
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。

由于火电厂锅炉水冷壁的磨损和腐蚀,容易发生突发性爆管事故,势必要立刻停炉抢修,防止事态进一步恶化,这样做肯定会影响火电厂的正常工作进度,降低发电产值,增加火电厂的额外检修费用和员工的劳动强度,给火电厂带来经济损失。火电厂锅炉水冷壁管发生磨损和腐蚀,使管壁变薄,煤炭中含有硫、硫化物及其他有害杂质,锅炉又是在高温条件下运行,极易造成水冷壁腐蚀。锅炉内部燃烧是一个复杂的动态过程,煤炭在燃烧过程中会产生大量灰分,这些灰分会猛烈撞击水冷壁管,造成水冷壁表面被严重切削,减少了水冷壁的实际管厚,降低了水冷壁的强度,使之在高温作用下容易发生爆管,危害十分严重所以,一定要研究一种科学有效的方法,强化火电厂锅炉水冷壁管的防腐耐磨能力,延长其使用寿命。

喷砂常用的磨料是:白刚玉(纯氧化铝),棕刚玉(氧化铝+氧化铁),硅砂等。白刚玉砂硬度高,破碎率低,喷砂效果好。棕刚玉也是一种常用磨料,价格适中,硅砂硬度高但破碎率也高,冷硬铁砂或钢砂也可用来喷砂,砂粒必须干净,以免二次污染表面,砂粒的粒度应根据工件的具体形状来选择。在喷砂操作中应注意喷砂距离和角度,距离一般在100~300mm范围内选择,对于薄壁工件和柔性工件应特别注意不得强力喷砂。喷砂时应避免垂直喷砂,角度控制在45°~70°间。对表面硬度低的材料,如铜、铝、锌等质软的、延展性好的金属,尤其要注意喷砂距离和角度的控制,否则会使较多的砂粒碎片嵌入基材。

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,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,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。

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。枣庄锅炉防腐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”。应加强锅炉防腐喷涂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。