锅炉受热面通常指接触火焰或者烟气- -侧是金属表面积,另一侧是水或者导热油,用来进行热交换的金属表面。包括过热器、再热器、省煤器、水冷壁、SCR、 烟道冷凝器、空气预热器等。锅炉受热面一般有两种腐蚀:高温腐蚀、氧化腐蚀,主要介质为硫酸盐和硫化物的腐蚀。燃烧区高温受热面容易产生高温腐蚀、结焦、结渣,一般的防护措施:运行中调整好燃烧,控制合理的过剩空气系数,防止一次风冲刷壁面,使未燃烬煤粉在结焦面上停留,合理配风,防止喷燃器附近壁面出现还原性气体。提高金属的抗腐蚀能力,降低燃料中的含硫量,确定合适的煤粉细度。提高金属的抗腐蚀能力,可以采用抗腐蚀更强的合金钢,或者喷涂抗高温防腐陶瓷涂料。ZS-811高温防腐涂料,最高耐温可达2300度,该涂料的基料和填料均由耐热、特种材料组成。
垂竖直水泠壁受热面磨损坏比较严重、防磨措施不力的问题,许多锅炉运行时间不长即长太快即经常出现水冷壁管磨损坏爆管泄漏。由于垂竖直水冷壁磨损坏造成的事故接近锅炉安全事故贴近加热炉安全事故停炉总数的50%。垂竖直水冷壁受热面管子磨损坏爆管已是成CFB锅炉被加热炉强迫停炉的主要原因之一,水冷壁的磨损坏是循环系统流化床锅炉磨损最损坏最比较严重的部位。大量早期投运的CFB锅加热炉的实际运行作证明,恰是在锅炉制造厂设计方案的水冷壁耐磨金属复合材料终结处以上左右一定高度(1m~2m)地区域和炉内各角部区域处地区发生受热面管 子磨损 子损坏爆管的几率最大(特别是没有对水冷壁采选用让管技术的锅加热炉)。所以,对炉内磨损坏比较严重的受热面有必要必须强化防磨处理.更有必要采必须选用有效的超音速电弧喷涂防磨技术。
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。高温腐蚀对日照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,热电厂水冷壁防腐喷涂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。
根据不同的应用环境、条件和要求,需要选择合适的热喷涂工艺。热喷涂的工艺选择可依据以下原则:涂层结合力要求不高,喷涂材料的熔点不超过2500℃,可采用设备成本低的火焰喷涂。对涂层性能要求较高的某些比较贵重的机件,应采用等离子喷涂。工程量大的金属喷涂施工宜采用电弧喷涂。要求高结合力、低孔隙度的金属或合金涂层可采用超音速喷涂;喷焊的使用范围有一定局限性,几何形状比较简单的大型易损零件,如轴、柱塞、滑块、液压缸、溜槽板等;要求高结合力、低孔隙度的金属或陶瓷涂层则可采用低压等离子喷涂;爆炸喷涂可用于重要零部件的强化。对于批量大的工件,宜采用自动喷涂。安全性要求特别高的机件,选择喷涂工艺及材料前须进行试验和论证。
能量输入巨大,热焓输出相当于普通氧乙炔火焰的20余倍,火焰速度>7玛赫,温度约2600~3200℃,熔融粉末飞行速度>720米/秒,涂层性能卓越,适合喷涂碳化钨及部分合金。涂层结合强度高,理论研究认为,涂层结合强度与喷涂速度成正比,JP-5000实现了这个热喷涂界多年的追求,且能与基体产生部分微区冶金结合相,克服了碳化钨涂层易脱落的固疾。涂层呈压应力状态,熔融粉末高速撞击机件后,粉末颗粒形状改变,在JP-5000条件下近球形颗粒改变后,其长短轴比例可达>1/20,远大于普通火焰喷涂,这些形状改变后的颗粒的叠加所形成的涂层,具备了涂层应力状态由张应力向压应力转化的先决条件—理论研究认为—颗粒长短轴之比大于1/20时将出现压应力效果。综合性能优异,涂层孔隙率更低,硬度更高,耐磨性能更强,使用寿命显著提高。
在喷涂过程中或涂层形成后,对金属基体和涂层加热,使涂层在基体表面熔融,并和基体产生扩散或互熔,形成与基材冶金结合的喷焊层,这也是热喷涂的方法之一,称为热喷焊(简称喷焊)。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。目前,在我国燃煤电厂锅炉防护领域中应用最为广泛的是电弧喷涂技术。此外,超音速火焰喷涂技术以及火焰喷涂(焊)技术也有一定程度的应用。