Pann- och ångrelaterade projekt
Temperaturpåverkan på egenskaperna hos högtemperaturtåliga austenitiska rostfria stål, KME-701
Projektet syftade till att utvärdera spänningsrelaxationssprickning, kryp, åldringsegenskaper och termomekanisk utmattning för konventionella och alternativa stål med tillämpning på komponenter i kraftvärmeverk.
Utförare: Linköpings universitet. Industriparter: Sandvik MT och Sandvik HT.
Förbättrad design av ångturbiner för optimal verkningsgrad och reducerad livscykelkostnad, KME-707
Inom projektet undersöktes och utvecklades metoder för att öka ångturbinprestandan med avancerad 3D-beskovling för tidiga steg i mindre ångturbiner, vilket annars endast används i stora kraftverksturbiner. Detta bidrog till högre elverkningsgrad i turbinen.
Utförare: Lunds universitet. Industripart: Siemens Industrial Turbomachinery.
Högtemperaturkorrosion i returträ-eldade pannor, KME-708/718
Projektet syftade till att minska högtemperaturkorrosion i framförallt eldstaden (lågt partialtryck av syre) i kraftvärmepannor som huvudsakligen eldas med returträ. Detta gjordes genom att identifiera material och ytbeläggningar (FeCrAl bland annat) med förbättrat korrosionsmotstånd, samt genom att studera hur bränslekemi påverkade korrosionshastigheter och hur rötat avloppsslam som additiv kunde minska korrosion. Fältförsöken genomfördes främst i Vattenfalls kraftvärmeverk Idbäcken (BFB-panna) i Nyköping, men försök genomfördes även i Blackburn Meadows, England (Eon) och i Högdalen (Fortum).
Utförare: Vattenfall R&D, KTH, Swerea KIMAB. Industriparter: Vattenfall, Sandvik HT, Sandvik MT, Fortum, E.ON, Amec Foster Wheeler, Andritz och Göteborg Energi.
Ökad ångtemperatur i rosterpannor – Steamboost, KME-709
Projektet syftade till att optimera materialval för överhettare och dess placering i rosterpannor. Nyheten var att installera en så kallad Steamboost-överhettare i en del av rostern med mindre korrosiva rökgaser (nedre delen) med syftet att öka ångtemperaturen. Studien inkluderade CFD-beräkningar samt fältförsök och laboratoriestudier med nya material inkl FeCrAl:er och compoundrör. Fältförsöken genomfördes i AffaldPlus kraftvärmeanläggning i Nästved, Danmark.
Utförare: Chalmers/HTC. Industriparter: B&W Völund, Sandvik HT, Sandvik MT och Göteborg Energi.
Design av en ny generation 12 % kromstål, KME-710
Projektet syftade till att undersöka mekaniska egenskaper (kryp) för Z-förstärkt 12 % kromstål vid höga temperaturer och tryck. Projektet var ett led i att utveckla detta stål med hög tålighet mot korrosion och goda termiska egenskaper i ångturbiner och överhettare. Materialet skulle kunna ha potential att möjliggöra högre ångdata.
Utförare: Chalmers. Industriparter: Siemens Industrial Turbomachinery.
Minska högtemperaturkorrosion genom nya material och testprocedurer – Korrosionsexponeringar i horisontellt överhettardrag i den avfallseldade CFB-pannan P15 på Händelö, KME-711
I detta projekt undersöktes korrosionen i det horisontella överhettardraget. Korrosionsbeteendet för konventionella material, för ”state-of-art” rostfria stål samt för en ny klass av material (FeCrAl) utvärderas. Projektet syftade till att öka kunskapen kring korrosion i kraftvärmeanläggningar, genom att studera samspelet mellan rökgas, avlagringar och material. Arbetet innefattade mätning av gasformigt alkali med ett nytt online-system, avlagringsanalyser, korrosionsanalyser och jämviktsberäkningar. Tre olika korrosionsexponeringstekniker utvärderades. Projektet genomfördes i nära samarbete med KME-720.
Utförare: Chalmers/HTC. Industriparter E.ON, Foster Wheeler, Sandvik HT, Sandvik MT, MH Engineering, Fortum, Mälarenergi, Göteborg energi och Söderenergi.
Svavelrecirkulation och bättre materialval för minimering av högtemperaturkorrosion – Undersökning av olika aspekter av korrosionsminne, KME-714
Projektet syftade till att demonstrera en fullskalig installation av korrosionsbekämpningstekniken svavelrecirkulering och undersökte fenomenet ”korrosionsminne”. Svavelrecirkulation installerades i en av två̊ nästan identiska pannor som delade bränslematningssystem (Måbjergverket i Danmark). Det dynamiska samspelet mellan förändringar i bränslemixen och hur korrosionsangreppet påverkas studerades. Dessutom undersöktes åldringssvaret, och kunskap om hur urskiljningar i stålet påverkar framtida korrosionsangrepp togs fram.
Utförare: Chalmers /HTC. Industriparter: Göteborg Energi AB, Götaverken Miljö AB, Babcock & Wilcox Völund AS och DONG Energy A/S.
