高温纳米陶瓷涂层在锅炉防结渣上的应用

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预防循环流化床锅炉结焦的措施

预防循环流化床锅炉结焦的措施摘要：循环流化床锅炉结焦不仅会影响锅炉的安全稳定运行，甚至会损坏设备。

在锅炉运行中，要认真做好结焦原因分析，调整好煤量、风量，严格控制床温及运行参数。

同时，做好日常维护，确保维护质量，从而有效避免流化床锅炉结焦。

关键词：循环流化床锅炉；结焦；预防；维护1锅炉结焦概述1.1锅炉结焦的原因锅炉内高温处熔化的灰接触到受热面后，粘附在锅炉的受热面上。

由于积灰的导热性能差，导致积灰外表面温度高于内表面温度。

锅炉积灰还会增加管壁面的粗糙程度，自然软化后会使更多的灰粘附在粗糙面上，灰渣外围的温度越高，覆盖的灰就越多，灰层也越来越厚。

当炉膛温度达到灰渣的熔点之后，灰渣会变成液体流到附近的受热面管上，如果长期不清理结焦，就会导致结渣的面积不断扩大。

1.2锅炉结焦的危害锅炉结焦会加大锅炉系统的热量损失，因为水冷壁结焦会导致蒸发量下降，炉膛出口的温度会上升，从而使排烟热损失增大，而蒸汽出口的温度也会上升，同时管壁的温度增大，使通风阻力加大，锅炉出力就会受到限制。

此外，锅炉在结焦后还会出现局部过热，导致锅炉爆管，影响锅炉的安全运行。

2循环流化床锅炉结焦原因分析2.1燃料的影响燃煤自身特性是结焦的主要影响因素之一，若燃用煤种的灰熔点偏低，发生结焦的概率会增高。

入炉煤的粒径分布超过设计范围，大颗粒占比严重超标，入炉后的大颗粒煤粒流化效果较差，主要沉积在密相区燃烧放热，由于细颗粒偏少，无法及时带走多余热量，导致密相区温度不断升高，容易形成高温结焦。

2.2运行参数的影响为了控制炉内NO的生成量，运行中总是追求低氧运行，如一次风量偏小或x低于临界流化风量，会造成料层流化不好而出现局部温度过高的情况。

一旦局部出现结焦就会粘结周围的颗粒而使结焦扩大。

料层差压是一个反映燃烧室料层厚度的参数，在锅炉运行中，料层厚度会直接影响锅炉的流化质量，如料层厚度过大，引起流化不好，造成炉膛结焦的概率就大。

2.3锅炉启停操作方面锅炉启动或压火过程中，很容易发生结焦情况。

微纳米耐高温红外涂料在供热锅炉中的应用

微纳⽶耐⾼温红外涂料在供热锅炉中的应⽤2019-10-19摘要：控制并制⽌烟尘和有害⽓体排放最重要环节是发源点，采⽤微纳⽶耐⾼温红外节能涂料技术恰好可以达到节能减排的⽬的，是⼀项极具现实意义的措施。

关键词：微纳⽶耐⾼温红外涂料节能减排1、引⾔我国是世界上少数以煤为主要能源的国家，现已成为世界煤炭第⼀⼤消费国，煤烟型污染相当严重，⼯业锅炉房已成为城市污染⼤⽓的最⼤根源，所以，制⽌和减少烟尘及有害⽓体排放已成为了世界范围改善环境、保护环境的重⼤课题。

随着全市供热事业突飞猛进的发展，以前供热站那种粗放型的经验管理模式已不适应现在形势的发展要求，所以我办⼀⽅⾯抓管理促节能降耗，⼀⽅⾯依靠科学技术提⾼各站节能减排⽔平。

经过我办对多项节能技术及产品的考察和对⽐，我们认为控制并制⽌烟尘和有害⽓体排放最重要环节是发源点，⽽对我办来讲，除对锅炉炉膛进⾏完善设计和正确控制燃烧外，尽量少烧煤是减少烟尘和有害⽓体排放的先决条件。

