锅炉水冷壁超音速电弧喷涂技术方案.pdf

锅炉水冷壁超音速电弧喷涂技术方案 一 : 锅炉腐蚀和磨损机理 : 1 磨损状况及其原因分析 循环流化床锅炉的磨损主要发生在燃烧室，锅炉尾部对流受热面也发生与煤粉 炉同样的磨损，炉膛水冷壁的磨损，大致有以下几种情况 : 燃烧室下部耐火防磨层 与膜式壁交界处以上一段管壁的磨损 ; 炉膛四个角落区域管壁的磨损 ; 炉膛出口两侧 管壁的磨损。这些部位出现的事故占水冷壁爆管事故的 95%以上。图 1 中列出了燃 烧室下部耐火防磨层与膜式壁交界处以上一段管壁的磨损机理。 燃烧室下部耐火防磨层与膜式壁交界处以上一段管壁的磨损，是与炉内固体物 料的总体流动形式有关。固体物料被烟气夹带飞逸出床层，沿水冷壁面向下流动， 在交界区域与向上运动的固体物料混合，局部产生涡流 ; 同时沿壁面下流的固体物 料在交界面处产生反弹，这种反弹一部分往炉膛中心降落，但另一部分往水冷壁管 侧反弹，对水冷壁管产生了切割现象，造成水冷壁泄漏爆管 ( 如图 2 所示 ) 。 (a) (b) (c) (d) [3] 图 1 燃烧室下部耐火防磨层与膜式壁交界处以上一段管壁的磨损机理 (a) 冲击 ; (b) 切削 ; (c) 涡流 ; (d) 离心力引起撞击 -1- 图 2 循环流化床锅炉水冷壁磨损照片 1.1 腐蚀状况及其原因分析 [5] 循环流化床锅炉由于采用了内外循环的燃烧方式，其水冷壁等受热面的高 温腐蚀问题比其他类型的锅炉更为严重。主要表现为以下特点 : (1) 高温冲蚀磨损 : 这是循环流化床锅炉水冷壁失效和爆管的主要原因，高的物 料流化速度、大的物料粒度和浓度、硬质点 SiO 因素， 2 都造成对水冷壁的严重冲 刷和撞击。 [5](2) 高温氧化 : 炉膛内的温度高达 900?，甚至 1000?左右，致使水冷壁管表 面的高温氧化现象十分严重。氧化皮在固体物料的冲刷下不断剥落、重新生成、再 剥落，是水冷壁管壁逐渐减薄。 (3) 高温腐蚀 : 炉膛内的烟气中常含有 HCI、HS、NaOH、SO、22SO等腐蚀性气体 会与管壁金属发生反应，破坏氧化膜，使氧化层变成 3 疏松的海绵状，高温又会加剧腐蚀。 而当锅炉燃用含 K、Na、S 等成份较多的煤时，在炉内高温烟气的作用下，还 会发生硫酸盐型腐蚀。这是由于燃料燃烧时升华逸出的碱性金属氧化物 KO和 NaO 会冷凝在换热管壁上，这些氧化物与管壁周围的 22 SO反应生成硫酸盐，形成了松散的结焦层。焦层中的硫酸盐在含有 SO33的烟 气作用下会与管壁氧化层 FeO反应生成 NaFe(SO)和 KFe(SO) -2- 于是管壁再向内形成新的 FeO层，由于复合硫酸盐腐蚀性强且熔点低， 23 如温度大于 550?就呈稳定的液态，从而使管壁金属流失。上述腐蚀过程循环进 行，使管壁不断受到腐蚀。过热器管、再热器管及其支吊零件在壁温大于 550?时 发生的烟气侧腐蚀主要是由于上述原因造成的。 二 : 我公司的超音速电弧喷涂技术方案 1 、涂层材料及其性能 我公司拟采用复合涂层 : 用 NiAl 丝打底形成过渡涂层，在打底层上面再喷涂上 一层非晶态高硬度的耐磨涂层 ( 即 TiB2 一 A12O3 陶瓷涂层 ) ，代号为 SE 一 SAM的