熱噴涂技術(shù)在我國火力電廠鍋爐防護(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

1 鍋爐的構(gòu)成、運(yùn)行事故及原因

1.1 鍋爐構(gòu)成分析

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，及時(shí)發(fā)現(xiàn)鍋爐設(shè)備運(yùn)行中存在的不良問題，自動(dòng)化的對(duì)故障問題進(jìn)行調(diào)整或者發(fā)出警報(bào)。

1.2 鍋爐運(yùn)行事故

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。活力發(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。

1.3 鍋爐設(shè)備運(yùn)行事故發(fā)生原因分析

我國火力發(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，世界各國都開始注重新能源的開發(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。

2 熱噴涂技術(shù)在燃煤電廠鍋爐防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用

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。

2.1 電弧噴涂技術(shù)

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)備操作簡單而且噴涂工作開展成本投入較低、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傳統(tǒng)塑性加工方式加工成絲材的問題得到了有效改善。現(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。

2.2 超音速火焰噴涂技術(shù)

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。可使用丙烷、丙烯、氫氣和乙炔等作為燃?xì)猓部墒褂貌裼突蛎河偷纫后w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）。

3 結(jié)語

熱噴涂技術(shù)在我國火電廠鍋爐防護(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)勢良好呈現(xiàn)出來，從而保證鍋爐設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]于亞麗.表面防護(hù)技術(shù)在燃煤鍋爐表面防護(hù)中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù),2015(1).

[2]王海波,王方,毛富杰,王澤軍.電站鍋爐集箱裂紋失效分析[J].石油化工設(shè)備,2013(2).