锅炉受热面防磨喷涂

锅炉受热面防磨防爆检查与相关问题处理吕振峰发布时间：2023-06-15T01:40:26.645Z 来源：《中国电业与能源》2023年7期作者：吕振峰[导读] 近年来，随着燃煤市场的变化，发电厂燃煤质量有所下降，这导致了锅炉受热面泄露事故也时有发生，泄露类型也出现了复杂性变化。

在发电厂的建设中，发电厂一旦发生非计划停运事故，一方面会对发电厂带来巨大的经济损失，另一方面会对电网安全造成重大隐患，进而对社会经济发展带来不利影响，相关研究数据显示国内约有60%的非计划停电事故是由锅炉爆管引起的。

因此，加强对锅炉受热面防磨防爆检查并及时处理存在的相关问题，对于发电厂的正常运行具有十分重要的意义。

山东省滨州市滨城区滨北街道大唐滨州发电有限公司摘要：近年来，随着燃煤市场的变化，发电厂燃煤质量有所下降，这导致了锅炉受热面泄露事故也时有发生，泄露类型也出现了复杂性变化。

在发电厂的建设中，发电厂一旦发生非计划停运事故，一方面会对发电厂带来巨大的经济损失，另一方面会对电网安全造成重大隐患，进而对社会经济发展带来不利影响，相关研究数据显示国内约有60%的非计划停电事故是由锅炉爆管引起的。

因此，加强对锅炉受热面防磨防爆检查并及时处理存在的相关问题，对于发电厂的正常运行具有十分重要的意义。

关键词：锅炉受热；防磨防爆；处理措施1某发电厂锅炉设备概述在进行研究的过程中，文中研究对象选择的是由三井巴布科克公司与哈尔滨锅炉有限责任公司生产制造的HG-1980/25.4-YM4锅炉，这是一种超临界直流锅炉。

这种锅炉采用的是滑压运行、中间在人的方式，在这一锅炉的内部装配有固态排渣、平衡通风、带循环泵启动系统等部件。

在锅炉内部采用的是汽水分离的双流程设计方法。

锅炉内部在进行内部设计的过程中采用的是内膜设计方式，锅炉以螺旋管圈的方式进行了管圈的水冷壁和灰斗设计，上部的水冷壁设计采用了垂直管屏。

在锅炉内部冷灰斗进口一定到标高大概有43.96米的中间混合集箱之间是螺旋管圈水冷壁，能够连接至锅炉炉膛上部的水冷壁垂直管屏和水冷壁的悬吊管，然后通过下降管引入折焰角和水平烟道侧墙，再引入汽水分离器。

燃煤电站锅炉受热面防磨防爆检查与缺陷处理随着燃煤市场发生变化，燃煤电站经济与安全压力增大、事故频发。

而燃煤电站出现的事故大约有60%~70% 是由锅炉引发的。

因此，需要对锅炉定期进行防磨防爆检查，确保锅炉可以正常运行。

文章主要是对燃煤电站锅炉受热面的防磨防爆检查进行了研究。

燃煤电站锅炉受热面发生泄漏事故的几率逐年增加，并且，随着泄漏事故的次数增加，泄漏类型也更加复杂.。

一旦燃煤电站出现泄漏事故，最终锅炉会因爆管事故被迫停运，关闭锅炉进行维修处理.。

不但会对燃煤电站造成重大的经济损失，还会对电网安全留下隐患，为社会经济发展带来不利影响.。

因此，燃煤电站需要对锅炉爆管事故原因进行分析，对锅炉受热面进行防磨防爆检查，并及时处理检查中出现的问题，确保燃煤电站处于平稳运行的状态.。

1 锅炉设备概述本文主要对型号为 DG1900/25.4-Ⅱ1的超临界参数变压运行直流炉进行研究，该锅炉在使用时，采用的是定-滑-定变压运行方式，另外，在这一锅炉内部，还有单炉膛、尾部双烟道等内部系统.。

其中，锅炉过热器的设计压力为25.4 MPa，省煤器的设计压力为29.9 MPa，再热器设计压力4.3 MPa，最大连续蒸发量为2025 t/h，额定蒸发量为1900 t/h，额定蒸汽温度为571 ℃.。