⽽采⽤微纳⽶耐⾼温红外节能涂料技术恰好可以达到节能减排的⽬的，是⼀项极具现实意义的措施。

2、采⽤依据（1）为提⾼锅炉的节能效果，改善环境空⽓质量，⼒求获得其建设项⽬最⼤的经济效益、社会效益和环境效益；（2）本着需要和可能相结合的原则，充分利⽤现有设施，尽量少改动，节省投资；（3）积极稳妥地采⽤新技术、新⼯艺；（4）处理⼯艺⼒求技术先进、成熟、可靠，经济合理、⾼效节能，运⾏管理⽅便简单，成本低。

依据以上原则，我办领导亲⾃带领技术⼈员考察节能技术及产品，组织相关⼈员进⾏可⾏性研究，安排专⼈负责此项⼯作，按照充分利⽤新技术、新材料、新设备、新⼯艺，提升我办整体技术⽔准最终选择了微纳⽶耐⾼温红外节能涂料在我办部分在⽤供热锅炉上进⾏试刷，我有幸成为此项⽬的负责⼈，参与了此项⽬的全过程。

3、原理对于应⽤微纳⽶耐⾼温红外节能涂料的各种锅炉，在红外辐射的情况下，利⽤世界稀有矿藏、经科学配⽐，采⽤纳⽶技术研制⽣产的新型涂料，通过先进的⼯艺技术处理，能有效提⾼受热体表⾯⿊度，增强热辐射能量，使辐射率⼏近于炉体受热表⾯吸收率，同时促使受热表⾯灰垢分⼦加速振动，降低灰垢分⼦的吸附⼒、降低结焦的⽣成，减少灰垢层厚度从⽽达到节能的⽬的。

YGN高效纳米陶瓷涂层

北京远科宏大石油技术开发有限公司
YGN技术优势
1
YGN保护性高发射率涂层可增加表面黑度，防止沾污结渣氧化腐蚀
3 2
黑度大幅度增加，改变和提升了基质表面物理化学性能，继而提升炉体系统性能减低能耗，减少Nox排放
4
提高产品质量，延长设备寿命
9/23/2014
北京远科宏大石油技术开发有限公司
北京远科宏大石油技术开发有限公司
使用方法
基材表面专业化清洁处理
0.8MPa压缩空气喷涂陶瓷涂层
干膜厚度0.035-0.1mm
干燥后即可投入热态运行
五年超长使用寿命
9/23/2014
北京远科宏大石油技术开发有限公司
电站煤粉炉节能 3.5-20%
石化加热炉节能3.520%
工业锅炉节能5-25%
什么是“YGN高效节能纳米涂层”？
“YGN高效节能纳米涂层”是在金属或非金属基材表面，用压缩空气常温喷涂一种超细的复合纳米稀土浆料，常温干燥固化后，经随炉升温烧结，在基材表面形成一层超薄陶瓷涂层薄膜。陶瓷涂层与基材以机械、物理和高温固相反应化学键方式紧密结合，兼有金属和陶瓷材料的优点：高发射率、传热性能好：高发射率、高热导率，且基本不随时间而衰减
抗沾污结渣、耐高温腐蚀，耐磨损：结构致密、表面张力大，硬度高、耐磨损，化学稳定性强，抗热震能力强
9/23/2014
北京远科宏大石油技术开发有限公司
四个关键突破技术
纳米微粒子技术粘结剂系统技术稀土复合发射剂技术
•改变了陶瓷涂层与基材的结合机理及表面力学特性，使得涂层与基材以机械、 •物理及化学的方式紧密结合，且具有抗沾污结渣、耐腐蚀、耐磨损等综合特性

科技成果——热超导陶瓷涂层节能技术

科技成果——热超导陶瓷涂层节能技术适用范围电力、石化等行业锅炉、炉窑等热工设备行业现状在我国工业领域中，炼钢熔炼炉、电站锅炉、石化炼化炉、余热利用炉、电发热元件等热工设备使用非常广泛，其中保温材料的性能是决定这些热工设备能耗高低的重要因素之一。

