《等级证专业技术报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《等级证专业技术报告（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、火电厂锅炉水冷壁管防腐耐磨研究火力发电厂锅炉水冷壁管高温腐蚀和磨损的机理复杂，它与炉膛火焰温度、燃煤的含硫 量、烟气与灰分颗粒的冲蚀密切柑关。防止水冷壁高温腐蚀和磨损的常用方法有两类，即非 表面防护方法和表面防护方法。锅炉水冷壁管高温腐蚀和磨损丸是电力系统普遍存在的严重问题，它的直接危害主要表现 在以下两个方而：一、水冷壁管磨损(1) 使管樂减薄，据统计一般每年减薄量约为1mm左右，严重的可达56mm年，形成安 全运行的严重隐患，増加了电厂的临时性检修和大修工作量，给电厂造成很大的经济损失。(2) 发生水冷舉突发性爆管事故，造成紧急停炉抢修，不仅打乱了电厂的止常发电秩序，减 少发电产值，增加了
2、工人劳动强度和额外的检修费用，直接影响企业效益，同吋也干扰 了地区电网的止常调度，影响当地工农业生产，山此也造成了很大的社会影响。锅炉运行过程中，山于燃烧煤中硫及其它有害杂质的存在，在高温下对水冷舉构成腐蚀。这 种现象在各个燃煤锅炉中普遍存在，我们在各火电丿的锅炉定期检验中经常遇到，只是程度 不同ifULLo电厂山于英燃煤含硫量大，水冷辟遭受的高温腐蚀特别严重，山此带来的爆管、 换管损失惨重。同时，煤燃烧时产生的大量灰粉，在锅炉内部燃烧的复杂动态过程中，猛烈 撞击水冷壁，对水冷壁工作血产化严重切削，使水冷壁管丁作面被磨损成不同程度的小平台, 造成水冷壁歴厚的实际减薄，容易导致水冷壁管在高温下强
3、度不够而爆管，其危害作用同高 温腐蚀一样严重。因此，需要我们寻求一种解决的技术方法，增加水冷琏的抗磨损能力，以 延长水冷舉的使用寿命。二、水冷壁管高温腐蚀和磨损的机理。水冷陳管高温腐蚀和磨损的机理是很复杂的，简言Z，与下列因素有关：炉膛火焰温度; (2)燃煤的含硫帚(3)烟气与灰分颗的冲蚀。锅炉运行过程中，炉温可高达1600C以上，山 于燃烧煤中硫及其它有害杂质的存在，水冷樂普遍遭受高温腐蚀。参与高温腐蚀的危害物有 燃烧过程中产生的S02、SO3、H2S、HC1、碱金属盐及帆盐类，是多种化学物在各种 温度下共同对管琏进行的复杂的动态腐蚀过程。其中，硫化物是锅炉自温腐蚀的主要因索， - 是烟气中
4、的硫化氢与管壁金属作用产生的腐蚀，含硫物在金属高温下产生单原子硫，硫与 管道中的铁反应生成硫化铁(Fe+S - FeS)；二是山不町燃硫在高温作用下生成硫酸盐混入灰 分熔敷于管壁表血，但不再具有水冷壁管所要求的各种良好的高温机械性能，实际上导致水 冷舉管有用壁厚的减薄，从而其有效承载能力不断下降，山此形成腐蚀。另外，高温烟气裹 着可以大于8米/秒的速度冲击管壁，烟气的腐蚀和灰分颗粒的冲刷在金属衣而交替进行， 造成管壁减薄。三、防止水冷壁高温腐蚀和磨损的途径。意外的爆管则会造成较大的经济损失，电厂为减少爆管，投入了大量人力、物力加强对水冷 讎的监测和更换，但是监测未取得任何实质性的效果，换管则将
5、大大增加生产成本和维修费 用。只有防患于未然才是最好的办法。分析清处了水冷讎高温腐蚀的产生原I大1,就可采用 有效的方法來进行防止，常用方法可以分为两类，即非表面防护方法和农面防护方法。非农而防护方法有:A. 采用低氧燃烧技术。B. 尽可能使各燃烧间的煤粉浓度均匀。C. 合理的配风及强化炉内的湍流混合。D. 控制适当的煤粉细度。E. 避免出现受热而舉温局部过热。F. 在醸面附近喷空气保护膜。G加添加剂。H. 控制合理的炉膛岀口烟温。I. 对易产生高温腐蚀的煤种采用抗腐蚀高温合金。J. 采用烟气再循环。K. 对受热血的设计布逍合理，以避开高烟温区和高率温区出现。L. 对易腐蚀区加炉衬防护。非表而