并且，当锅炉中所有的高压加热器停止运行时，还可以使锅炉中的蒸汽值保持在额定范围内，保证各受热面承受的温度不会超过额定的温度值，且蒸汽的蒸发量还可以对汽轮发电机组进行额定出力，不会因为锅炉停止运行对工作效率造成影响.。

在锅炉中，炉膛宽度为22.16 m，深度为15.46 m，高度为71.5 m，且整个炉膛四周所采用的水冷壁都是全焊式膜式水冷壁.。

炉膛主要由下部螺旋水冷壁和上部垂直水冷壁组成，两个水冷壁之间通过过渡水冷壁以及混合集箱进行转换连接.。

在炉膛的上部分还布置有屏式过热器、高温过热器，在折焰角后部的水平烟道处，还有高温加热器.。

锅炉管子热喷涂知识热喷涂概述热喷涂技术起始于上世纪初，一九一三年，瑞士人M.U. Schoop发明。

起初，只是将熔化的金属用压缩空气形成液流，喷到被涂敷的基体表面上，形成一层膜状组织。

其喷涂温度、熔滴对基体表面的冲击速度及形成涂层的材料的性能构成了喷涂技术的核心。

热喷涂技术的整个发展，基本上是沿着这三支主导线向前推进的。

温度和速度取决于不同的热源和设备结构。

从某种意义上说，温度越高、速度越快，越有利于形成优异的涂层，这就导致了温度和速度两种要素在整个技术发展过程中的竞争与协调的局面。

繁多的喷涂材料的可选择性，是热喷涂指数的另一种优势，它可以使不同设备的工作面被“点铁成金、戴盔穿甲”。

正是这三种要素，使热喷涂成为真正具有叠加效果的独特技术，它可以设计出所需的各种各样性能的表面，获得从一般机械维修，直到航天和生物工程等高技术领域广泛的应用。

1 定义热喷涂是这样原一系列过程：以某种形式的热源将喷涂材料加热，受热的材料形成熔融或半熔融状态的微粒，这些微粒以一定的速度冲击并沉积在基体表面上，形成具有一定特性的喷涂层。

2 喷涂材料喷涂材料有粉、线、带和棒等不同形态，它们的成分是金属、合金、陶瓷、金属陶瓷及塑料等。

粉末材料居重要地位，种类逾百种。

线材与带材多为金属或合金（复合线材尚含有陶瓷或塑料）；棒材只有十几种，多为氧化物陶瓷。

3 喷涂方法以提供热源的不同，可分为燃烧法及电热法。

前者包括燃烧火焰喷涂、爆炸喷涂及高速火焰喷涂(HVOF);后者包括电弧喷涂及等离子喷涂（又分常压等离子喷涂与水稳等离子喷涂）。

喷涂工艺对涂层产生重要影响的是喷涂湿度（严格地说，是熔滴冲击基体表面时的温度）和熔滴冲击表面的速度。

4 涂层的形成及其评价喷涂材料经过具有某种热源形式的喷涂设备喷射之后，在到达被喷涂的基体表面之前，其飞行时间只有几千分之一秒或更少。

在如此之短的时间内，它被加热、熔化或半熔化，形成细小而分散的熔滴，冲向基体表面，被击成扁平的叠状小片，先前生成的扁片又被后来者所覆盖，很快就形成由很多扁平罗叠而成的覆盖层，即为涂层。

