ボイラーチューブの経済学とライフサイクルコスト管理

ボイラーチューブの総所有コストを左右するもの

ボイラー チューブは、発電プラントやプロセス プラントの中で最も回転圧力が高い部品の 1 つであるため、その経済性がトン当たりの価格で決まることはほとんどありません。{0}総所有コストには、初期の材料費、製造と設置、現地の蒸気と排ガスの条件下で実際に達成される耐用年数、その耐用年数全体にわたる検査とメンテナンスの費用、およびユニットが使用できない時間ごとの価値が組み合わされます。-コストが若干高くなりますが、さらに 2 回の検査サイクルに耐えたチューブは、通常、コストをはるかに上回る利益をもたらします。

管壁は炉側の酸化、水側の腐食、浸食によって消耗するため、耐用年数は材料グレード、壁の厚さ、熱流束、燃料の化学的性質、水処理の品質によって決まります。{0}}これらのうち 1 つでも無視したライフ サイクルの計算は、調達の決定を誤解させることになります。-

グレードと肉厚がライフサイクルコストを決める方法-

標準のシームレスボイラーチューブの仕様は、公称蒸気圧力だけではなく、使用中に予想される金属温度に基づいて選択されます。以下の表は、輸出市場向けに生産される一般的なグレードの通常の役割を示しています。

壁の厚さは方程式の残りの半分です。 ASME BPVC セクション I PG-27 で許可されている最小厚さを使用すると、材料コストが削減されますが、チューブが廃棄厚さを下回るまでの間隔が短くなります。腐食代を追加すると、交換が先延ばしになり、初期費用が増加します。経済的に正しい厚さは、意図した稼働期間にわたる材料費、設置費、および割引された停止コストの合計を最小限に抑える厚さです。

修理または交換: 残りの壁厚の読み取り

超音波厚さの測定値が傾向にある場合、個々のチューブ、回路全体、またはバンク全体を交換するかどうかは、定義されたルールに従う必要があります。

測定された最小壁と、設計圧力および金属温度について ASME BPVC セクション I から計算された最小必要厚さを比較します。

現在の腐食速度を、次の計画停止までの残りの間隔に対して重み付けします。停止する前に制限を超えるチューブは積極的に交換する必要があります。

アクセシビリティと足場のコストを考慮したグループ交換。通常、困難な場所にある単一のチューブを交換する場合、周囲のバンクを同時に交換するよりも 1 メートルあたりのコストがはるかに高くなるためです。

長期使用の炭素鋼や低合金鋼では、補修溶接後に ASME BPVC セクション I に基づく溶接後熱処理が必要になる場合があるため、老化した材料の溶接性を確認してください。-

検査費用とコストのモデリング

検査は節約ではなくコストラインであるため、計画はリスクに基づいて行う必要があります。{0}}高密度のグリッド、ボアスコープ調査、酸化物スケールの測定は、すでに故障が発生している場所、または熱流束が最も高い場所に集中して作業を行います。{2}}停止ごとに同じ測定ポイントの傾向を分析すると、腐食率曲線が生成されます。-この曲線は、交換日、つまり妥当な予算の数値に直接変換されます。

燃料費もモデルに含まれます。内部スケールと炉端の堆積物は排ガス出口温度を上昇させ、熱伝達を低下させるため、チューブバンクを洗浄して酸化物が蓄積しない状態に保つと、稼働年間を通じて燃料消費量を大幅に削減でき、交換コストの一部を相殺できます。-

ライフサイクルコスト計算におけるよくある落とし穴-

3 つのエラーが繰り返し表示されます。 1 つ目は、仕様を正規化せずに見積もりを比較することです。ASTM A192 に提供されたチューブは、寸法が一致していても、高温サービス用の ASTM A213 T22 のチューブと互換性はありません。{4}}。 2 つ目は、測定された腐食速度が一定のままであると仮定しますが、壁の損失が増加し、熱流束が増加するにつれて腐食速度が加速します。 3 つ目は、強制停止のコストを無視することです。強制停止のコストは通常​​、計算の他のすべての項を支配します。

よくある質問

Q: 購入価格がボイラーチューブ選択の根拠として不十分なのはなぜですか?
なぜなら、材料費は総コストのほんの一部に過ぎないからです。点検、メンテナンス、燃費、耐用年数にわたる発電損失は、炭素鋼と合金管の違いを何倍も上回ります。

Q: ボイラーチューブはどのような場合に修理ではなく交換する必要がありますか?
次の計画停止の前に、測定された壁厚が ASME BPVC セクション I で要求される最小値に近づいた場合、または腐食速度またはクリープ速度によりチューブが安全に到達できないことが示された場合。

Q: 壁を厚くすると常にチューブの寿命が延びますか?
同じ腐食速度の下で退役厚さに達するまでの時間が延長されますが、チューブの重量、支持荷重、熱勾配も増加します。この利点は、消耗または酸化が主な損傷メカニズムである場合にのみ有効です。

Q: 水の化学はチューブの経済性にどのような影響を与えますか?
化学物質の管理が不十分だと、スケール、堆積物腐食、水素損傷が発生し、これらすべてが寿命を縮め、検査頻度を高めます。{0}通常、正しい化学反応を行うことがチューブの寿命を延ばす最も安価な方法です。

Q: ボイラーチューブの材質と合格を規定する規格はどれですか?
チューブ材料については ASTM A192、A210 および A213、設計および製造については ASME BPVC セクション I、許容応力については ASME BPVC セクション II パート D、欧州プロジェクトでは EN 10216-2、中国プロジェクトでは GB 5310。