《鍋爐防磨小知識(shí)》word版

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1、火電廠鍋爐水冷壁防磨研究一、引言鍋爐水冷壁管高溫腐蝕和磨損一直是電力系統(tǒng)普遍存在的嚴(yán)重問(wèn)題，它的直接危害主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：(1)使管壁減薄，據(jù)統(tǒng)計(jì)一般每年減薄量約為1mm左右，嚴(yán)重的可達(dá)5~6mm年，形成安全運(yùn)行的嚴(yán)重隱患，增加了電廠的臨時(shí)性檢修和大修工作量，給電廠造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。(2)發(fā)生水冷壁突發(fā)性爆管事故，造成緊急停爐搶修，不僅打亂了電廠的正常發(fā)電秩序，減少發(fā)電產(chǎn)值，而且增加了工人勞動(dòng)強(qiáng)度和額外的檢修費(fèi)用，直接影響企業(yè)效益，同時(shí)也干擾了地區(qū)電網(wǎng)的正常調(diào)度，影響當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)，由此也造成了很大的社會(huì)影響。鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，由于燃燒煤

2、中硫及其它有害雜質(zhì)的存在，在高溫下對(duì)水冷壁構(gòu)成腐蝕。這種現(xiàn)象在各個(gè)燃煤鍋爐中普遍存在，我們?cè)诟骰痣姀S的鍋爐定期檢驗(yàn)中經(jīng)常遇到，只是程度不同而已。廣東沙角B電廠由于其燃煤含硫量大，水冷壁遭受的高溫腐蝕特別嚴(yán)重，由此帶來(lái)的爆管、換管損失慘重。同時(shí)，煤燃燒時(shí)產(chǎn)生的大量灰粉，在鍋爐內(nèi)部燃燒的復(fù)雜動(dòng)態(tài)過(guò)程中，猛烈撞擊水冷壁，對(duì)水冷壁工作面產(chǎn)生嚴(yán)重切削，使水冷壁管工作面被磨損成不同程度的小平臺(tái)，造成水冷壁壁厚的實(shí)際減薄，容易導(dǎo)致水冷壁管在高溫下強(qiáng)度不夠而爆管，其危害作用同高溫腐蝕一樣嚴(yán)重。因此，需要我們尋求一種解決的技術(shù)方法，增加水冷壁的抗磨損能力，以延長(zhǎng)

3、水冷壁的使用壽命。二、水冷壁管高溫腐蝕和磨損的機(jī)理。水冷壁管高溫腐蝕和磨損的機(jī)理是很復(fù)雜的，簡(jiǎn)言之，與下列因素有關(guān)：(1)爐膛火焰溫度；(2)燃煤的含硫量；(3)煙氣與灰分顆的沖蝕。鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，爐溫可高達(dá)1600℃以上，由于燃燒煤中硫及其它有害雜質(zhì)的存在，水冷壁普遍遭受高溫腐蝕。參與高溫腐蝕的危害物有燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的SO2、SO3、H2S、HC1、堿金屬鹽及釩鹽類，是多種化學(xué)物在各種溫度下共同對(duì)管壁進(jìn)行的復(fù)雜的動(dòng)態(tài)腐蝕過(guò)程。其中，硫化物是鍋爐高溫腐蝕的主要因素，一是煙氣中的硫化氫與管壁金屬作用產(chǎn)生的腐蝕，含硫物在金屬高溫下產(chǎn)生單原子硫，硫與

4、管道中的鐵反應(yīng)生成硫化鐵(Fe+S→FeS)；二是由不可燃硫在高溫作用下生成硫酸鹽混入灰分熔敷于管壁表面，但不再具有水冷壁管所要求的各種良好的高溫機(jī)械性能，實(shí)際上導(dǎo)致水冷壁管有用壁厚的減薄，從而其有效承載能力不斷下降，由此形成腐蝕。另外，高溫?zé)煔夤梢源笥?米/秒的速度沖擊管壁，煙氣的腐蝕和灰分顆粒的沖刷在金屬表面交替進(jìn)行，造成管壁減薄。三、防止水冷壁高溫腐蝕和磨損的途徑。意外的爆管則會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，電廠為減少爆管，投入了大量人力、物力加強(qiáng)對(duì)水冷壁的監(jiān)測(cè)和更換，但是監(jiān)測(cè)未取得任何實(shí)質(zhì)性的效果，換管則將大大增加生產(chǎn)成本和維修費(fèi)用。只有防患

