免费一级大片儿,国产午夜伦伦伦午夜伦,日本精品视频在线,免费观**视频

循環(huán)硫化床鍋爐防磨噴涂技術(shù)方案

連云港市華能電力輔機(jī)有限公司    2014-05-03 11:04:29    文字：【大】【中】【小】

一、前言

針對(duì)目前國(guó)內(nèi)已投運(yùn)的循環(huán)流化鍋爐出現(xiàn)的燃燒室受熱面嚴(yán)重磨損問(wèn)題，并結(jié)合國(guó)內(nèi)一些循環(huán)硫化床鍋爐用戶解決燃燒室受熱面磨損的技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐例證，****有限公司熱電廠決定將對(duì)循環(huán)硫化床鍋爐水冷壁燃燒室易磨損受熱面區(qū)域進(jìn)行超音速電弧噴涂，以增加易磨損受熱面區(qū)域的使用壽命，達(dá)到能較好長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行目的。

二、施工部位

噴涂區(qū)域：

1 密相區(qū)（標(biāo)高12900mm）往上2米高度，包括前墻、后墻、左墻、右墻水冷壁管屏；

2 雙面水冷壁（從標(biāo)高12900mm開(kāi)始）2米高度，雙面噴涂；

3 爐膛4個(gè)角各6根管子。其中前墻的兩側(cè)角噴涂高度：從標(biāo)高14900mm到標(biāo)高41667.4mm，高度為26717.4mm即26.7174m；后墻的兩側(cè)角噴涂高度：從標(biāo)高14900mm到標(biāo)高30950mm，高度為16000mm。

4 爐膛出口下部1米高度的后墻水冷壁第Ⅰ屏和第Ⅱ屏，共53根管子。即從標(biāo)高29950mm至30950mm，高度為1000mm。

5 爐膛兩個(gè)出口之間的側(cè)面各噴涂3根管子，噴涂高度從標(biāo)高29950mm到42218mm，高度為12268mm。

6 兩側(cè)墻上部打澆注料的部位的下方各噴涂1米高度，寬度為34根管子，噴涂高度從標(biāo)高29950mm到30950mm，高度為1000mm。

7 兩側(cè)墻上部打澆注料部位的側(cè)面（左側(cè)墻的左側(cè)、右側(cè)墻的右側(cè)）各噴涂3根管子，噴涂高度從標(biāo)高29950mm到42141mm，凈高12191mm。

每臺(tái)爐約250㎡，兩臺(tái)爐共500㎡左右。按實(shí)際施工面積計(jì)算。

三、循環(huán)硫化床燃燒室受熱面的磨損機(jī)理

循環(huán)硫化床燃燒技術(shù)是近二十年迅速發(fā)展起來(lái)的一種潔凈煤燃燒技術(shù)。循環(huán)硫化床鍋爐具有煤種適應(yīng)性強(qiáng)、燃燒效率高、污染物排放低和負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好等優(yōu)點(diǎn)。由于爐內(nèi)有大量的床料及循環(huán)物料，煤在流化狀態(tài)下低溫循環(huán)燃燒，通過(guò)添加適量的石灰石和分級(jí)燃燒、分級(jí)送風(fēng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硫和抑制氮氧化物生成量。但是，由于煙氣中含有大量的飛灰顆粒，這些灰粒高速?zèng)_刷水冷壁管、對(duì)流受熱面等部位，使其壁面受到劇烈磨損，發(fā)生局部的嚴(yán)重破壞，甚至導(dǎo)致停爐事故。我們知道，從爐底布風(fēng)裝置出來(lái)的一次風(fēng)氣流必須具有足夠的速度、強(qiáng)度和剛度，在支撐固體顆粒的同時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的擾動(dòng)。連云港華能運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，當(dāng)床料密度在8～10kg/m³時(shí)，床內(nèi)顆粒就會(huì)聚集成大粒子團(tuán)，團(tuán)聚后的粒子團(tuán)由于重量增加，體積加大，以較大的相對(duì)速度沉降并具有邊壁效應(yīng)，使硫化床中氣～固兩相流動(dòng)形成近壁處很濃的粒子團(tuán)斜下切向運(yùn)動(dòng)，下降到爐壁回旋上升，顆粒彼此之間以及與爐壁之間進(jìn)行頻繁的撞擊和磨擦，使?fàn)t壁產(chǎn)生嚴(yán)重磨損。通常認(rèn)為，循環(huán)硫化床鍋爐的磨損主要與固體物料濃度、煙氣速度、燃料特性、運(yùn)行調(diào)整、循環(huán)倍率和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等因素有關(guān)。