利用高性能保温材料对工业窑炉等进行改造，是减少热工设备的热损失、提高能源利用效率的重要措施之一。

该技术通过采用在工业炉窑受热面表面喷涂一层热超导陶瓷涂层，提升受热面的辐射换热能力及耐腐蚀、耐磨损性能，施工简单可靠，节能效果良好。

成果简介1、技术原理采用常温喷涂的方法，在炉窑等受热面喷涂一种纳米级的热超导浆料，经常温干燥固化和随炉升温烧结后，在受热面表面形成一层超薄的高发射率涂层，同时具有导热性好、耐高温腐蚀、抗沾污结渣、自清洁度高、抗热震性强等特点，不仅提升了受热面的辐射换热能力，而且可解决锅炉在高温条件下因复杂燃料燃烧产生的腐蚀及结渣问题，实现节能。

2、关键技术（1）纳米微粒子技术涂层填料的微纳米化，有利于粉料与基材结合和渗透，表面平整，为宽波段的热反射提供基础保障，可以提高涂层的致密性，有利于涂层保护基材，起到抗沾污结渣作用。

（2）复合发射剂技术不同材料在不同温度范围内发射率不同，不同材料的复合可提高在宽波段范围内的发射率，并保持不衰减，提高换热效率。

（3）系统粘结剂技术调节不同粘结剂比例复合搭配，适用于不同基材不同温度高强度粘接，确保涂层与基材粘结可靠性。

3、工艺流程图1 热超导涂料制备工艺流程图主要技术指标1、陶瓷涂层喷涂厚度：0.02mm-0.10mm；2、陶瓷涂层热导率：6W/m·K-15W/m·K；3、陶瓷涂层发射率：0.90-0.95；4、陶瓷涂层耐用温度：200℃-1900℃。

技术水平该技术已获得国家发明专利2项。

于2012年通过中国石油化工股份有限公司的科技成果评定，2016年通过工信部的科技成果鉴定及中国电力企业联合会的科技成果评审；2015年先后获得中国计量科学研究院和国家耐火材料质量监督检验中心出具的测试报告。

锅炉水冷壁防腐蚀技术应用

锅炉水冷壁防腐蚀技术应用发布时间：2022-07-27T02:20:14.432Z 来源：《中国电业与能源》2022年第5期3月作者：宋军[导读] 经济的发展，社会的进步推动了我国工业行业建设的步伐宋军安徽淮北大唐虎山发电厂 235000摘要：经济的发展，社会的进步推动了我国工业行业建设的步伐，近年来，电站锅炉的单机容量不断增大，参数不断提高，再加上低氮燃烧技术和超低排放技术的广泛应用，导致在水冷壁的附近区域形成了较强的还原性气氛。

如果锅炉中因为高温产生的烟气及积灰中含有大量的腐蚀性成分，则罐壁的金属材质必然会受到腐蚀影响，导致管壁发生损坏，严重的可能会影响锅炉的正常运行，造成一定的经济损失或者引发安全事故。

可见，在锅炉运行中应用防腐蚀技术是非常必要的。

基于此，本文主要对锅炉水冷壁防腐蚀技术应用进行论述，详情如下。

关键词：锅炉水冷壁；防腐蚀；技术应用引言火电机组在高负荷运行时，锅炉炉膛结焦严重影响了锅炉的安全经济运行。

当机组采用低氮燃烧方式时，锅炉受热面会出现还原性气氛腐蚀和结焦倾向加剧的现象，且传统锅炉受热面涂层技术在当前工况下具有有效保护时间短，无法同时防腐和防结焦，施工工艺要求高，涂层结合能力差，涂层缺陷易蔓延以及涂层验收与运行评价手段欠缺等问题。

对此，某热电公司以锅炉为研究对象，采用高温纳米陶瓷涂层技术对锅炉受热面进行优化。

1锅炉使用工况在锅炉运行时，由于水冷壁区域存在严重的结焦结渣和高温腐蚀问题，为保障锅炉安全运行，每次停机时均需对该位置进行重点检查与除焦作业，且需对掉落至灰斗的焦块进行清理。

由于该位置较高且炉内环境较差，导致检修的难度、危险性与检修周期均有较大的提高，对电厂的经济性造成损失。

大量结焦会影响受热面的换热效果，提高运行调整难度，且焦渣的导热系数低，具有一定的厚度，这严重影响了炉膛受热面的换热效果。

同时，炉膛结焦还会导致出口烟温提高，过热器和再热器的温度会超过额定温度，进而造成减温水量提升，影响了机组运行的经济性与安全性。

MQK G1900燃炉抗氧化、防腐增效RSI纳米陶瓷涂层技术(新做)

