Caso di studio: riparazione rapida della caldaia in un impianto a biomassa

La biomassa sta diventando una soluzione di combustibile sempre più popolare per la produzione di energia. Si tratta di una delle numerose tecnologie implementate per migliorare la sostenibilità degli alimentatori poiché la domanda continua ad aumentare.

Come per tutte le strutture, è necessaria una manutenzione regolare per garantirne l'operatività e qualsiasi riparazione deve essere eseguita rapidamente e secondo standard elevati.

Quando le pareti della caldaia nella centrale elettrica di Lisahally, nell'Irlanda del Nord, avevano subito danni dovuti a erosione e corrosione, è stata utilizzata la tecnologia automatizzata di rivestimento della saldatura per prolungare la durata di servizio della caldaia e garantire che l'impianto potesse continuare a funzionare al massimo delle prestazioni.

I combustibili utilizzati per il funzionamento delle centrali elettriche a biomassa causano corrosione e usura erosiva nelle caldaie. Infatti, la biomassa può rilasciare contaminanti, come metalli alcalini, cloro, zolfo e altri prodotti chimici corrosivi, quando bruciata.

Di conseguenza, una manutenzione regolare è fondamentale per massimizzare la durata e l’affidabilità delle apparecchiature in queste centrali elettriche, nonché per garantire la disponibilità, le prestazioni e l’efficienza degli impianti.

Nel tentativo di aumentare la durabilità delle sue risorse essenziali, i pianificatori della manutenzione della centrale elettrica volevano riparare le pareti della caldaia con una soluzione duratura che potesse essere completata con interruzioni minime.

Aumentare l'efficienza dell'impianto e preservare la salute delle apparecchiature L'impianto, situato a Londonderry, Irlanda del Nord, è stato costruito ed è gestito da Burmeister & Wain Scandinavian Contractor (BWSC).

L’impianto utilizza legno riciclato come materia prima principale per generare 6 MW di calore e 18,2 MW di energia, di cui 15,8 MWe vengono poi utilizzati per alimentare 30.000 case e aziende locali.

L'elemento chiave dell'attrezzatura dello stabilimento di Lisahally è la caldaia a griglia per biomassa a due passaggi, che genera vapore ad alta temperatura e alta pressione bruciando il materiale a base di legno alimentato alla sua fornace. Il vapore viene quindi trasferito a una turbina, accoppiata a un generatore per produrre elettricità. Il vapore di scarto viene condensato in acqua e reimmesso nella caldaia tramite un sistema a circuito chiuso.

Poiché la corrosione e l'erosione stavano compromettendo l'integrità del sistema di scambio termico della centrale elettrica Lisahally, i gestori dell'impianto hanno contattato Sulzer per aiutarli a condurre i necessari lavori di riparazione.

Come alternativa economica e sostenibile alla sostituzione delle strutture esistenti all'interno della caldaia, si è deciso di coprire le pareti della membrana danneggiate con strati di Inconel 625 per riparare e proteggere la membrana. Si tratta di una superlega austenica a base di nichel-cromo particolarmente resistente alla corrosione e all'ossidazione, anche in ambienti difficili con temperature elevate, come nei forni.

Lo strato aggiuntivo di Inconel consentirebbe alla caldaia di mantenere in modo efficiente un'elevata pressione del vapore, proteggendo al tempo stesso le superfici dalla futura corrosione ed erosione.

La deposizione omogenea di Inconel sulle superfici corrose ed erose è stata effettuata in loco mediante riporto di saldatura automatizzato.

Utilizzando una tecnologia automatizzata avanzata, sono state eseguite operazioni di saldatura estremamente precise per strutture quali caldaie, forni, serbatoi e torri.

CladFuse, la tecnologia in questione, utilizza un carrello che viaggia lungo un sistema di binari livellati al laser fissati al muro che necessita di riparazione. Sul carrello, un braccio indicizzato robotizzato muove la torcia di saldatura e l'oscillatore per creare cordoni di saldatura Inconel con una sovrapposizione di circa il 50% tra cordoni di saldatura adiacenti. Tutti i parametri del processo di riporto di saldatura, ad esempio la velocità del carrello o lo spessore del cordone, sono controllati da un controller logico programmabile.

Gli operatori possono comunicare con esso e regolare manualmente i parametri utilizzando un'interfaccia uomo-macchina.

Oltre a offrire un metodo economico e di alta qualità per riparare le superfici metalliche danneggiate, la soluzione è estremamente rapida. Ciò era particolarmente importante per i manager e gli operatori di Lisahally, che avevano bisogno che la saldatura venisse completata entro la fine di un'interruzione programmata per le regolari attività di manutenzione.