張明洋
內(nèi)蒙古京寧熱電有限責(zé)任公司
熱噴涂技術(shù)在我國(guó)火力電廠鍋爐防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用
張明洋
內(nèi)蒙古京寧熱電有限責(zé)任公司
熱噴涂技術(shù)在我國(guó)火力電廠鍋爐防護(hù)領(lǐng)域有著非常廣泛應(yīng)用,這一技術(shù)應(yīng)用對(duì)提升火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行安全、穩(wěn)定有著積極影響。科研工作人員需要不斷加強(qiáng)研究力度,在實(shí)踐中對(duì)技術(shù)進(jìn)行改良和創(chuàng)新,從而使得熱噴涂技術(shù)可以更為良好的應(yīng)用于火力電廠鍋爐防護(hù)領(lǐng)域中去,為我國(guó)火力電廠安全運(yùn)行提供技術(shù)保障。
熱噴涂技術(shù);火力電廠;鍋爐;防護(hù)領(lǐng)域
鍋爐可以概括性的分為兩部分,也就是鍋爐主要部件和輔助裝置。本文以大型自然循環(huán)高壓鍋爐設(shè)備為例,對(duì)鍋爐結(jié)構(gòu)中的主要構(gòu)件和輔助裝置進(jìn)行介紹。主要部件包括了:爐膛、燃燒設(shè)備、爐墻構(gòu)架等等。其中爐膛的主要作用是保證燃燒物質(zhì)可以充分燃燒,對(duì)出口煙氣溫度進(jìn)行有效控制,避免出口煙氣溫度過(guò)熱導(dǎo)致對(duì)流受熱面正常工作受到影響。燃燒設(shè)備的作用在于將燃料與燃料燃燒需求的空氣送入到爐膛內(nèi)部,并且使得爐膛燃燒穩(wěn)定,產(chǎn)生大量的熱能。爐墻構(gòu)架可以說(shuō)是鍋爐設(shè)備的保護(hù)措施,可以起到良好的密封保溫作用,對(duì)鍋爐設(shè)備眾多構(gòu)件進(jìn)行固定和支撐,避免鍋爐構(gòu)件相對(duì)位置發(fā)生偏離。輔助裝置包括:磨煤裝置、送風(fēng)裝置、自動(dòng)控制裝置等等。磨煤裝置是將煤炭磨成粉狀,將煤粉送入到鍋爐內(nèi)進(jìn)行燃燒。送風(fēng)裝置是通過(guò)送風(fēng)機(jī)將空氣引入到預(yù)熱器中進(jìn)行加熱處理,然后將加熱處理后的空氣輸入到爐膛和磨煤裝置中。自動(dòng)控制裝置是輔助裝置中的核心裝置,可以對(duì)鍋爐設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行檢測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)鍋爐設(shè)備運(yùn)行中存在的不良問(wèn)題,自動(dòng)化的對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行調(diào)整或者發(fā)出警報(bào)。
鍋爐設(shè)備是火力發(fā)電廠中的重要設(shè)備,設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中不僅會(huì)受到高溫火焰與煙氣的沖刷,同時(shí)還需要承受比大氣壓力高的介質(zhì)壓力。鍋爐設(shè)備運(yùn)行安全與活力發(fā)電廠整體運(yùn)行安全有著非常緊密聯(lián)系?;盍Πl(fā)電廠需要注重鍋爐設(shè)備的保養(yǎng)和維護(hù),使得鍋爐設(shè)備可以長(zhǎng)期處于健康運(yùn)行狀態(tài)中,降低不良安全事故發(fā)生概率。較為常見(jiàn)的鍋爐事故包括以下幾種:缺水、滿水事故、鍋爐受熱面存在裂縫、爐墻構(gòu)架出現(xiàn)坍塌情況等。
我國(guó)火力發(fā)電廠鍋爐設(shè)備主要是以燃燒煤炭資源為主。在環(huán)境污染嚴(yán)重、煤炭資源短缺背景的影響下,世界各國(guó)都開(kāi)始注重新能源的開(kāi)發(fā),利用綠色、清潔能源進(jìn)行發(fā)電,但是專業(yè)人員預(yù)計(jì)在2050年之前,煤炭燃燒生產(chǎn)的電力能源在我國(guó)電力能源總生產(chǎn)量中所占有的比重仍會(huì)在百分之五十以上。動(dòng)力用煤質(zhì)量較低,煤炭中含灰量和含硫量都較高,煤炭燃燒過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致鍋爐受熱面積灰、磨損情況嚴(yán)重。對(duì)以往火力發(fā)電廠安全事故案例進(jìn)行分析,其中很多安全事故都是由鍋爐設(shè)備所導(dǎo)致的,特別是“四管破裂”事故,這一情況占據(jù)著鍋爐全部事故的百分之六十以上。