CFB锅炉金属受热面的防磨技术对于CFB锅炉金属受热面的磨损问题，人们已经采取了一系列措施，包括炉型设计、操作制度及各种表面强化与防护。

在炉型及操作制度既定的前提下，金属受热面的耐磨强化与保护, 是延长其工作寿命的主导方向。

迄今为止，在已被试用和开发的炉管强化和防护对策中，先后出现过预熔敷层、加装保护套、导向片、耐磨瓦、耐磨涂料、喷焊及堆焊等方法。

实践表明，尽管上述方法都在某种程度上起到一定作用，但在耐磨成效、传热和运转要求方面，尚有严重不足和弊端。

无疑，在诸多方法中，热喷涂技术是提供耐磨涂层最有效的一种，它已在国外取得良好成效并继续飞速发展中。

国内开展这项工作，已有多年历程，并逐步被电厂接纳与肯定。

热喷涂技术发展至今，已出现七八种工艺方法，但真正能用于电厂锅炉生产现场中，只有二三种。

出于经济方面的考量，电弧喷涂拥有相对优势，这也是我国大多采用此法的缘由。

就喷涂技术而言，涂层的耐磨性能，主要取决于喷涂方法及喷涂材料，当喷涂方法确定为电弧喷涂之后，喷涂材料的选择最为关键。

、热喷涂技术描述热喷涂技术整整有一百年的发展历史。

它是利用电能、燃烧能或其他形式的热源，将喷涂材料熔化或加热至塑性状态，在某种装置中获取一定速度，以熔滴或塑态颗粒状态，被喷射到工件表面，形成不同功能的涂层。

喷涂材料有粉末、丝(线)材、棒材或带材等不同几何形态，材质可以是金属、非金属、陶瓷、金属陶瓷、玻璃或塑料等。

依据热源形式的不同，热喷涂技术大体可分为火焰喷涂、电弧喷涂、爆炸喷涂、等离子喷涂、超音速火焰喷涂(HVOF)及冷喷涂。

各种喷涂方法所提供的火焰温度、颗粒(熔滴)的飞行速度及其所形成涂层的有关物理性能见表1。

由表1可看到，HVOF可获得最高的结合强度和最低的孔隙率，这对涂层的抗磨性能至为关键。

热喷涂技术之所以能在电厂锅炉耐磨抗蚀方面取得成功应用，主要有下列缘由：(1) 热喷涂工艺方法较多，能提供不同工艺条件，适应于多种材料形成涂层。

施工方案1、超音速电弧喷涂1.1 热喷涂材料及工艺：选用铬镍钛金属合金丝对炉内受热面进行超音速电弧喷涂。

1.2 施工涂层参数要求涂层结合强度：≥65Mpa涂层厚度： 0.6―0.8mm涂层硬度：≥HRC55涂层孔隙率：≤1%基体温度：≤100℃抗高温氧化性： 6.3mg/cm2(750℃氧化250小时)热膨胀系数： 12.5×10-6涂层工作温度计:≥950℃涂层成分：Gr(15-17%),B(4-5%),硬质陶瓷等1.3 金属合金丝材说明超音速电弧喷涂采用耐磨损和抗高温氧化腐蚀性能优异的金属合金丝材KM99BC，其中所含的Ni元素具有良好的延展性，使涂层与锅炉管有着几乎相同的热膨胀系数，避免了由于热应力引起的涂层开裂和剥落；Cr3C2是一种优良的金属陶瓷，在高温下化学性能稳定，硬度高、耐腐蚀性好，且具有一定的拒高温熔融玻璃体附着性能即抗结焦性能；TiB2防磨性优异，材料中还佐有Ti微量等元素，帮助进一步改进涂层性能，提高耐高温氧化、抗热腐蚀等方面性能；所含自融性介质，较一般合金更易雾化，参与制作的涂层细腻，孔隙率低。

喷涂完后由于涂层中还含有残留的部分自融性材料，涂层运行一段时间后，由于受热面与基材间形成了一种亚冶金结合结构，从而结合强度更高，特别耐磨耐腐。

该金属合金材料热喷涂系数与锅炉钢系数相近，故在冷热交变的工况下，不会起皮、开裂，结合牢固；其热导率与锅炉钢材料热导率相近，因此不会影响传热效果。

丝材主要化学成分：KM99BC1.4 高温耐磨防腐专用封孔剂说明高温耐磨防腐专用封孔剂细采用超硬新材料，合成新工艺，以及粒子的配级等技术精心加工、配置而成，在常温下可加速固化，高温下形成坚硬的陶瓷体。

其高温耐磨性好，导热系数大，抗蚀性强，与金属表面粘接具有极强的吸附性和热震稳定性，不脱落、不出现裂纹等特点。

用其对金属热喷涂涂层表面进行封孔，能有效渗透、浸湿涂层孔隙，并在高温下逐渐陶瓷化，使整个涂层更致密，阻止介质中的有害成分通过微小的涂层隙进入涂层内部，能获得有效封闭毛细孔的效果。