CFB锅炉喷涂方案(有图片)

CFB锅炉喷涂方案(有图片)

循环流化床锅炉水冷壁防磨喷涂工程

循环流化床锅炉由于炉型结构和设计参数等特点，投产运行后水冷壁等受热面部位运行工况条件极为恶劣，长期遭受高速高温高含尘烟气的不均匀冲刷、磨损和腐蚀，极易被严重磨蚀减薄，极易造成泄漏和爆管事故。为确保锅炉安全、稳定、经济运行，采取防护措施是十分必要的。根据全国各地电厂的防护情况，针对CFB锅炉运行的具体情况、工艺参数及失效机理，结合我公司长期从事该行业的实际施工经验，经我公司工程技术人员认真分析，对该部位的防护方案进行了技术设计，采用本技术进行防护能获得很好的效果，设备的使用寿命可大大延长。

一、失效分析

管壁的磨损是与气流中固体物料浓度、烟气速度、颗粒的特性硬度和流道几何形状等密切相关，据有关研究资料表明，冲刷磨损量大约与气流速度的3.6次方成正比。而在CFB锅炉中，固体物料的浓度巨大，通常可达煤粉炉的几十倍到上百倍，并且烟气流速大，颗粒硬且棱角尖锐，因而在高速烟气的带动下，对CFB 锅炉水冷壁等受热面部位的冲刷磨损极为严重；尤其在护墙顶部水冷壁部位，由于位处密相区边缘区，不但受到严重的高速高浓度含床料、燃料气流的强烈冲刷、磨损，而且存在严重的涡流效应、切割效应和离心作用。涡流效应在炉膛四角部位，由于该处形成边壁流，物料汇集此处较多，由于固体颗粒的惯性作用，局部磨损作用尤为明显，而切割效应体现在护墙根部水冷壁处，其原因是由于防护墙的顶部提供了一个平台，当焦渣以较高的速度下降到该平台时产生反弹，其中往水冷壁管侧反弹部分，对水冷壁管就产生了严重的切割效应，离心作用是炉膛烟气出口由于气流的拐向，存在巨大的离心作用，对水冷壁管产生严重的磨损。

其次还易受到高温氧化和硫酸盐及硫、硫化物的热腐蚀。水冷壁管具备了高温氧化和高温腐蚀条件，其烟气温度高，且是富氧燃烧，实践证明，在300℃以上，管外表温度每升高50℃，腐蚀速度增加1倍。锅炉在运行过程中受热面管表面首先发生高温氧化，表面生成Fe2O3，其次燃料灰中的Na2O和K2O与烟气中的SO3化合生成硫酸盐，其捕捉飞灰形成结渣和流渣，此时烟气中SO3与M2SO4同管壁上的Fe2O3反应生成复

合硫酸盐MFe（SO

4）

2

或M

3

Fe（SO

4

）

3

，此复合硫酸盐受高温又分解为疏松状氧化铁和

硫酸盐沉积层，易被飞灰气流冲蚀带走，氧化腐蚀继续向管壁纵深进行；另外燃料中硫份，经燃烧生成的S和H

2

S也对管壁会产生强烈的腐蚀，与Fe反应生成FeS。

结合强度：≥55MPa

硬度：HRC65

抗高温氧化性：+12.16mg/cm2（750℃氧化250h）

孔隙率：≤0.9%

喷涂时基体温度：≤100℃

工件变形性：不变形，不改变母材表面金相组织及理化性能

2、高温耐磨防腐专用封孔层

工作温度：≤1000℃

结合强度：≥6MPa

厚度：0.05-0.1mm左右

四、HDS-88A金属合金丝材说明

超音速电弧喷涂采用硬度特别高、耐磨损和抗高温

氧化腐蚀性能优异的HDS-金属陶瓷丝材，其主要成

份包括Ni、Cr、Cr3C2及Ti等微量元素，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、耐磨性好，且具有一定的拒高温融熔玻璃体附着性能即抗结焦性能；材料中还佐有Ti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，是所有金属陶瓷中应用于制作高温涂层的最佳选择。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，由于受热而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。该金属合金陶瓷材料热膨胀系数与锅炉钢系数相近，故在冷热交变的工况下，不会出现起皮、开裂等现象，结合牢固；其热导率与锅炉钢材料热导率相近，且厚度不超过1.0mm左右，因此不会影响传热效果。

五、KM型高温耐磨抗蚀专用封孔剂说明

KM型高温耐磨抗蚀专用封孔剂系采用超硬新材料，合成新工艺，以及粒子的配级等技术精心加工、配制而成，在常温下可快速固化，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，与金属表面粘结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份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。

六、喷砂设备与技术说明

1、设备说明

沙贝珂PCS控制系统喷砂设备其PCS遥控

系统气动型控制系统，由RCM控制器（喷嘴处）、

RIV进气阀、ROV排气阀、OF过滤器、控制气

管和接头等组成，并配有贮沙罐等。在非工作状

态时，RCM控制器手柄被弹簧顶起，RIV进气

阀旋塞打开。工作时，压下RCM手柄，控制气

流经另一根控制气管到达RIV进气阀和ROV排

报导阀顶部，使进气阀打开，排气阀关闭，磨料

桶内压力升高，喷丸作业开始。

2、喷砂对基体表面的作用

①净化表面：去除被喷表面的各种污杂物，特别是油脂、污垢、氧化皮、铁锈、油漆涂层等，表面显示均匀的金属光泽，以利于熔融粉末与基体表面的粘合吸附（分子的溶解和扩散）。工作面清洁度达到GB8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》中规定的Sa3.0级。

②粗化表面：热喷涂涂层与基体的结合以机械结合为主，这就要求基体前处理不仅要除油除锈，还要粗化表面，使用面具有一定的粗糙度。表面粗糙度达到GB11373-89《热喷涂金属预处理通则》中规定的R Z50—90μm。

粗化处理的目的

a增大喷涂层与基体的接触面积，提高结合面的粘合吸附力。

b增加涂层材料与基体表面的填塞嵌合，锚合咬合作用，以加强涂层与基体的附着力。

③活化表面

喷砂使被喷涂表面形成活化能力：如晶格缺陷、塑性变形，产生一定的应力状态，以利于增加喷涂粒子与基体表面化吸附力，提高喷涂颗粒与基体的冶金结合能力。活化效果分析如下：

a喷砂使工件表面在经过砂粒的反复打击后形成一定的残余压应力，尽管该应力数值极小，但对于松驰工件在喷涂过程中涂层热应力，对提高涂层的结合强度有利，同时也可以提高工件的抗疲劳强度。

b喷砂可除去工件表面上的有机污杂物和氧化层，并能增大金属表面晶粒的塑性变形和造成晶格缺陷，使基体表面处于容易发生化学反应的状态，有助于喷涂颗粒与基体表面间的物理化学结合进行。