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。
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。
涂层要求具有高结合强度、极低空隙率时,吐鲁番锅炉受热面超音速喷涂对金属或金属陶瓷涂层,可选用高速火焰喷涂工艺;对氧化物陶瓷涂层,可选用高速等离子喷涂工艺。根据工件的材料、技术要求及工作条件等选用基层及工作层用材料。选料时参阅其他有关资料。一般情形,薄涂层选用细粉,厚涂层选用粗粉。零件喷涂的主要目的大都是补偿磨损尺寸。一般,锅炉受热面超音速喷涂喷涂后必须机械加工达到尺寸和形位精度要求,因此确定涂层厚度时应考虑加工余量,并考虑喷涂后工件热态与冷态的尺寸差异。补偿层厚度以0.4~1mm为宜,局部厚度应3mm。加工余量一般可取0.40.8mm。对于工件磨损量小,只喷涂自粘结复合材料,其厚度应0.3mm。以涂层材料性能、厚度及粒度确定喷涂参数,包括乙炔和氧气的压力、喷距、喷枪与工件的相对运动速度等。
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。
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。
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。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,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。