสมบัติหัวฉีดสเปรย์ที่มีความแม่นยำขนาดเล็กพร้อมความสม่ำเสมอของมิติสูง
• มันสร้างพื้นผิวแบบหล่อที่เรียบเนียน ช่วยลดปริมาณการขจัดเศษวัสดุที่จำเป็นในการตัดเฉือน CNC ในภายหลัง

โดยทั่วไปไม่แนะนำให้ใช้การหล่อทรายสำหรับหัวฉีดดีไนตริฟิเคชันที่มีความแม่นยำซึ่งมีทางเดินภายในที่ซับซ้อนหรือความทนทานต่อสเปรย์ที่สำคัญ

อาจพิจารณาได้เฉพาะกับหัวฉีดธรรมดาและงานต่ำที่มีข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพหลวมๆ เท่านั้น

ผิวสำเร็จหยาบ ความเสี่ยงที่สูงขึ้นของการเคลื่อนตัวของแกน และความพรุนภายในใกล้กับช่องทางการไหลแคบ ทำให้การหล่อทรายมีความน่าเชื่อถือน้อยลงสำหรับการใช้งานเพื่อการแยกไนเตรตส่วนใหญ่

จุดควบคุมคุณภาพโรงหล่อ

การควบคุมกระบวนการหล่อจะกำหนดโดยตรงว่าการหล่อหัวฉีดจะรอดจากการปฏิบัติงานภาคสนามหรือไม่:

• ป้องกันบรรยากาศการหลอมละลายเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดออกซิเดชันและการสูญเสียองค์ประกอบในการหลอมโลหะผสมสูง
• การกรองโลหะหลอมเหลวอย่างเหมาะสมเพื่อดักจับตะกรันก่อนเติมโพรงแม่พิมพ์
• รูปแบบ gating และไรเซอร์แบบกำหนดเองที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับรูปทรงของหัวฉีด เพื่อกำหนดเป้าหมายข้อบกพร่องในการหดตัวให้ห่างจากช่องสเปรย์
• การเลือกวัสดุเปลือกทนไฟที่เข้ากันได้กับนิกเกิลที่ทำปฏิกิริยาและโลหะผสมโคบอลต์ละลาย

ข้อบกพร่องในการหล่อที่สำคัญและความเสี่ยงต่อความล้มเหลวของหัวฉีดดีไนตริฟิเคชัน

ข้อบกพร่องในการหล่อบางอย่างทำให้เกิดปัญหาความน่าเชื่อถืออย่างรุนแรงสำหรับหัวฉีดดีไนตริฟิเคชั่น แม้ว่าชิ้นส่วนจะผ่านการตรวจสอบด้วยสายตาขั้นพื้นฐานก็ตาม:

• ความพรุนของการหดตัวใกล้กับปากสเปรย์: อาจทำให้เกิดการแยกเป็นอะตอมที่ไม่สม่ำเสมอ การรั่วไหลภายใน และการกัดเซาะเฉพาะจุดที่รวดเร็ว
• การรวมตะกรัน: สร้างจุดเริ่มต้นสำหรับการแพร่กระจายของรอยแตกร้าวภายใต้วงจรความร้อน
• การฉีกขาดแบบร้อน: มักเกิดขึ้นที่การเปลี่ยนหน้าตัดและผนังหัวฉีดบางๆ ภายใต้ความเครียดในการแข็งตัวของโลหะผสมสูง
• การเปลี่ยนแกน: เปลี่ยนตำแหน่งปาก มุมสเปรย์ และการกระจายการไหลของหัวฉีดที่เสร็จแล้ว

มาตรการป้องกัน ได้แก่ การจำลองแม่พิมพ์ อัตราการทำความเย็นที่ควบคุม และการออกแบบส่วนรองรับแกนในระหว่างการประกอบรูปแบบแวกซ์

หมายเหตุเกี่ยวกับเครื่องจักรกลซีเอ็นซี การตรวจสอบ และการยอมรับ

การหล่อทำให้เกิดช่องว่างที่มีรูปร่างใกล้เคียงตาข่าย แต่พื้นผิวการทำงานที่สำคัญของหัวฉีดดีไนตริฟิเคชั่นนั้นต้องอาศัยความแม่นยำหลังการประมวลผล

เน้นการตัดเฉือนสำหรับพื้นผิวปากหัวฉีดและซีล

รูสเปรย์ออริฟิซ หน้าซีล การเชื่อมต่อแบบเกลียว และส่วนต่อประสานการติดตั้ง ต้องใช้เครื่องจักร CNC ที่มีพิกัดพิกัดความเผื่อต่ำ

รูปทรงของปากขั้นสุดท้ายจะควบคุมมุมสเปรย์ ขนาดหยด และอัตราการไหลโดยตรง

โลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลักและโคบอลต์เป็นโลหะที่ตัดเฉือนได้ยาก

โรงงานที่ผลิตการหล่อหัวฉีดแบบดีไนตริฟิเคชั่นจำเป็นต้องเลือกเครื่องมือ พารามิเตอร์การตัด และกลยุทธ์การใช้น้ำหล่อเย็นที่เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงการแข็งตัวของงาน การฉีกขาดของพื้นผิว และการเคลื่อนตัวของขนาด

