防磨噴涂技術(shù)在鍋爐受熱面防磨防爆中的應(yīng)用

孫好英

摘? 要：通過(guò)對(duì)根據(jù)近幾年火電燃煤機(jī)組可靠性統(tǒng)計(jì)，鍋爐設(shè)備所造成的非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間約占全部非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間的53.1%，其所造成的非計(jì)劃停機(jī)次數(shù)約占全部非計(jì)劃停機(jī)次數(shù)的48.9%，其中鍋爐四管爆漏所造成的非計(jì)劃停運(yùn)時(shí)間約占鍋爐設(shè)備非計(jì)劃停運(yùn)時(shí)間的80.8%，其所造成非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)約占鍋爐設(shè)備非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)的60.5%。

防止電力生產(chǎn)重大的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求中規(guī)定：防止大容量鍋爐承壓部件爆漏事故的發(fā)生，鍋爐承壓部件的爆漏是指因某種原因使管壁的局部應(yīng)力超過(guò)材料的屈服極限、持久強(qiáng)度而發(fā)生爆漏。通常包括材料不當(dāng)、管壁磨損、腐蝕、侵蝕減薄使應(yīng)力升高、管壁超溫使材料組織發(fā)生劣化而導(dǎo)致材料強(qiáng)度下降以及附加應(yīng)力或交變應(yīng)力等因素使管壁發(fā)生爆漏。防磨噴涂技術(shù)是作為許多電廠鍋爐受熱面減少爆漏的重要舉措。

關(guān)鍵詞：鍋爐四管爆漏;管壁磨損、腐蝕、侵蝕;原因分析;防磨噴涂技術(shù)應(yīng)用;取得效果

1? 前言

某發(fā)電公司鍋爐為上海鍋爐廠產(chǎn)SG—2093/17.5—M910型亞臨界參數(shù)鍋爐，∏型汽包爐，采用控制循環(huán)、一次中間再熱、單爐膛、四角切圓燃燒方式、燃燒器擺動(dòng)調(diào)溫、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼懸吊結(jié)構(gòu)、緊身封閉布置的燃煤鍋爐。爐頂采用大罩殼熱密封，爐頂管采用全金屬密封，爐墻為輕型結(jié)構(gòu)帶梯型金屬外護(hù)板，屋頂為輕型金屬屋蓋。

爐膛水冷壁熱負(fù)荷區(qū)域均存在嚴(yán)重的結(jié)焦現(xiàn)象，且靠近吹灰器部位水冷壁管有吹損現(xiàn)象;低溫段過(guò)熱器、省煤器受飛灰磨損及吹灰蒸汽吹損較為嚴(yán)重。

熱噴涂技術(shù)是利用熱源將噴涂材料加熱至溶化或半溶化狀態(tài)，并以一定的速度噴射沉積到經(jīng)過(guò)預(yù)處理的基體表面形成涂層的方法。

冷噴涂是一種金屬?lài)娡抗に?，但是它不同于傳統(tǒng)熱噴涂（超速火焰噴涂，等離子噴涂，爆炸噴涂等傳統(tǒng)熱噴涂），它不需要將噴涂的金屬粒子融化，所以噴涂基體表面產(chǎn)生的溫度不會(huì)超過(guò)150℃。

在火力發(fā)電廠根據(jù)鍋爐受熱面布置的位置不同，采用不同的噴涂工藝，達(dá)到鍋爐受熱面防磨防腐蝕的效果，有效防止鍋爐受熱面爆管，從而保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2? 鍋爐受熱面磨損、腐蝕情況

2.1 水冷壁結(jié)焦腐蝕情況

2.2 水冷壁受吹灰器蒸汽吹損情況

水冷壁管壁被吹灰蒸汽吹損較為嚴(yán)重，水冷壁管規(guī)格Φ5.1*7，吹損量2.5毫米，極容易發(fā)生爆管現(xiàn)象，危及鍋爐安全運(yùn)行。

2.3 高溫過(guò)熱器、高溫再熱器受吹灰器蒸汽吹損情況

2.4低溫過(guò)熱器受吹灰器蒸汽吹損情況

后煙井區(qū)域吹灰器吹掃面積區(qū)域和吹灰器走廊處，由于吹灰頻繁，管子表面出現(xiàn)輕微沖蝕。低溫過(guò)熱器下層，L/R-30吹灰器通道水平管段正下方、正上方均有吹損現(xiàn)象。管子規(guī)格Φ57*6看，吹損量0.8毫米，如果長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，也容易發(fā)生爆管現(xiàn)象。

