煤粉锅炉遭受腐蚀的部位通常是水冷壁管、过热器管、再热器管和省煤气管,即所谓“四管” 。这些部位在煤粉燃烧过程中,直接与 火焰及燃烧产物接触,经受高温、腐蚀、磨损和应力的共同作用而失效。引发锅炉爆管的机因十分复杂。管材制造、冶金质量、安装、焊 接等原始质量问题。也有运行中内壁承受高温、高压,外壁经受高温燃气腐蚀,颗粒冲蚀、直至运作制度、管理与维护等,这些因素不下十几项,但 90﹪左右的爆管本质原因是管材经高温、腐蚀、磨损和 应力的共同作用,出现材料的损伤和裂纹扩展所致。在繁多的失效因素中,应力损伤、蒸气管内腐蚀、疲劳等属于取 材、制造、加工、维修和运行管理等原因有关,而腐蚀(高温氧化,熔盐和硫的腐蚀,应力腐蚀)和有关磨损则是表面工程技术可关注与设法解决的对象。
电弧喷涂原理应用电弧喷涂技术是以两根连续卷进的金属丝作为自耗电极,分别接直流电源的正负极。在金属丝端部短接的瞬间,两根金属丝间产生电弧,接触点产生高热。在电源的作用下,维持电弧稳定燃烧,在电弧发生点背后由喷嘴喷射出的高速气流,使熔化的金属雾化成微粒,在高速气流的推动下喷射到经预理基材表面形成涂层。喷涂时基材温度小于150℃,对基材性能不会有任何影响。超音速电弧喷涂会使粒子速度接近音速,从而使涂层具有更高的结合强度。喷涂时,应杜绝为图工作方便,人为的将一次即可形成的涂层,进行上下分区工作,增加结合过渡区。喷涂后涂层覆盖均匀目测表面应无麻点,无起皮、开裂,鼓包、脱落现象,表面呈银白色。取若干点用测厚仪进行厚度测量,与喷砂后的测量值进行校对比较,取平均值。
锅炉水冷壁的腐蚀壁面通常呈塔状,主要发生在燃烧器附近的向火侧热负荷高的区域,而管子中间的腐蚀比两侧要轻一些。这是因为向火侧的水冷壁正面常常受到气流的冲刷,灰渣不易黏附;而两侧与鳍片间的凹处由于没有气流的直接冲刷,又由于涡流的作用,容易沾附熔化后的灰粒或未燃尽的油滴,为腐蚀创造了条件,经过一段时间之后就造成了水冷壁向火侧正面比两侧壁面腐蚀程度低的现象。水冷壁是布置在炉膛内壁面上主要用水冷却的受热面,也是锅炉的主要蒸发受热面。锅炉的运行会产生气体,其中的化学物质对水冷壁管不可避免的会造成一定腐蚀,导致锅炉的有效承载能力下降,降低了锅炉使用的安全性,也会直接影响到锅炉的正常运行。因此,关于锅炉水冷壁防腐的研究与探讨,对大型锅炉的安全使用有重要意义。
防止锅炉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、物力加强对水冷壁的监测和更换,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。分析清楚了水冷壁高温腐蚀的产生原因,就可采用有效的方法来进行防止,锅炉水冷壁喷涂常用方法可以分为两类,即非表面防护方法和表面防护方法。非表面防护方法有:A.采用低氧燃烧技术。尽可能使各燃烧间的煤粉浓度均匀。合理的配风及强化炉内的湍流混合。控制适当的煤粉细度。避免出现受热面壁温局部过热。在壁面附近喷空气保护膜。加添加剂。控制合理的炉膛出口烟温。I.对易产生高温腐蚀的煤种采用抗腐蚀高温合金。
电弧喷涂是利用两根被喷涂的丝材作白耗电极,当两丝材短接将电弧引燃后,只要丝材连续送进,不断补充熔化并被压缩空气吹向工件,就能维持电弧燃烧即喷涂过程。泰安煤粉炉喷涂与其他热喷涂工艺相比,电弧喷涂设备简单,喷涂成本较低但效率很高,且对操作人员的要求较低,现场施工时可重复性较强。因此,在电厂锅炉“四管”的现场喷涂防护中,煤粉炉喷涂一般均采用电弧喷涂工艺。腐蚀从表面开始,磨损在表面进行,疲劳因表面损伤而显著加速。作为表面工程技术重要分支之一的热喷涂技术,在锅炉防护领域的应用是科技发展的必然结果。