燃燒室受熱面水冷壁的磨損機(jī)理

水冷壁的磨損是CFB鍋爐中與材料有關(guān)的最嚴(yán)重的問(wèn)題之一。在CFB鍋爐爐膛內(nèi)，典型的流體動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)為環(huán)～核結(jié)構(gòu)。在內(nèi)部核心區(qū)，顆粒團(tuán)向上運(yùn)動(dòng)；而在外部環(huán)狀區(qū)，固體顆粒沿爐膛水冷壁向下回流。環(huán)狀區(qū)的厚度從床底部到頂部逐漸減薄。固體物料沿水冷壁的向下回流是水冷壁產(chǎn)生磨損的主要原因。水冷壁的嚴(yán)重磨損與回流物料量的大小和方向突然改變有密切關(guān)系。通常方向突變的部位有：

(1)水冷壁衛(wèi)燃帶轉(zhuǎn)折處。

(2)膜式水冷壁管對(duì)接和表面缺陷焊接不良，有毛刺、突起等。

(3)水冷壁其它地方有凸起的部位。

因此爐內(nèi)水冷壁的磨損主要可分為以下兩種情形：衛(wèi)燃帶與水冷壁管轉(zhuǎn)折區(qū)管壁的磨損、爐膛四角和一般水冷壁管壁區(qū)域的磨損。

3.1爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁轉(zhuǎn)折區(qū)域的管壁磨損

爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁轉(zhuǎn)折區(qū)域磨損的機(jī)理有以下幾個(gè)方面:

一是在該區(qū)域內(nèi)壁沿壁面下流的固體物料與爐內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)的固體物料運(yùn)行方向相反，因而在局部產(chǎn)生渦漩流。

二是由于沿壁面下流的固體物料在交界區(qū)域產(chǎn)生流動(dòng)方向的改變，因而對(duì)水冷壁產(chǎn)生磨損。水冷壁與衛(wèi)燃帶交界區(qū)域內(nèi)水冷壁管壁的磨損并不是在爐膛四周均勻發(fā)生，而是與爐內(nèi)物料總體流動(dòng)形式有關(guān)。

一般情況下電廠采用在水冷壁上加焊鰭片來(lái)破壞向下流動(dòng)的固體料流，從而達(dá)到防磨目的。實(shí)踐證明，效果不是很理想，原因就是在鰭片與水冷壁的交界處固體物料流動(dòng)方向改變產(chǎn)生新的磨損點(diǎn)。

3.2爐膛四角和一般水冷壁區(qū)域的磨損

在許多已運(yùn)行的CFB鍋爐中，發(fā)現(xiàn)爐膛四角區(qū)域和一般水冷壁磨損問(wèn)題相當(dāng)嚴(yán)重，因之停爐的比例很高。磨損部位不僅只在衛(wèi)燃帶以上兩米以內(nèi)，而且還出現(xiàn)在更高位置。其特點(diǎn)是磨損位置不固定，究其原因主要有以下幾點(diǎn)：

3.2.1角落區(qū)域內(nèi)沿壁面下流的固體物料濃度較高，同時(shí)流動(dòng)狀態(tài)易受到改變。

3.2.2匯集在四角區(qū)域的顆粒比在一側(cè)水冷壁邊的顆粒對(duì)金屬表面碰撞造成沖擊磨損的機(jī)會(huì)大。

3.2.3由于流化不良或局部射流所引起的磨損。風(fēng)帽因磨損損壞后，在密相區(qū)就產(chǎn)生局部高速射流，射流卷吸的床料顆粒便對(duì)較高位置的水冷壁受熱面形成直接沖刷而導(dǎo)致磨損。

四、超音速電弧噴涂的基本原理和技術(shù)特點(diǎn)

連云港華能超音速電弧噴涂的基本原理是燃燒于絲材端部的電弧將均勻送進(jìn)的絲材熔化，經(jīng)過(guò)特制拉伐爾噴嘴加速后的超音速氣流將熔化的絲材霧化為粒度細(xì)小均勻的粒子，噴向工件表面形成機(jī)械錨固的緊密結(jié)合涂層。因具有以下工藝特點(diǎn)而特別適用于鍋爐管壁的保護(hù)噴涂。

