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论低温合金耐磨防腐喷涂新技术在循环流化床锅炉上应用

2017年08月12日 09:14  来源:中国涂装设备网  作者:[db:作者]  人气:385

  采用低温合金耐磨防腐喷涂新技术来解决这一问题。

  循环流化床锅炉以煤种适应性广,低温燃烧,氮氧化物低,钢材耗量少等环保性能,及与金属配套设备少等特点,被广泛应用在热电行业。在国外电力行业,大型循环流化床锅炉技术已趋成熟,而在国内,由于磨损问题,至今制约着循环流化床锅炉的发展。国产虽然已有210'410t/h锅炉,但真正运行周期少于煤粉炉、旋风炉和链条炉。正因为如此,一些企业不得不舍弃循环流化床锅炉,而改用其它炉型。本文就循环流化床锅炉受热面磨损问题进行分析,并提出提高循环流化床锅炉运行周期防磨损问题的新技术一低温合金耐磨防腐喷涂。

  1制约循环流化床锅炉连续运行的原因一一磨损1.1炉粒径物理运动造成磨损循环流化床锅炉不同于煤粉炉,粒径为0'8rnm的燃料在炉内进行流化燃烧,飞灰通过循环装置(一次、二次)返回炉床内调整床温和锅炉出力。一般循环流化床锅炉床温在850('950),属低温燃烧。低温燃烧最大好处是氮氧物排放低、烟尘达到环保要求。而循环流化床锅炉如果燃用大于10rnn的粒径,锅炉的受热面就要受到严重的磨损。如水冷壁、过热器、省煤器、空气预热器、烟道等。下式表示磨损量和飞灰浓度及气流速度的关系:为气流速度。当燃用粒子大的煤时所产生飞灰粒径就大,要想充分流化就要加大风量和风速。从上式可知烟气流速越高磨损越严重;烟气中飞灰粒径越大磨损量愈大;烟气飞灰浓度愈大,飞灰粒子碰撞受热面几率增加,磨损量也相应增大。所以,循环流化床锅炉燃用煤粒径必须严格控制才有利于循环流化床锅炉的燃烧。

  1.2化学腐蚀、高温氧化磨损为了达到烟尘排放标准,以符合环保要求,在循环流化床锅炉燃用含硫大的煤时,往往要加用石灰石或其它添加剂。煤粒和添加物料在燃烧过程中发生化学反应并产生腐蚀,也就是所形成的氧化硫S2)和碳酸钱CaC3)生成的硫化盐(CaC4)。而在劣质煤的燃烧中又放出氟和氯为代表的卤族元素,它们对金属也是特别有害的。这些物质对管壁不断地进行化学腐蚀,在金属表面形成松软腐蚀物,并逐渐加深,再被高速的硬物料颗粒冲刷磨剥,反复的腐蚀、剥落使管壁变薄而发生爆管泄漏。另外,如果循环流化床锅炉在负荷调整中不是最佳床温状态850C'950C),而是在近1000!运行,就会出现高温氧化磨损问题。锅炉在高温燃烧过程中,管壁金属表面很快形成了一层黑色氧化膜,这种氧化物硬而脆,在硬质物料不断地流化循环冲刷下,管壁上的黑色氧化膜不断地剥落,最终将使管壁变薄,导机电信息致爆管事故。!3燃用含煤矸石多的煤增加磨损循环流化床锅炉最大的特点是可以燃用劣质煤,但不应掺杂大量煤矸石。有些煤矿将大量煤矸石粉碎后掺入优质煤中,使其发热值增高,但在燃烧中大量的矸石被沉在炉底。它们不仅危害安全生产而且对受热面会产生致命的磨损,同时对送风机、电除尘、引风机及烟道带来磨损,使设备运行寿命缩短,检修费用增加,生产事故率增大。

  1.4运行调整不当也会导致受热面磨损循环流化床锅炉在燃烧中要勤调风煤。当风煤配比得当时,床温稳定,炉负荷稳定。如风煤配比不当将产生大风量或床温过高、超出力,加速炉膛受热面的磨损。所以,循环流化床锅炉的调整应做到微调、细调,工况稳定,减少磨损。

  2用低温合金耐磨防腐喷涂新技术大连金州热电有限公司有五台75t/h循环流化床锅炉,其中2台系无锡锅炉厂制造,分别在1997、1998年投产,至今已运行近15000h,水冷壁及过热器磨损严重。经2002年5月的全面检查发现,密相区卫燃带上方1/以内膜式水冷壁有不同程度磨损,磨损最严重处1mm以上;2003年6月再次检查,发现水冷壁以上4'5/范围水冷壁磨损加快。2002年5月对无锡75t/h锅炉的过热器迎火面进行检查,发现由下部弯管到上部3m左右出现不规则的磨损,最深的地方有1.5mm以上,致使高温过热器严重爆管。

  为了彻底解决这一问题,我公司经咨询最后选用了大连中建特种喷涂技术发展中心的低温合金耐磨防腐喷涂技术。该技术在科技先进国家(如美国、瑞士、德国等)和地区应用得相当广泛。该喷涂技术是利用氧、乙炔火焰或电弧为热源,将耐磨合金粉末或丝加热到塑性或融化状态,并以高速度喷射到母材表面使之紧密结合,便得到不同硬度和厚度的涂层,该涂层具有耐磨、耐蚀、耐高温、耐冲击、抗氧化等各种性能,对提高零部件的使用寿命起着相当大的作用。该技术可分为冷喷涂和热喷涂两种。我公司采用冷喷是指合金粉末和基材都不熔化的一种火焰喷涂工艺,适用于表平面的保护及修复,如电厂磨煤机大轴、风机轴、齿轮轴、水泵轴、曲轴、锅炉水冷壁、过热器、省煤器管等。其耐磨合金主要成分有:祖、34、56、7、82、91、5等。涂层厚度在0.8'1.2,涂层表面硬度HRC=45'55以上,涂层热传导率为43W/mkc,可长期在1200(高温下工作,涂层抗拉结合强度约为39'59N/mm2,抗剪结合强度约为137' 177N/mm2,冷喷时涂层温度在180'200)左右,最高不超过250)。喷涂工艺已达到国内同行业技术水平。

  2002年5月,我公司2台无锡75t/h锅炉水冷壁和高温过热器采用冷喷涂技术。其面积:1炉水冷壁喷涂面积14m2,高温过热器面积12m2;2B炉水冷壁喷涂面积-m2,涂层厚度在1.5'2.0mm.经喷涂后管壁光滑、平整,涂层致密硬,喷涂后管排不变形,不伤管材,经连续运行2000小时后停炉检查其喷涂层没有磨损和脱落情况发生。该低温喷涂新技术在1、2炉试验获得成功后,2003年5月我公司对1、2炉(即2台无锡75t/h锅炉)水冷壁没有喷涂的磨损部分全面检查确定喷涂面积为45m2,仍采用大连中建特种喷涂技术发展中心的低温合金耐磨防腐喷涂新技术(即冷喷涂1,继续扩大新技术的应用。

  从我公司循环流化床锅炉水冷壁及高温过热器防磨问题的处理和使用后的效果看,此种防磨技术适用于循环流化床锅炉防磨要求,它的广泛应用也将有利于循环流化床锅炉的进一步发展。

(完)

 
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