熱噴涂技術(shù)在火力燃煤電廠防護(hù)領(lǐng)域中有著非常廣泛應(yīng)用,熱噴涂技術(shù)就是應(yīng)用熱源對(duì)噴涂材料進(jìn)行加熱,使得噴涂材料融化或軟化。利用熱源自身具有的動(dòng)力對(duì)氣流進(jìn)行壓縮,或者是應(yīng)用外加設(shè)備對(duì)氣流進(jìn)行壓縮,對(duì)熔滴霧化或者使得熔粒轉(zhuǎn)變成噴射的粒束,將噴涂材料以一定速度噴射到基體表面形成噴涂層的技術(shù)手段。在噴涂過(guò)程中或者涂層建設(shè)完成后,對(duì)金屬材質(zhì)的基體或者對(duì)形成涂層進(jìn)行加熱,使得涂層可以金屬材質(zhì)基體表面形成熔融,與金屬材質(zhì)基體才生擴(kuò)展情況,最終形成一種與基材冶金集合的噴焊層,這也是熱噴涂技術(shù)中較為典型的一種方法,也被很多人稱之為熱噴焊。
電弧噴涂技術(shù)是將兩根被噴涂的材料作為自耗電極,噴涂絲材短接處理引燃電弧后,只要噴涂絲材可以連續(xù)不間斷的送進(jìn),不斷補(bǔ)充融化并且由經(jīng)過(guò)壓縮氣候送向弓箭,從而完成電弧燃燒噴涂工程。電弧噴涂技術(shù)與其它熱噴涂技術(shù)類型進(jìn)行綜合比對(duì),設(shè)備操作簡(jiǎn)單而且噴涂工作開(kāi)展成本投入較低、噴涂效率較為可觀,對(duì)噴涂操作人員綜合素質(zhì)并沒(méi)有較高的要求。
現(xiàn)階段,火電廠鍋爐“四管”的防護(hù)材料主要兩種類型,分別為合金絲材與粉芯絲材。鎳鉻型材料是合金絲材的典型代表,特別是由北京有色金屬研究總院研發(fā)的鎳鉻基合金絲材在國(guó)內(nèi)應(yīng)用非常廣泛。這種材料中鉻含量較高,使得由合金絲材制作的涂層在高溫環(huán)境的影響下可以產(chǎn)生選擇性的氧化反應(yīng),從而在涂層表面形成非常致密的Cr2O3保護(hù)層,加強(qiáng)了噴涂基體的保護(hù)力度,避免噴涂基體在外界腐蝕介質(zhì)的影響下發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞。而且根據(jù)科研試驗(yàn)了解到,這種噴涂材料還具備著非常良好的抗硫化物腐蝕性能,在高硫含量煤炭燃燒鍋爐構(gòu)件中非常適用。
粉芯絲材的誕生是實(shí)芯合金絲材的巨大創(chuàng)新,使得以往部分材料不能通過(guò)傳統(tǒng)塑性加工方式加工成絲材的問(wèn)題得到了有效改善?,F(xiàn)階段,鍋爐防護(hù)領(lǐng)域中應(yīng)用的粉芯絲材,大多都是應(yīng)用低碳鋼材或者是不銹鋼鋼材作為外皮材質(zhì),將金屬陶瓷燈眾多硬質(zhì)耐磨粉末作為填充材料,同時(shí)還會(huì)添加有助于提升其結(jié)合強(qiáng)度的元素。粉芯絲材制作的涂層耐磨性非常良好,在耐沖刷涂層制作中這種涂層材料非常適合應(yīng)用。在燃煤電廠循環(huán)流化床鍋爐受熱面管道、風(fēng)機(jī)等鍋爐結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐磨處理中應(yīng)用廣泛。
超音速火焰噴涂技術(shù)是使助燃?xì)怏w與燃燒氣體在燃燒室內(nèi)燃燒產(chǎn)生高壓火焰,再經(jīng)特制的噴嘴射出高速焰流,從而將送入其中的粉體材料加熱、加速噴射到基體表面形成涂層的方法??墒褂帽?、丙烯、氫氣和乙炔等作為燃?xì)?,也可使用柴油或煤油等液體燃料。采用超音速噴涂工藝制備的涂層非常致密,結(jié)合強(qiáng)度高(可達(dá)到70MPa以上),具有極低的孔隙率(1%~3%右)。
熱噴涂技術(shù)在我國(guó)火電廠鍋爐防護(hù)領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛,使得鍋爐設(shè)備眾多結(jié)構(gòu)構(gòu)件得到了有效保護(hù)。我國(guó)火電廠鍋爐防護(hù)處理中需要合理選擇、正確應(yīng)用熱噴涂技術(shù),將技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)良好呈現(xiàn)出來(lái),從而保證鍋爐設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。
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