⑴粒子飛行速度高，與基體結(jié)合好。

⑵沉積效率高，涂層組織致密。

⑶電弧穩(wěn)定性高。

⑷噴涂基體不存在熱變形。

⑸一次噴涂涂層被磨蝕掉后可以二次進(jìn)行噴涂。

五、超音速電弧噴涂的基本參數(shù)

粒子速度≥470m/s

涂層孔隙率≤0.9%

基體溫度≤80℃

六、噴涂涂層的要求及噴涂材料的選擇

6.1對(duì)噴涂涂層性能的要求

CFB鍋爐的磨損機(jī)理決定涂層應(yīng)該具有以下性能：

6.1.1具有高耐磨性

6.1.2具良好的延展性

6.1.3應(yīng)該具有一定耐腐蝕性

6.2材料選擇

熱噴涂技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，應(yīng)用超音速電弧噴涂方式噴涂一層耐磨涂層，都可以達(dá)到工件的防耐要求，由于各種噴涂方式的工藝性限制，超音速電弧噴涂粉芯材料是最佳的解決方法。根據(jù)CFB鍋爐的磨損機(jī)理，為此我公司采用超音速電弧噴涂TS70HRC超硬耐磨噴涂絲材的耐磨涂層進(jìn)行施工，經(jīng)各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)測(cè)試，該材料各項(xiàng)防磨指標(biāo)均高于國(guó)內(nèi)同類(lèi)噴涂絲材，完全能滿足CFB鍋爐防磨技術(shù)的要求。

6.3涂層成分

TS70HRC超硬耐磨噴涂絲材材成分:采用Cr(25～30%),Ni(10～15%)B(5～6%),為納米陶瓷硬質(zhì)相團(tuán)聚粉芯絲材。

6.4涂層性能

現(xiàn)對(duì)我公司選用的TS70HRC超硬耐磨噴涂絲材(NiCrB-Cr₃C₂)采用超音速電弧噴涂所制備的涂層作出以下描述：

6.4.1具體微觀結(jié)構(gòu)為

Cr₃C₂及其在噴涂過(guò)程生成物的混合相作為硬質(zhì)點(diǎn)，相當(dāng)于涂層結(jié)構(gòu)中的骨架；NiCrB具有良好的延展性及耐腐蝕性，作為硬質(zhì)點(diǎn)的載體。硬質(zhì)點(diǎn)鑲嵌在載體中，在載體中均勻分布。

6.4.2耐磨性要求

Cr₃C₂及其在噴涂過(guò)程生成物的混合相作為硬質(zhì)點(diǎn)，成為涂層結(jié)構(gòu)中的骨架，受到?jīng)_蝕質(zhì)點(diǎn)沖擊。眾所周知鉻的碳化物具有相當(dāng)高的硬度，完全能夠滿足耐磨性的要求。

6.4.3延展性要求

鉻的碳化物具有相當(dāng)高的硬度，但熱脹系數(shù)與基體相差很大，這就要求載體應(yīng)具有良好的延展性，也就是具有與基體相近的熱脹系數(shù)。NiCrB作為載體加上打底層（NiAl）的過(guò)渡保證了整個(gè)涂層的延展性，在溫度不斷變化過(guò)程中不開(kāi)裂。

6.4.4耐腐蝕要求

涂層在煙氣中具有腐蝕性介質(zhì)的條件下工作，NiCrB具有良好的抗腐蝕性，保證不會(huì)因?yàn)檩d體的腐蝕而造成硬質(zhì)點(diǎn)的失效脫落，從而直接影響涂層的耐磨性能。