5、于未然才是最好的辦法。分析清楚了水冷壁高溫腐蝕的產(chǎn)生原因，就可采用有效的方法來(lái)進(jìn)行防止，常用方法可以分為兩類，即非表面防護(hù)方法和表面防護(hù)方法。非表面防護(hù)方法有：A.采用低氧燃燒技術(shù)。B.盡可能使各燃燒間的煤粉濃度均勻。C.合理的配風(fēng)及強(qiáng)化爐內(nèi)的湍流混合。D.控制適當(dāng)?shù)拿悍奂?xì)度。E.避免出現(xiàn)受熱面壁溫局部過(guò)熱。F.在壁面附近噴空氣保護(hù)膜。G.加添加劑。H.控制合理的爐膛出口煙溫。I.對(duì)易產(chǎn)生高溫腐蝕的煤種采用抗腐蝕高溫合金。J.采用煙氣再循環(huán)。K.對(duì)受熱面的設(shè)計(jì)布置合理，以避開(kāi)高煙溫區(qū)和高壁溫區(qū)出現(xiàn)。L.對(duì)易腐蝕區(qū)加爐襯防護(hù)。非表面防護(hù)法的共同之

6、處在于，一定程度上可以減輕水冷壁的腐蝕，但并不能真正做到防止其腐蝕。而且有些方法在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)因?yàn)楦鞣N原因而不能有效地實(shí)施，甚至個(gè)別方法還存在爭(zhēng)議，如爐襯防護(hù)，不但影響燃燒室吸熱能力，還會(huì)使腐蝕復(fù)雜化。故有必要尋求其它效果更好的表面防護(hù)方法。對(duì)受腐蝕構(gòu)件表面覆蓋耐腐蝕的隔離層，是最直接有效的防腐措施，屬于高溫腐蝕的表面防護(hù)方法，主要(1)涂刷法：涂刷的涂層塑性、熱膨脹性等不能適應(yīng)鍋爐內(nèi)環(huán)境及脫硫裝置，使用中易產(chǎn)生脫層，難于實(shí)際應(yīng)用。(2)電鍍、熱滲鍍：鍍層的覆蓋性及結(jié)合度較好，但受工件尺寸限制，鍍件在現(xiàn)場(chǎng)拼焊中鍍層也會(huì)出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，降低使用性能

7、。無(wú)法對(duì)已有設(shè)施進(jìn)行再次防腐。(3)熱噴涂：適合現(xiàn)場(chǎng)操作，涂層材料選擇范圍寬，組合方式多，能提供多種性能涂層，對(duì)已有設(shè)施的未防護(hù)部分進(jìn)行追加防護(hù)，已防護(hù)部分進(jìn)行再次防護(hù)。超音速電弧噴涂技術(shù)利用了流體力學(xué)中的“拉瓦爾原理”，使噴涂時(shí)的粒子速度真正超過(guò)了音速。我們通過(guò)對(duì)該技術(shù)的引進(jìn)，特別是針對(duì)噴涂設(shè)備笨重、龐大、不利于現(xiàn)場(chǎng)施工的缺點(diǎn)，進(jìn)行大膽的設(shè)備結(jié)構(gòu)改造和功能完善，達(dá)到的突出特點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用性強(qiáng)、噴涂性能好、涂層質(zhì)量顯著提高。與普通電弧噴涂和火焰噴涂比較，其技術(shù)指標(biāo)有如下區(qū)別：由于超音速電弧噴涂技術(shù)的先進(jìn)性——離子噴射速度快(比普通電弧噴涂快4倍)

8、，其技術(shù)性能比普通電弧噴涂有本質(zhì)的提高，改善了涂層的孔隙率、顆粒度、結(jié)合強(qiáng)度等性能，增加了涂層厚度調(diào)節(jié)范圍及可利用的涂層材料選擇范圍，可以大大拓展電弧