(4)2.2由于炉内受热面的积灰和结渣 (5)2.3低温积灰 (5)2.4由于锅炉受热面总的传热热阻增大 (5)2.5由于炉膛出口烟温升高 (5)2.6粘结在水冷壁或高温过热器上的积灰层或熔渣具有较强的腐蚀性 (5)2.7造成锅炉来火和停炉 (5)3.锅炉受热面由于积灰和结渣可能造成的经济损失 (5)3.1效率降低 (5)3.2被迫停炉 (5)3.3安全隐患 (6)3.4经济损失 (6)4.锅炉防结渣传统方式 (6)4.1低频声波清灰、除渣 (6)4.1.1声波清除灰渣的机理 (6)4.1.2缺点 (6)4.2除焦剂 (6)4.2.1使用方法 (7)4.2.2除焦原理 (7)4.2.3缺点 (7)5.MQK G1900锅炉增效防结焦、防腐纳米陶瓷涂层 (7)5.1产品介绍 (7)5.2原理及特点 (7)5.2.1耐磨防腐原理 (7)5.2.2耐高温 (8)5.2.3防结（灰）焦 (8)5.2.4长期使用 (8)5.3MQK G1900锅炉增效防结焦、防腐纳米陶瓷涂料原理图 (8)5.4施工图 (9)5.5MQK G1900涂层分析 (9)5.6试验燃烧炉涂覆MQK G1900陶瓷涂层（对比效果图） (10)1.锅炉结渣原因锅炉结渣特别是炉膛结渣对锅炉的安全经济运行及可靠性有很大的影响。

锅炉一旦出现结渣，轻则使受热面传热不良，排烟温度升高，降低锅炉效率；重则使燃烧工况恶化，迫使锅炉降负荷运行。

如果遇到大块炉渣落下时，可能会砸坏水冷壁管，并影响正常出渣。

有时出现炉膛正压，导致锅炉被迫停运。

高温纳米陶瓷涂料工艺

全生命周期保护：炉体受热面终身守护者
抗粘污结渣、耐高温腐蚀
提高煤种适应性(高硫、高钠钾、高氯煤等)，避免腐蚀性爆管，垮焦灭火。技术机理：高温陶瓷涂层为无机材料，在高温状态下的光、电、核、磁中化学特性均非常稳定，不与燃料中的Na、K、Ca、Al、 S、Cl、Co等腐蚀性成份及还原性气体发生化学反应，无法形成高温腐蚀。高温状态下的 “升华灰”在涂层表面无法通过腐蚀形成“熔融的抓灰层”形成死焦。
技术优势：
实现锅炉受热面真正意义的零吹灰
➢ 依托产品强大、持久且稳定的各项性能，可保证锅炉受热面实现真正意义的 “零吹灰”，并可使吹灰器零投用持续多年。
➢ 零吹灰技术，可节省由吹灰所带来的蒸汽损耗，由吹灰所引发的基材吹损，由
强大的耐高温腐蚀能力强大的抗结焦结渣能力持久的粘结强度稳定的产品性能
➢ 通过控制涂层的“纳米粒子粒度分布”来保证在一个广阔的频带宽度中产生一个统一的高发射率（可调范围0.60-0.95），相当于“近黑体”，在相同条件下吸收更多热量，并具有更强的再辐射能力。在炉体温度场不同的部位可以配置不同“纳米粒子粒度”的涂层材料。
技术优势：
上半部有涂层的样片纵向走枪均匀加热样片有涂层温度251.4℃ 无涂层温度179.2 ℃
零腐蚀产生
零
零结焦结渣
吹
灰
零吹损
技
零爆管风险
术
吹灰所增加的爆管风险。
案例展示：新疆神火煤电有限公司1#350MW超临界直流锅炉；2019年11月针对水冷壁进行了喷涂施工，面积共计1939m2。施工完成至今喷涂区域吹灰器“零投用＂（定检投用除外）。单此一项可节省蒸汽约500吨／天，降低机组补水率约2%，节煤2-3g/kWh,同时彻底避免受热面吹损减薄及吹损爆管风险。

