Field test corrosion experiments in Denmark with biomass fuels. Part 1: Straw-firing

In Denmark, straw and other types of biomass are used for generating energy in power plants. Straw has the advantage that it is a “carbon dioxide neutral fuel” and therefore environmentally acceptable. Straw combustion is associated with corrosion problems which are not encountered in coal-fired plants. The type of corrosion attack can be directly ascribed to the composition of the deposit and the metal surface temperature. A series of field tests have been undertaken in the various straw-fired power plants in Denmark, namely Masnedø, Rudkøbing and Ensted. Three types of exposure were undertaken to investigate corrosion: a) the exposure of metal rings on water/air cooled probes, b) the exposure of test tubes in a test superheater, and c) the exposure of test tubes in existing superheaters. Thus both austenitic steels and ferritic steels were exposed in the steam temperature range of 450–600°C. The corrosion rates were assessed by precision measurements of material loss and internal corrosion. The corrosion products and course of corrosion for the various steel types were investigated using light optical and scanning electron microscopy. Corrosion mechanisms are discussed in relation to temperature and deposit composition. Korrosionsfeldversuche in Dänemark mit Brennstoffen aus Biomasse. Teil 1: Strohfeuerung In Dänemark werden Stroh und andere Arten von Biomasse zur Energieerzeugung in Kraftwerken eingesetzt. Stroh hat den Vorteil, dass es ein „kohlendioxidneutraler Brennstoff“ und daher umweltfreundlich ist. Die Strohverbrennung ist aber mit Korrosionsproblemen verbunden, denen man in kohlebefeuerten Anlagen nicht begegnet. Die Art des Korrosionsangriffs kann direkt der Zusammensetzung der Ablagerungen und der Metalloberflächentemperatur zugeschrieben werden. Eine Serie von Feldversuchen wurde in den verschiedenen strohbefeuerten Kraftwerken in Dänemark durchgeführt: Masnedø, Rudkøbing und Ensted. Zur Untersuchung der Korrosion wurden drei Auslagerungsarten eingesetzt: a) die Auslagerung von Metallringen auf Wasser-/Luft-gekühlten Proben, b) die Auslagerung von Testrohren in einem Versuchsüberhitzer und c) die Auslagerung von Testrohren in existierenden Überhitzern. Sowohl austenitische als auch ferritische Stähle wurden in dem Dampftemperaturbereich von 450–600°C ausgelagert. Die Korrosionsgeschwindigkeiten wurden durch Feinmessungen des Massenverlustes und der inneren Korrosion beurteilt. Die Korrosionsprodukte und der Verlauf der Korrosion für die verschiedenen Stahltypen wurden mittels lichtoptischer und Rasterelektronenmikroskopie untersucht. Die Korrosionsmechanismen werden bezüglich Temperatur und Zusammensetzung der Ablagerungen diskutiert.