6、防护法的共同之处在于，定程度丄可以减轻水冷舉的腐蚀，但并不能真止做到防止 其腐蚀。而且有些方法在实际运行中会因为各种原因而不能有效地实施，其至个别方法还存 在争议，如炉衬防护，不但影响燃烧室吸热能力，述会使腐蚀复杂化。故有必要寻求其它效 果更好的农面防护方法。对受腐蚀构件农面覆盖耐腐蚀的隔离层，是垠rr接有效的防腐措施，属于高温腐蚀的农面防 护方法，主要(1) 涂刷法：涂刷的涂层犁性、热膨胀性等不能适应锅炉内环境及脱硫装置，使用中易产生 脱层，难于实际应用。(2) 电镀、热渗镀：镀层的覆盖性及结合度较好，但受工件尺寸限制，镀件在现场拼焊中镀 层也会出现薄弱环节，降低使用性能。无法对已有设施进行
7、再次防腐。(3) 热喷涂：适合现场操作,涂层材料选择范围宽,组合方式多,能提供多种性能涂层，对 已有设施的未防护部分进行追加防护，已防护部分进行再次防护。超音速电弧喷涂技术利用了流体力学中的“拉瓦尔原理”，使喷涂时的粒子速度真止超过了 音速。我们通过对该技术的引进，特别是针对喷涂设备笨重、庞大、不利于现场施工的缺点, 进行大胆的设备结构改造和功能完善，达到的突出特点是现场实用性强、喷涂性能好、涂层 质量显著提高。与普通电弧喷涂和火焰喷涂比较，其技术指标有如下区别：山于超音速电弧喷涂技术的先进性离子喷射速度快(比普通电弧喷涂快4倍)，英技术性 能比普通电弧喷涂有本质的提高，改善了涂层的孔隙率、颗
8、粒度、结合强度等性能，增加了 涂层厚度调节范围及可利用的涂层材料选择范围，可以大大拓展电弧喷涂的应用范围。但原有超音速电弧喷涂的应用还几乎停留在普通电弧喷涂技术的基础上，只是简单地利用其 性能的提高，基本上处于一种被动应用的状况。比如喷涂材料，仍然沿用原有电弧喷涂用丝 林 没有针对超音速电弧喷涂技术的先进性专门开发新型涂层材料，我们投入了大量人力、 物力、财力对英进行了进一步研究，开发出了 MC锅炉四管专用涂层、NiCr/Cr 3 C 2、 NiCrAiFe/Cr 3 C 2、45CT系列喷涂材料，增加英在电力系统的现场实用性，最大限度地 利用该技术的先进性，实现良好的表而涂层。四、超音速电弧
9、喷涂45CT合金的应用 对水冷舉的防高温腐蚀和磨损各种方法综合考虑，我们认为，比较理想的方法是采用热喷涂 技术。经过一系列的准备工作，于1999年5月广东沙角B电厂3#炉大修期间，我们対英 水冷舉进行了防腐耐磨超音速电弧喷涂。钢铁材料的农面防护涂层分两大类。类是隔离 涂层，如电镀珞、油漆及有机涂料；另-类是阳极涂层，如电镀锌、热浸或喷涂45CT合金 作为牺牲阳板仍对该处农面钢铁具有防腐蚀保护作用，避免孔隙腐蚀、保护层下腐蚀及山此 引起涂层的脱落，阳极涂层述兼有隔离涂层作用。选择防腐蚀涂层材料除考虑其阳极性外（即选择阳极电位低丁钢铁的金屈成份），述应耍求其 热膨胀系数接近钢铁材料，具有良好的燃性
10、，以避免脱层，材料还应具有一定的抗冲蚀能力。 对选择的一利或几种材料应进行喷涂试验、性能试验和対比试验等。对于水冷壁防高温腐蚀和磨损喷涂，我们开发的喷涂材料是门发放热型材料45CT,喷涂后 涂层与基体金属表而产生原子扩散，形成冶金结合，涂层乂形成粗糙表而，便于与工作层连 接，捉高涂层的结合强度喷涂层材料的膨胀系数与水冷舉管材料接近，使涂层在交变热应 力作用下不会脱落，它具有抗腐蚀、抗氧化、耐高温、延展性好、抗冲蚀能力强且价格便宜 等特点,涂层厚度0.8L0mm。喷涂工艺如下：A. 喷砂打磨：喷涂前的基体表而必须淸洁、无油污、且须达到淸洁和毛化要求。喷砂打磨的日的是便水冷 堆管衣面呈灰白色的金屈