Metall-polymer-komposit (CMP) för förbättrade släppningsegenskaper i kraftvärmeverk, KME-715
I syfte att minska avlagringar på värmeöverförande ytor, analyserades ett nytt kompositmaterial som ytbeläggning. Kompositmaterialet är en metall-polymer-komposit (CMP), som är baserad på termiskt sprutade skikt av Ni-bas legering med hårdfas och en polymer med goda släppningsegenskaper (”non-stick”) och beständighet vid förhöjda temperaturer. Kompositskiktet, med kombinerade egenskaper i form av korrosions- och erosionsskydd och goda ”non-stick”-egenskaper på värmeytorna, syftade till att minska dessa avlagringsproblem i första hand vid lägre temperturer (economiser etc) men om lyckat även vid högre temperaturer i överhettare och eldstad. Fältförsök genomfördes i Öresundskrafts kraftvärmeverk Vesthamnverket och i Dongs Avedöre.
Utförare: Swerea KIMAB. Industriparter: MH Engineering, Dong Energy, Öresundskraft.
Pannkorrosion vid lägre temperaturer – inverkan av bly, zink och klorider, KME-717
I projektet studerades korrosion i rökgasstråket (syreöverskott) vid låga och mellanhöga temperaturer, 150-420°C, orsakat av Pb och Zn (samt deras klorider) som finns i returträ. Projektet undersökte även om svavel som bränsleadditiv kunde öka korrosionen vid dessa temperaturer. Detta undersöktes genom laboratorieförsök, termodynamisk jämviktsmodellering, samt sondförsök vid 150-420°C i en verklig panna (Jordbro, BFB) eldande returträ med och utan tillsats av additiv. Fullskaleförsöken gav ny värdefull kunskap om betydelsen av Pb och Zn för korrosion vid förbränning av returträ och avfallsbränslen. Resultaten av modelleringen och laboratorieförsöken föreslog lösningar för att minimera potentiella problem.
Utförare: Swerea KIMAB, Åbo Akademi. Industriparter: Vattenfall, Andritz, Fortum.
Effekten av ökande fraktioner returträ på korrosionen av vattenväggar och överhettare samt hur den kan mildras med nya material och/eller förbättrade materialval, KME-720
Överhettarkorrosion och vattenväggskorrosion undersöktes och exponeringar utfördes i Örtoftaverket, med målet att verifiera och kvantifiera korrosionshastigheter för olika överhettarmaterial (horisontella överhettare), samt att verifiera och jämföra korrosionsegenskaper hos ett biobränsleeldat kraftvärmeverk (Örtoftaverket) med en avfallseldad anläggning (Händelöverket i KME-711). Hur korrosionen av vattenväggar påverkas av stegvis ökning av returträ kommer undersöktes också. Projektet genomfördes i nära samarbete med KME-711.
Utförare: Chalmers/HTC. Industriparter: Sandvik HT, Sandvik MT, Amec Foster Wheeler, MH Engineering, Kraftringen.
Gasturbinrelaterade projekt
LCF- och TMF-spricktillväxt i gjutna nickelbaserade superlegeringar, KME-702
Inom projektet undersöktes material för framtida industriella gasturbiner. Material med hög beständighet mot korrosion och termomekanisk utmattning (TMF) validerades och modeller för att beräkna spricktillväxten togs fram inom projektet. Projektet bidrog till utvecklingen av gasturbiner som eldar förnybara bränslen, har högre verkningsgrader och större möjligheter till cyklisk drift.
Utförare: Linköpings universitet. Industripart: Siemens Industrial Turbomachinery.
Nya ytbeläggningar av MCrAlX-typ för krävande gasturbintillämpningar, KME-703
Projektet syftade till att utveckla nya hållbara MCrAlX-ytbeläggningar med förbättrade prestanda för applikationer som rena ytskikt eller bindskikt i TBC-system för gasturbiner som arbetar under flexibla driftförhållanden gällande bränsle och drift.
Utförare: Linköpings universitet. Industripart: Siemens Industrial Turbomachinery.
MoSi2-matriskompositer för förbränningskomponenter utsatta för högtemperaturkorrosion, KME-705
Projektet syftade till att utveckla och testa värmebeständiga MoSi2-matriskompositer som kan användas i gasturbiner, för att möjliggöra högre arbetstemperaturer. En tydlig applikation av de testade kompositerna är för brännkammare i gasturbiner som drivs med syntesgaser från biomassaförgasning.
Utförare: Chalmers. Industripart: Sandvik HT.
Svetsbarhet hos nickelbaserade superlegeringar för energitillämpningar, KME 706
Projektet syftade till att utreda och förtydliga vilka grundläggande mekanismer som orsakar svetssprickor vid svetsning av avancerade nickelbaslegeringar samt utveckla en metodik för att utvärdera känslighet för sprickbildning i dessa material. Nickelbaslegeringar har även potential att användas i andra energitillämpningar.
Utförare: Chalmers.Industripart: GKN Aerospace.
Utveckling av svetsbarhetsmetodik och förståelse för varmsprickor i pann- och gasturbinmaterial, KME-719
I projektet studerades uppkomst av varmsprickor, dvs sprickbildning under svetsning, och metodik för kvantifiering av sprickorna utvecklas. Projektet genererade även svetsbarhetsdata för material som är aktuella i kraftvärmeverk och gasturbiner, samt gav rekommendationer om hur man eventuellt kan förbättra svetsbarheten för de aktuella materialen.
Utförare: Chalmers. Industripart: GKN Aerospace.