七、超音速電弧噴涂設(shè)備與技術(shù)說(shuō)明

Hn500型超音速電弧噴涂設(shè)備由電源箱、送絲機(jī)構(gòu)系統(tǒng)噴槍、空氣壓縮機(jī)等設(shè)備組成，該技術(shù)是連云港華能公司通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)開(kāi)發(fā)的熱噴涂新技術(shù)，被美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家列為二十一世紀(jì)表面工程關(guān)鍵技術(shù)。華能該噴涂技術(shù)采用兩根金屬絲材同時(shí)送進(jìn)電弧噴槍產(chǎn)生電弧熔化，經(jīng)拉伐爾噴嘴加速后的超音速氣流將噴涂材料霧化為粒度細(xì)小、分布均勻的粒子，噴向工件形成涂層。熔化粒子與基材主要以機(jī)械、物理和冶金等方式結(jié)合，其結(jié)合強(qiáng)度可達(dá)63.5MPa以上。與普通電弧噴涂和火焰噴涂相比，超音速電弧噴涂具有更高的粒子飛行速度、更強(qiáng)的結(jié)合強(qiáng)度、更低的孔隙率、涂層均勻度高、致密性好，且噴涂粒子到達(dá)工件表面時(shí)溫度不到80℃，工件不會(huì)變形，可獲得高質(zhì)量的涂層。

八、噴砂設(shè)備與技術(shù)說(shuō)明

8.1噴砂對(duì)基體表面的作用

8.1.1清潔表面：去除被噴表面的各種污染物，特別是油脂、污垢、氧化皮、銹、腐蝕物。工作面清潔度達(dá)到GB8923-88《涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等級(jí)》中規(guī)定的Sa3.0級(jí)。

8.1.2表面噴砂：熱噴涂涂層與基體的結(jié)合以機(jī)械結(jié)合為主，這就要求基體前處理不僅要除油除銹，還要粗化表面，使用面具有一定的粗糙度。表面粗糙度達(dá)到GB11373-89《熱噴涂金屬件表面預(yù)處理通則》中規(guī)定的Rz60～90μm，對(duì)管壁厚度不會(huì)造成任何損傷。

噴砂處理的目的：

a)增大噴涂層與基體的接觸面積，提高結(jié)合面的粘合吸附力。

b)增加涂層材料與基體表面的相互嵌合、咬合，起到“錨鉤”作用，以加強(qiáng)涂層與基體的附著力。

8.2活化表面

噴砂給噴涂提供了活性表面能力：如晶格缺陷、塑性變形，產(chǎn)生一定的應(yīng)力狀態(tài)，以利于增加噴涂粒子與基體表面附著力，提高噴涂顆粒與基體的微冶金結(jié)合能力?；罨Ч治鋈缦拢?/strong>

8.2.1噴砂使工件表面在經(jīng)過(guò)砂粒的反復(fù)打擊后形成一定的殘余壓應(yīng)力，盡管該應(yīng)力數(shù)值極小，但對(duì)于松馳工件在噴涂過(guò)程中涂層熱應(yīng)力，對(duì)提高涂層的結(jié)合強(qiáng)度有利，同時(shí)也可以提高工件的疲勞強(qiáng)度。

8.2.2噴涂可除去工件表面上的有機(jī)污染物和氧化層，并能增大金屬表面晶粒的塑性變形和造成晶格缺陷，使基體表面處于容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的狀態(tài)，有助于噴涂顆粒與基體表面間的物理化學(xué)結(jié)合強(qiáng)度。

8.2.3噴砂說(shuō)明：噴砂只是噴除表面的污雜物，其噴除管壁厚度≤15μm，此厚度最薄，對(duì)整個(gè)管壁厚度不會(huì)產(chǎn)生影響，其次噴砂作業(yè)不會(huì)產(chǎn)生對(duì)管壁的拉裂和吹損，噴砂作業(yè)是均勻進(jìn)行的，整個(gè)表面的厚度減損是一致的，綜上所述噴砂作業(yè)只是對(duì)爐管達(dá)到干燥、清潔、活化表面，提高涂層結(jié)合強(qiáng)度一種最行之有效方法，不會(huì)損傷管壁厚度。

所以工件噴涂前進(jìn)行噴砂處理是極為必要的。而且噴砂后的工件應(yīng)盡快進(jìn)行噴涂，時(shí)間越短表面活化效果越好，涂層質(zhì)量越高。

九、噴涂涂層的基本參數(shù)

涂層結(jié)合強(qiáng)度≥55Mpa

涂 層 厚 度≥0.6～0.8mm

涂 層 硬 度≥65HRC

涂層孔隙率≤0.9%

基 體 溫 度≤80℃

抗高溫氧化性：6.35mg/cm²(750℃氧化250小時(shí))

熱膨脹系數(shù)：12.5×10^-6

傳 熱 系 數(shù)：34～38w/m.k