Tipologie di condotte industriali per una centrale termoelettrica a vapore
La costruzione e il funzionamento delle centrali elettriche a carbone o a vapore comportano diverse Tubo metallicolinee, ciascuna selezionata in base all'ambiente di lavoro e ai requisiti funzionali. Di seguito è riportata una descrizione dettagliata delle tubazioni metalliche necessarie per ciascun sistema:
1. Tubazioni dell'impianto di riscaldamento
Materiali:cromo-molibdeno acciaio legato (ad esempio, ASTM A335 P11/P22/P91/P92), acciaio inossidabile austenitico (ad esempio, TP304H, TP347H).
Applicazioni:Sezioni ad alta temperatura e alta pressione come forni di caldaie, surriscaldatori e risurriscaldatori. L'acciaio al cromo-molibdeno, contenente cromo (resistente all'ossidazione ad alta temperatura) e molibdeno (che ne aumenta la resistenza), è adatto a temperature del vapore superiori a 600 °C. Nelle zone a temperature ancora più elevate si utilizza acciaio inossidabile austenitico, come le leghe Super304H e HR3C, che possono resistere a temperature superiori a 650 °C.
2. Condotte principali del vapore e del vapore di riscaldamento
Materiali:Acciaio martensitico resistente al calore (ad esempio P91/P92, T91/T92), alcuni dei quali utilizzano leghe a base di nichel (ad esempio Inconel 617).
Applicazioni:Trasporto di vapore ad alta temperatura e alta pressione verso le turbine. L'acciaio P91/P92, con elevato contenuto di cromo (9-12%), molibdeno e vanadio, presenta un'eccellente resistenza allo scorrimento viscoso ed è adatto a condizioni di vapore fino a 625 °C e 30 MPa.
3. Condotte del sistema di condensazione e dell'acqua di alimentazione
Materiali:Acciaio a basso tenore di carbonio (ASTM A106 Gr.B, con rivestimenti anticorrosione), acciaio inossidabile austenitico (304/316L).
Applicazioni:Trasporto di acqua a bassa temperatura e bassa pressione dall'uscita del condensatore al degasatore. L'acciaio inossidabile viene utilizzato nelle aree sensibili alla corrosione (ad esempio, nei sistemi di raffreddamento ad acqua di mare), mentre l'acciaio al carbonio richiede un rivestimento epossidico o una zincatura per la protezione dalla corrosione.
4. Condotte del sistema di trattamento dei gas di scarico
Materiali:Acciaio inossidabile duplex (2205, 2507), leghe a base di nichel (C-276), acciaio al carbonio rivestito in gomma/fibra di vetro.
Applicazioni:Condotte di ingresso e uscita delle torri di assorbimento negli impianti di desolforazione dei fumi a umido (FGD). L'acciaio inossidabile duplex resiste alla tensocorrosione indotta dai cloruri, le leghe a base di nichel sono utilizzate in ambienti altamente acidi e le condotte rivestite offrono una resistenza alla corrosione economicamente vantaggiosa.
5. Oleodotti per il trasporto di carburante
Materiali:Tubi in ghisa ad alto contenuto di cromo (Cr26) resistenti all'usura, in acciaio al carbonio rivestito in ceramica o carburo di silicio.
Applicazioni:Le condotte per il trasporto di particelle di carbone richiedono resistenza all'usura abrasiva. I rivestimenti ceramici prolungano la durata delle condotte, soprattutto in corrispondenza di curve e giunzioni.
6. Tubazioni del sistema di raffreddamento ad acqua
Materiali:Leghe di rame-nichel (90/10, 70/30), acciaio zincato, acciaio inossidabile 316L.
Applicazioni:Tubazioni dell'acqua di raffreddamento del condensatore. Le leghe di rame-nichel resistono alla corrosione dell'acqua di mare, l'acciaio zincato è utilizzato negli impianti di acqua dolce e l'acciaio inossidabile è impiegato in ambienti ad alta concentrazione di cloruri.
7. Tubazioni del sistema ausiliario
Sistemi di aria compressa/lubrificazione:Acciaio al carbonio (ASTM A53) o acciaio inossidabile 304.
Sistemi di iniezione di ammoniaca (denitrificazione SCR):Acciaio inossidabile 316L (resistente alla corrosione da ammoniaca).
Fattori chiave nella selezione dei materiali
Temperatura e pressione:Gli ambienti ad alta temperatura e alta pressione richiedono leghe resistenti al calore, mentre le condizioni a bassa temperatura richiedono una maggiore tenacità.
Materiali corrosivi:I gas di scarico acidi richiedono materiali ad alta lega; gli ambienti marini richiedono acciaio inossidabile al rame-nichel o duplex.
Rapporto costi-efficacia:Le condotte rivestite offrono un buon rapporto qualità-prezzo in ambienti corrosivi, mentre gli acciai altolegati vengono utilizzati nelle sezioni critiche.
Esempi di gradi di materiale
Acciaio P91:9Cr-1Mo-V-Nb, utilizzato nelle principali condotte del vapore.
TP347H:18Cr-11Ni-Nb, utilizzato nei surriscaldatori delle caldaie.
Inconel 625:Ni-Cr-Mo, utilizzato in ambienti estremamente corrosivi.
La scelta dei materiali per le centrali termoelettriche a carbone richiede un equilibrio tra prestazioni, costi e manutenzione. Con l'avanzamento della tecnologia ultra-supercritica, le applicazioni future potrebbero utilizzare sempre più nuove leghe resistenti al calore (ad esempio, l'acciaio G115) per migliorare l'efficienza.