纳米陶瓷材料在电站锅炉成功应用

纳米陶瓷材料在电站锅炉成功应用某矿业1号炉为华西能源工业股份有限公司生产的超高压、一次中间再热、单炉膛、燃烧器四角布置切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型自然循环汽包锅炉。

锅炉型号HX-670/13.73-Ⅱ4。

该炉于2013年底建成投产。

制粉系统为中速磨冷一次风机正压直吹式，每台锅炉配用4台磨煤机，每台磨煤机供一层半燃烧器，三用一备，磨煤机型号为HP-823。

煤粉燃烧器采用四角布置切向燃烧、喷嘴固定式直流燃烧器，所有一次风喷口均采用百叶窗式水平浓淡燃烧器。

在燃烧器顶部设置顶二次风喷口（即OFA喷口），喷口反切15度，形成逆向旋转气流，以降低炉内气流的残余旋转，减少炉膛出口处两侧烟温的偏差。

该炉于2017年1月进行低氮燃烧器改造工作，为进一步降低炉膛出口的氮氧化物的含量，低氮燃烧器改造设计将原有一次风喷口间距由1530mm降低至1330mm，低氮燃烧器改造后火焰中心更加集中，炉膛温度更高，使锅炉水冷壁区域结焦程度更趋严重。

低氮燃烧器改造中将喷燃器区域二次风喷口截面减小，在上二次风喷口以上5.2米处加装4层低氮燃烧器的燃尽风，在燃烧器区域实行低氧燃烧，以减少氮氧化物的生成，在上部补充燃尽风使未燃尽的煤粉进一步燃尽。

四层SOFA风，通过深度空气分级，形成下部富燃缺氧燃烧控制NOx，上部富氧燃烧控制飞灰含碳量的燃烧格局，大幅降低NOX排放。

4层SOFA为3用1备，可根据实际情况选择运行层。

重新分配二次风，保证主燃区空气系数0.80左右。

该炉自2013年投产以来，为降低公司的发电成本，掺烧部分五彩湾产结焦性强、灰熔点低的高钠煤。

为保证锅炉的安全运行，掺烧五彩湾煤的比例一直控制在40%以下。

由于五彩湾高钠煤和乌东低钠煤有一定的差价，为降低燃煤的成本，天龙矿业采用清大赛思迪新材料科技有限公司CesTec纳米陶瓷覆层材料对炉膛进行喷涂改造，以此来提高掺烧五彩湾煤的使用量。

