对电厂锅炉水冷壁的防高温腐蚀和磨损各种方法综合考虑,比较理想的方法是采用热喷涂技术。对其水冷壁进行了防腐耐磨超音速电弧喷涂。钢铁材料的表面防护涂层分两大类。一类是隔离涂层,如电镀铬、油漆及有机涂料;另一类是阳极涂层,如电镀锌、热浸或喷涂45CT合金作为牺牲阳板仍对该处表面钢铁具有防腐蚀保护作用,避免孔隙腐蚀、保护层下腐蚀及由此引起涂层的脱落,阳极涂层还兼有隔离涂层作用。选择防腐蚀涂层材料除考虑其阳极性外(即选择阳极电位低于钢铁的金属成份),还应要求其热膨胀系数接近钢铁材料,具有良好的塑性,以避免脱层,材料还应具有一定的抗冲蚀能力。对选择的一种或几种材料应进行喷涂试验、性能试验和对比试验等。喷涂后涂层与基体金属表面产生原子扩散,形成冶金结合。
定期对卫燃带水冷壁管进行超音速电弧喷涂。超音速电弧喷涂是目前国际上比较先进的喷涂施工方法,比普通电弧喷涂和火焰喷涂较理想,以电弧为热源,将熔化的耐磨合金丝材用高速气流雾化,并以高速喷到工件表面形成涂层的一种工艺。可以延缓磨损来延长锅炉运行周期,是一种技术经济性比较好的方法。为了保证超音速电弧喷涂的质量,应做好施工技术与管理、验收检测等过程中存在的一些技术问题。锅炉卫燃带水冷壁管对接部位,焊缝处有不平形成的“凸台”及卫燃带水冷壁管浇注料形成的“凸台”。应加强锅炉安装及筑炉施工过程中的检查、验收工作,保证施工工程质量。也可以对水冷壁管处浇注料炉墙改进性,将此处水冷壁管结合处下方悬空,卫燃带水冷壁管对接焊缝设计时可考虑进行上移或下移,以避免在焊缝处形成的“凸台”,造成水冷壁管磨损。
根据循环流化床锅炉工况条件,水冷壁管防磨热喷涂涂层应有下列要求涂层对基体必须有良好的结合,防止在运行条件下因物理和化学的作用而脱落,即使出现意外情况,例如出现漏水骤然冷却、突然过热等。涂层应与基体有大体一致的热膨胀系数。涂层不应是严重隔热的,喷涂后的涂层要不影响水冷壁管正常的热交换功能。涂层不能损害基体,尤其工件加热到高温时。涂层在运行条件下,要有良好的耐磨性,耐热性和抗氧化能力。有尽可能低的经济成本。目前仍存在垂直水泠壁受热面磨损严重、防磨措施不力的问题,许多锅炉运行时间不长即出现水冷壁管磨损爆管泄漏. 由于垂直水冷壁磨损造成的事故接近锅炉事故停炉总数的50%。垂直水冷壁受热面管子磨损爆管已是CFB锅炉被迫停炉的主要原因之一
我国由将近八成的大型电站锅炉受到水冷壁高温腐蚀的影响,这些对锅炉造成了极大程度的影响。高温腐蚀对锅炉水冷壁造成的影响是造成水冷壁厚度不断变薄、材料强度急剧降低,为此,在现有的状况下,水冷壁有可能会有爆管、泄漏情况的发生,危及到整个锅炉的正常安全运行。水冷壁管金属在使用的过程中会有氧化铁的不断生成,生成的氧化铁层开始逐渐消耗,久而久之,反复循环使用,管壁上便会有一系列的腐蚀的情况出现。并且硫的含量也是非常高的。以此,煤在燃烧的过程当中生成的硫化物促使锅炉水冷壁有高温腐蚀的现象出现,所以,煤中硫及硫化物造成的危害是非常大的,其为高温腐蚀打下了良好的基础。除此之外,煤的不完全燃烧会生成一定的还原性气体,为加快高温腐蚀的速度,高硫含量与较难的燃烧状态会有很多问题的出现。
锅炉受热面的损坏是指水冷壁、省煤器、过热器、再热器泄漏、爆破等。在电厂锅炉设备的各类事故,流化床锅炉喷涂受热面损坏事故最为普遍,约占各事故总数的30%左右。锅炉受热面一旦发生泄漏或爆破,大多均需停炉后处理,由此造成的经济损失将是巨大的。当受热面发生爆破时,由于大量汽水外喷将对锅炉运行工况产生较大的扰动,爆破侧烟温将明显降低,使福州锅炉两侧烟温偏差增加,给参数的控制调整带来困难。水冷壁发生爆管时,流化床锅炉喷涂还将影响锅炉燃烧的稳定性,严重时甚至会造成锅炉灭火。当受热面发生泄漏或爆破后,如不及时停运处理,还极易造成相邻受热面管壁的吹损,并对空预器、电除尘器、吸风机等设备带来不良的影响。因此,发生受热面损坏事故后应认真查找原因,制定防范对策和措施,尽量避免和减少泄漏或爆管事故的发生。