NDT บังคับและการทดสอบการยอมรับ

การตรวจสอบการยอมรับมาตรฐานสำหรับการหล่อหัวฉีดแบบดีไนตริฟิเคชันที่สำคัญมักประกอบด้วย:

• การทดสอบการแทรกซึมของ PT เพื่อตรวจจับรอยแตกบนพื้นผิว รอยฉีกขาดที่ร้อน และความพรุนที่สัมผัส
• การตรวจสอบอัลตราโซนิก UT สำหรับการหดตัวหรือการรวมตัวใต้พื้นผิวในส่วนหนา
• การทดสอบการรั่วไหลของอุทกสถิตเพื่อตรวจสอบว่าช่องการไหลภายในไม่มีการรั่วไหลผ่าน
• การตรวจสอบมิติ CMM เพื่อยืนยันขนาดปาก มุมสเปรย์ และขนาดการติดตั้งที่ตรงกับแบบร่าง

ทางเลือกหลังการรักษา

โดยทั่วไปการใช้ฟิล์มทู่กับหัวฉีดสแตนเลสและโลหะผสมนิกเกิลเพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของพื้นผิว

อาจระบุการรักษาความร้อนที่เสถียรเพื่อลดความเครียดในการหล่อที่ตกค้างก่อนการติดตั้ง

การเคลือบผิวแข็งสามารถพิจารณาการป้องกันการสึกหรอเพิ่มเติมในสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนของเถ้าที่รุนแรง

สถานการณ์การใช้งานทั่วไปของหัวฉีดดีไนตริฟิเคชั่นแบบหล่อ

หัวฉีดกำจัดไนตริฟิเคชั่นแบบหล่อถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงบำบัดก๊าซไอเสียแบบอยู่กับที่:

• ระบบกำจัดไนเตรต SCR และ SNCR ของโรงไฟฟ้าถ่านหิน
• หน่วยกำจัดก๊าซไอเสียจากเตาเผาปูนซิเมนต์
• หม้อไอน้ำจากการเผาไหม้ของเสียเป็นพลังงานและชีวมวล
• โครงการบำบัดก๊าซไอเสียจากเตาอุตสาหกรรมและเตาเผาขยะ

คุณสามารถค้นหาหัวฉีดดีไนตริฟิเคชั่นแบบหล่อแบบกำหนดเองได้ในหน้าผลิตภัณฑ์เฉพาะของเรา

หากต้องการทราบความเป็นมาเพิ่มเติมเกี่ยวกับการผลิตส่วนประกอบที่คล้ายกัน คุณสามารถดูคำแนะนำเกี่ยวกับการหล่อโลหะผสมที่อุณหภูมิสูงของเราได้

คำถามที่พบบ่อย

ฉันสามารถใช้หัวฉีดหล่อมาตรฐาน 316L สำหรับการแยกไนตริฟิเคชั่นงานหนักได้หรือไม่

โดยทั่วไปไม่มี 316L มีความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงจำกัดและมีความต้านทานต่ำต่อการกัดกร่อนของแอมโมเนียมไบซัลเฟตและเถ้าลอย

ไม่เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อม denitration ที่ใช้งานหนักเกือบทั้งหมด อาจยอมรับได้เฉพาะในลูปดีไนเตรชันที่ไม่สำคัญและก๊าซไอเสียที่สะอาดที่อุณหภูมิต่ำมากเท่านั้น

จำเป็นต้องหล่อการลงทุนสำหรับหัวฉีดดีไนตริฟิเคชันเสมอหรือไม่?

สำหรับหัวฉีดแบบกำหนดเองที่มีทางเดินภายในที่ซับซ้อนหรือการออกแบบสเปรย์หลายพอร์ต แนะนำให้ใช้การหล่อแบบหล่อเป็นพิเศษ

บางครั้งหัวฉีดแบบออริฟิสเดี่ยวธรรมดาอาจถูกตัดเฉือนจากสต็อกแท่ง แต่นั่นอยู่นอกขอบเขตของคู่มือการหล่อนี้

โหมดความล้มเหลวที่พบบ่อยที่สุดของการหล่อหัวฉีดดีไนตริฟิเคชั่นคืออะไร?

การกัดเซาะเฉพาะจุดของขอบปากสเปรย์ ตามด้วยการแตกร้าวจากการกัดกร่อน-ความล้า โดยเริ่มจากความพรุนในการหล่อที่ซ่อนอยู่หรือข้อบกพร่องในการรวมตัว

หัวฉีดโลหะผสมสเตลไลต์สามารถซ่อมแซมได้หลังจากการสึกกร่อนหรือไม่?

ความเสียหายจากการกัดเซาะเล็กน้อยบางครั้งสามารถซ่อมแซมได้โดยการถมผิวแข็ง แต่ความเป็นไปได้ในการซ่อมแซมขึ้นอยู่กับความหนาของผนังที่เหลืออยู่และตำแหน่งของการสึกหรอ

การหล่อหัวฉีดที่ถูกกัดกร่อนอย่างหนักหรือแตกร้าวมักจำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่