纳米陶瓷表面材料技术的极低的表面能，能够有效减轻受热面沾污结渣并抵御高温腐蚀。

纳米陶瓷覆层在华电红雁池电厂#4锅炉的应用

Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ．ｔｈｅｎｅｗｍａｔｅｒｉａｌｗｉｌｌｒｅｄｕｃｅｔｈｅｈｅａｔｉｎｇｓｕｆａｒｃｅｏｆｂｏｉｌｅｒｃｏｋｉｎｇａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌｉｔｙｏｒｆｔｈｅＺｈｕｎｄｏｎｇ
关键词：纳米陶瓷；覆层；锅炉；应用
ＤＯＩ：１０．３９６９／１．ＩＳＳＮ．２０９５－３４２９．２０１５．０４．００５
中图分类号：ＴＧ１７４．４
文献标识码：Ｂ
文章编号：２０９５ — ３４２９（２０１５）０４ — ００１６ — ０５
ＱＩｊｉ，ＷＡＮＧＨｏｎｇ－ｊｕｎ，ＧＵＯＸｉａｏ－ｆｅｎｇ
（』．ＨｕａｄｉａｎＸｉｎｊｉａｎｇＰｏｗｅｒＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｕｒｕｍｑｉ８３００４９，Ｃｈｉｎａ；
ＮａｎｏｍｅｔｅｒＣｅｒａｍｉｃＭｕｌｔｉｐｌｅＣｏａｔｉｎＨｏｎｇｙａｎｃｈｉＰｏｗｅｒＰｌａｎｔｏｆＨｕａｄｉａｎ样４ＢｏｉｌｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
２．ＨｏｎｇｙａｎｃｈｉＰｏｗｅｒＰｌａｎｔｏｆＨｕａｄｉａｎＸｉｎｊｉａｎｇＰｏｗｅｒＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｕｒｕｍｑｉ８３００４９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓａｆｅａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃｏｐｅｒａｔｉｏｎｆｏｒｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｂｏｉｌｅｒｉｎｔｈｅｒｍａｌｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ；ｔｏｒｅａｌｉｚｅｅｎｅｒ — ｇＹ— — ｓａｖｉｎｇａｎｄｓｆｅ；ａｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｂｏｉｌｅｒｔｏｔｈｅｃｏａｌ；ｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｈｅａｔｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｏｆｂｏｉｌｅｒｃｏｋｉｎｇ；ｔｏｒｅｄｕｃｅｂｏｉｌｅｒｌｕｅｆｇａｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｒｅｄｕｃｅｐａｒｔｌｙｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｏｘｉｄｅｉｎｂｏｉｌｅｒｏｕｔｌｅｔ，ａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｎａｎｏｃｅｒａｍｉｃｃｏａｔｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｔｈｅＳａｉＳｉＤｉｗａｓｕｓｅｄｏｎｔｈｅｂｏｉｌｅｒｈｅａｔｉｎｇｓｕｆａｒｃｅｉｎｔｈｅＨｏｎｇｙａｎｇｃｈｉｐｏｗｅｒｐｌａｎｔｏｆｔｈｅＣｈｉ ≠ ≠ ４锅炉小修中为锅炉受热面喷涂了赛思迪纳米陶瓷覆层材料，以减小锅炉受热面

YGN-高温陶瓷涂层技术-电站锅炉-20140420 (1)

提高传热能力：提高锅炉受热面传热能力耐高温腐蚀：在高温下卓越的耐腐蚀性抗氧化：降低高温下的金属氧化
improve heat transfer into boiler water wall tubes

•
demonstrate excellent corrosion resistance at high temperatures
应用于电站煤粉锅炉
同时实现！
YGN Ceramic coatings will/ YGN 陶瓷涂层可以：
•
reduce the build-up of combustion by-products in pulverized coal burning boilers

•
抗沾污结渣：减少受热面表面燃烧副产物的积聚
0 0 5 10 15 20 25
停炉时间（日）
30
Shutdown Period (days)
目录一．煤粉锅炉问题：安全、经济性及NOx排放
二．问题原因聚焦：沾污结渣、高温腐蚀及磨损
三．关键技术瓶颈：抗沾污结渣、耐腐蚀磨损材料
四．多功能复合材料：YGN 高温纳米陶瓷涂层五．实际应用案例：各种电站及动力锅炉的应用
四．多功能复合材料：YGN 高温纳米陶瓷涂层
产品优势
对所有基质有优秀的附着力，抗热震性好，热冲击承受能力强热能力和性能跨度大，从260℃到2900℃
同时具备！
具有合适的物理属性、表面化学属生和材料科学属性
对任何基质都有显着的性能提升，包括耐火材料、陶瓷纤维、浇注料、金属和高科技材料多功能复合，高发射率，高热导率，加热均匀，提高传热率，降低基质温度提高热效率和基质的寿命，全面提升所有基质材料性能实施方便、对环境的影响最小；维修周期之间的较长使用寿命，保证期5年

纳米陶瓷涂料产品应用介绍

一、现状分析我国锅炉的保有量占世界第一位（约60万台），是能源耗量的大户。

为人们的生产和生活带来便利的同时，锅炉在使用中有着不少的问题和弊端：热效率低。

一般燃煤锅炉的实际热效率在60%—82%。

结焦结渣高温腐蚀。

影响热效率的同时，减少了炉体的使用寿命，增加了爆管等事故的发生几率。

二、国恒纳米陶瓷涂料1、技术原理基尔霍夫辐射定律是物理学上的一条定律，指的是在同样的温度下，各种不同物体对相同波长的单色辐射出射度与单色吸收比之比值都相等，并等于该温度下黑体对同一波长的单色辐射出射度。