2.5 省煤器受吹灰器蒸汽吹損情況

省煤器懸吊管區(qū)域管子吹損較為明顯，且吹損量呈擴(kuò)大趨勢(shì)。

3? 防磨噴涂技術(shù)介紹

3.1 熱噴涂技術(shù)工藝

熱噴涂技術(shù)是利用熱源將噴涂材料加熱至溶化或半溶化狀態(tài)，并以一定的速度噴射沉積到經(jīng)過(guò)預(yù)處理的基體表面形成涂層的方法。熱噴涂技術(shù)在普通材料的表面上，制造一個(gè)特殊的工作表面，使其達(dá)到：防腐、耐磨、減摩、抗高溫、抗氧化、隔熱、絕緣、導(dǎo)電、防微波輻射等一系多種功能，使其達(dá)到節(jié)約材料，節(jié)約能源的目的，我們把特殊的工作表面叫涂層，把制造涂層的工作方法叫熱噴涂。熱噴涂技術(shù)是表面過(guò)程技術(shù)的重要組成部分之一，約占表面工程技術(shù)的三分之一。

熱噴涂技術(shù)的特點(diǎn)：

（1）由于熱源的溫度范圍很寬，因而可噴涂的涂層材料幾乎包括所有固態(tài)工程材料，如金屬，合金，陶瓷，金屬陶瓷，塑料以及由它們組成的復(fù)合物等。因而能賦予基體以各種功能（如耐磨，耐蝕，耐高溫，抗氧化，絕緣，隔熱，生物相容，紅外吸收等）的表面。

（2）噴涂過(guò)程中基體表面受熱的程度較小而且可以控制，因此可以在各種材料上進(jìn)行噴涂（如金屬，陶瓷，玻璃，布疋，紙張，塑料等），并且對(duì)基材的組織和性能幾乎沒(méi)有影響，工件變形也小。

（3）設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活，既可對(duì)大型構(gòu)件進(jìn)行大面積噴涂，也可在指定的局部進(jìn)行噴涂;既可在工廠室內(nèi)進(jìn)行噴涂也可在室外現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工。

（4）噴涂操作的程序較少，施工時(shí)間較短，效率高，比較經(jīng)濟(jì)。

熱噴涂分類(lèi)方法：

按照加熱噴涂材料的熱源種類(lèi)來(lái)分的，按此可分為：（1）火焰類(lèi)，包括火焰噴涂、爆炸噴涂、超音速?lài)娡?（2）電弧類(lèi)，包括電弧噴涂和等離子噴涂;（3）電熱法，包括電爆噴涂、感應(yīng)加熱噴涂和電容放電噴涂;（4）激光類(lèi)：激光噴涂。

3.2 冷噴涂技術(shù)工藝

冷噴涂是一種金屬?lài)娡抗に嚕撬煌趥鹘y(tǒng)熱噴涂（超速火焰噴涂，等離子噴涂，爆炸噴涂等傳統(tǒng)熱噴涂），它不需要將噴涂的金屬粒子融化，所以噴涂基體表面產(chǎn)生的溫度不會(huì)超過(guò)150攝氏度。

冷噴涂的理論基礎(chǔ)是：壓縮空氣加速金屬粒子到臨界速度（超音速），金屬粒子直擊到基體表面后發(fā)生物理形變。金屬粒子撞在基體表面并牢固附著，整個(gè)過(guò)程金屬粒子沒(méi)有被融化。

冷噴涂是一個(gè)新的技術(shù)，并不被重視。近十幾年以來(lái)，本方法在各領(lǐng)域發(fā)展得如此之快，是與它的基本特性有直接的關(guān)系。這個(gè)特性就是能采用未熔融的金屬顆粒，在被加工表面上制造金屬涂層。冷噴涂技術(shù)與眾所周知的熱噴涂方法不同，涂層氣孔率很低，基體材料和涂層的熱負(fù)荷很小，材料氧化少，消除了涂層中結(jié)晶化不均勻的現(xiàn)象。

4 防磨噴涂技術(shù)在火力發(fā)電廠鍋爐受熱面防磨防腐蝕的應(yīng)用

4.1 熱噴涂技術(shù)在火力發(fā)電廠鍋爐受熱面的應(yīng)用

在火力發(fā)電廠生產(chǎn)中，針對(duì)鍋爐高溫區(qū)域，特別是布置在爐膛四周的水冷壁管，根據(jù)熱噴涂工藝特點(diǎn)，宜采用熱噴涂工藝進(jìn)行防磨防腐蝕。

4.2冷噴涂技術(shù)在火力發(fā)電廠鍋爐受熱面的應(yīng)用

在火力發(fā)電廠生產(chǎn)中，鍋爐后煙井低溫區(qū)域布置的過(guò)熱器、省煤器，根據(jù)冷噴涂工藝特點(diǎn)，采用冷噴涂工藝進(jìn)行防磨防腐蝕。

5、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)鍋爐受熱面管（水冷壁、過(guò)熱器、再熱器、省煤器等）磨損腐蝕機(jī)理進(jìn)行分析，采用不同的噴涂工藝進(jìn)行防磨防腐蝕，在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的效果，該電廠四臺(tái)600MW火力發(fā)電機(jī)組投產(chǎn)十年來(lái)，鍋爐未發(fā)生過(guò)此類(lèi)磨損、腐蝕爆管現(xiàn)象，有效防止了鍋爐受熱面爆管的發(fā)生，從而保證了機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

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