11、外观和均匀粗化。喷砂后，基体农面粗糙度应达到Rz40-80umo 且干燥、无灰尘、无油污、无氧化皮、无锈迹。选择磨料时，根据基休金属的种类和涂层的 厚度血定，磨料必须清洁、有棱角，才能保证涂层与基体结合R好。我们选择棕刚玉和冷硬 铸铁砂等符合有关规定的磨料进行打磨，磨料有棱角,清洁、干燥、没有油污、可溶性盐的 游离物和长石，以対农面进行仔细的淸理及有效的农面毛化，达到提高喷涂结合强度的目的。B. 防腐蚀喷涂：使用超音速电弧喷涂技术对水冷壁进行喷涂，喷涂材料为专用45CT,设计喷涂厚度 0.8-1.Ommo喷涂衣面达到均匀、致密。喷砂后的水冷壁管，应尽快进行喷涂，其间隔时间 越短越好，在晴天或不
12、潮湿的天气，间隔时间不对超过12小时，在雨天、潮湿或含盐雾气 氛下，间隔时间不超过2小时。喷涂必须在如下条件下实施：环境大气高于5C或基体金 属的温度至少比大气露点高3 C,在雨天、潮湿或含雾的气氛中，喷涂操作必须在室内或 工棚棚中进行。C. 后处理：对于防腐喷涂，必须加封孔剂，以避免腐蚀物质通过涂层的孔隙往里面渗入，直接腐蚀母材, 或间接减少防腐涂层的有效焯度。封孔剂选择有机硅加铝粉，喷涂后采用喷涂方法覆盖在涂 层上面。D. 现场检测:喷涂完成后，应进行外观检杏，涂层衣面致密、均匀、颗粒细小，不允许有起皮、鼓泡、大 溶滴、裂纹、掉块及其他影响涂层使用的缺陷。使用口本原装进丨I的磁性涂层测厚仪
13、进行现 场实测，厚度达到要求，可以保证工程质量。五、喷涂效果分析1、与渗铝管防腐效果对比分析为了防止高温硫腐蚀，火电厂在水冷壁中设置卫燃带，以前曲采用渗铝管，实际上，用喷涂 SCZ16管代替渗铝管可以取得相同的或更好的效果。试验证明，我们使用的45CT耐腐蚀效果比渗铝管好得多，使水冷壁管的使用寿命更长； 在水冷舉卫燃带采用渗铝管，经常发现焊缝出现严重的硫腐蚀，这是渗铝管无法克服的弊端， 而使用超音速电弧喷涂技术，则可在水冷壁管安装完毕后，对焊口及其附近补喷一层45CT 防腐，防止焊缝腐蚀；另外，喷涂45CT可以对长时间运行后的水冷璧管进行再防护，这 也是渗铝管无法做到的。2、运行后的涂层检测广
14、东沙角B电厂3#炉超音速电弧喷涂45CT涂层水冷壁管，经过长期运行外观检杏，涂 层完好，未见裂纹、起皮、脱落等任何宏观缺陷，也未因腐蚀原因造成爆管等。我们将最早实施喷涂的广东沙角B电厂3#炉水冷壁管中隔墙在停炉时割管取样分析，该 样自炉内现场实施喷涂后12连续运行6800余小时，根据广州有色金屈研究总院出具的检测 报告，汽式样涂层完整，未发现有剥落现象，涂层约0.9mmo与基体结合良好，结合部位未 发现明显缺陷。为了防止高温腐蚀和磨损，超音速电弧喷涂45CT可以収得很好的效果通过各种性能试 验和实践证明，利用超音速电弧喷涂的45CT涂层，可以大大延长水冷壁管的使用寿命， 同时也可以对长时间运行
15、后的水冷壁管进行再防护，以进一步延长水冷辟管的使用寿命。水冷撰管的可靠性，直接关系到电厂机组是否能安全有效运行，但锅炉运行中对不对避免地 对水冷壁管造成腐蚀、冲蚀（磨损），使其有效承载能力下降、安全性降低。超音速电弧喷 涂涂层能対水冷醸管衣面实施有效保护，使莫外衣血基本不受损伤,可大量节省材料更换费 用及维修费，减少或避免非计划停炉，降低运行成本，直接经济效益和间接经济效益都很高， 有极大的开发利用价值。另外，涂层的存在，耍求对涂层的厚度和覆盖的完幣性进行严格监控。血只耍保证热喷涂层 的完好，就在很大程度上保证了水冷壁管的完好性。在原有对水冷辟管进行监督检杏的基础 上，对涂层的检査增加了对水冷壁管的监督力度，提高了水冷壁管的安全性。我们认为己经 时间证明热喷涂技术能够対锅炉的水冷舉的保护提供一个非常可靠的解决办法专业技术总结报告人：XX2010年3月2日