即材料的吸收率（又称黑度）与发射率相等。

即当物体表面的发射率提高后，其吸收热量的能力也相应提高。

所以增强高温下的材料发射率对于提高工业炉窑的工作效率和热效率有极大的现实意义。

2、国恒产品的技术特性国恒纳米陶瓷涂料采用纳米级稀土技术，在基材表面形成致密的陶瓷涂层。

在600-1700度环境下，高温纳米陶瓷涂层稳定发射率为0.9-0.95，而普通发热元件表面发射率介于0.5-0.8之间。

涂层提高了的发射率，在宽波段范围内具有稳定的高发射率，且不随时间衰减。

简单的说，是提高了受热基材表面发射率，增加基体的热效率，达到节能目的。

同时，陶瓷涂层改变了基材的结合机理及表面力学特性，使得涂层与基材以络合物的方式紧密结合，且具有抗沾污结渣、耐腐蚀及耐磨损等综合特性。

3、产品应用本产品使用范围广泛，主要应用领域如：a、电厂需解决的问题：炉膛受热面沾污结渣、高温腐蚀、使导热热阻增大，造成受热面局部超温导致爆管、炉膛整体温度水平过高、锅炉热效率下降、负荷能力不足。

b、石油石化需解决的问题：炉墙温度超高；炉管氧化起皮，致使热效率降低等。

c、工业炉窑需解决的问题：长期高温，腐蚀造成表面氧化脱落。

d、中小燃煤/油/气锅炉需解决的问题：锅炉结渣氧化腐蚀，热效率低。

4、预期收益提高锅炉的使用效率，缩短升温时间，提高产量和工效；提高炉膛温度的均匀性，降低炉膛过高的出口烟温和排烟温度；提高锅炉的燃烧效率，有效降低炉渣含碳量及飞灰含碳量；提高锅炉的燃烧适应性，燃用劣质煤同样能够获得充分燃烧；改善锅炉结焦状况，结焦量明显减少并杜绝了硬焦；涂料烧结后具有高强度陶瓷效应，可延缓高温腐蚀氧化和磨损，有利于延长炉体寿命；节省能源。

高效纳米远红外节能涂层

高效纳米远红外节能涂层（高温纳米陶瓷涂层）采用的理想黑体技术（blackbody model）、稀有金属与高分子材料键合技术和的纳米工艺生产而成的萨梅特纳米远红外节能涂料(高温纳米陶瓷涂层)，是一个接近的黑体模型，吸收率、发射率，发射率与吸收率经国家部门测试为0.98，。

同时，采用纳米科技所生产的萨梅特纳米远红外节能涂料(高温纳米陶瓷涂层)的平均粒径为1.5Nm左右，接近粒子的极限细化状态。

纳米远红外节能涂层（高温陶瓷涂层）技术，广泛应用于大量电站锅炉的强化锅炉水冷壁吸热，提高受热面换热效率、抗沾污结渣、耐高温腐蚀、抗磨损、抗氧化等工程。

通过萨梅特纳米远红外节能涂料（高温陶瓷涂层）在锅炉水冷壁辐射受热面的喷涂应用，解决锅炉水冷壁的结焦、结渣、腐蚀、氧化等问题，使锅炉水冷壁抗结焦、抗结渣，避免腐蚀、氧化，使水冷壁辐射面受热更加均匀，减少热点，避免炉管产生局部过热现象，避免爆管现象的发生，使水冷壁管的使用寿命大大延长，可以提高煤种的适用性，降低燃烧调整的难度，优化锅炉日常运行工况，同时可以提高水冷壁的吸热能力，促进燃料的燃烧，提高锅炉热效率，降低排烟温度，节能降耗，全面炉体运行的安全性和经济性。

纳米远红外节能涂料喷涂在加热炉、热风炉、退火炉、辊道窑等窑炉内壁，可以提高炉衬对红外辐射的吸收率及发射率，并使辐射场及温度场均匀，改变红外加热波谱，提高炉衬在1-5um波段的发射率，加强工件或辐射面的有效吸收，大大强化炉内的热交换过程，使工件被迅速加热，缩短生产周期，提高窑炉的热效率。

可降低窑炉外表温度5-45℃，提高炉内温度20-150℃，节能率低在5%以上，并且可以延长炉体及耐火保温材料使用寿命2-5倍，是工业窑炉为理想的一项节能措施！纳米远红外节能涂层（高温陶瓷涂层）具有的性能：纳米远红外节能涂料（高温陶瓷涂层）超细化，达到纳米级颗粒，而且其特的多种材料的复合，使得涂层具有以下性能：（1）超细化颗粒在基体上的附着力强，渗透到基体中，类似渗铝、渗碳工艺，加之前期特的处理工艺，高温烧结后，在基体上形成釉面陶瓷聚合体，非常坚硬，不脱落，使用寿命长。

耐高温耐磨损纳米无机陶瓷涂料

表面处理有氧化皮钢材喷砂处理至 sa2 级；无氧化皮钢材打磨至 st2.5 级；焊接、火焰
切割或火工校正烧损部涂、有气喷涂、刷涂、辊涂
施工条件施工环境温度 5-35 ℃，相对湿度必须小于 85 %，稀释剂用量为 10 %。
④ 表面高光泽、高硬度、耐磨损、耐刮伤；
⑤ 超强的耐老化性、抗紫外线、不褪色、使用寿命长；
⑥ 极强的抗化学反应、油、有机溶剂腐蚀性能；
⑦ 同各种有机、无机材料的表面结合强度高、涂层稳定；
⑧ 独特的表面结构、荷叶般自我清洁、防水、不粘。
主要技术参数：
项目
主要性能
密度/(g·cm3)
2.0-2.2
硬度

耐高温耐磨损纳米无机陶瓷涂料
简介：耐高温耐磨损纳米无机陶瓷涂料主要由无机粘结剂和陶瓷涂料组成。具有优良
的耐高温（1000 ℃以上）、耐磨损特性；高附着力、高导热性能、高温耐腐蚀性。
耐高温耐磨损涂料可常温固化，无毒、环保，施工方便。膨胀系数与钢材相近，可广泛
应用于火力发电厂锅炉受热面管道（水冷壁管、省煤器管、过热器管、再热器管等）、船舶、
电力、冶金、化工等工业部门的金属管道，设备及零部件表面的涂施工艺中，从而提高金属
的耐高温、耐磨损能力，延长其使用寿命。而且可在 160 ℃以下固化，高温使用中陶瓷硬化。
特点：耐高温耐磨损纳米无机陶瓷涂料的特点如下：
① 耐高温最高可达 1000 ℃；
② 超强的耐酸性、耐盐水及耐腐蚀性能；
③ 绿色环保、无挥发性有机物、无污染；
莫氏硬度：7-8 摆杆法：0.8
耐磨性（500 r 加重 750 g）
涂料磨损量：0.01 g
耐热震性【室温-400 ℃（水急冷）】

纳米高熵陶瓷涂层在超超临界1000 MW机组锅炉的防结焦耐腐蚀应用研究

纳米高熵陶瓷涂层在超超临界1000 MW机组锅炉的防结焦耐腐蚀应用研究马军;张国山;高祥虎;葛长虎;姚小军;李明;鲁种伟;赵士杰;刘宝华;董猛;姬海民【期刊名称】《热力发电》【年(卷),期】2024(53)5【摘要】针对某台超超临界1000MW机组燃用准东煤锅炉水冷壁出现的沾污结渣、高温腐蚀问题,基于锅炉的燃烧煤种特性、结焦状况以及腐蚀类型,开展了纳米高熵陶瓷涂层在锅炉后墙水冷壁燃尽风区域的工程验证试验。

采用宏观检查、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、拉曼光谱、摩擦系数及表面能测试等方法,分析了纳米高熵陶瓷涂层的使用效果,揭示了纳米高熵陶瓷涂层的防沾污结渣、耐腐蚀机制。

试验结果表明,涂层在锅炉运行11个月后完好,表面无明显结焦物、无明显腐蚀凹坑,管壁未发生明显减薄。

纳米高熵陶瓷涂层能够较好地解决锅炉水冷壁沾污结渣以及高温腐蚀的问题,为燃用准东煤锅炉的安全运行提供保障。

【总页数】9页(P28-36)【作者】马军;张国山;高祥虎;葛长虎;姚小军;李明;鲁种伟;赵士杰;刘宝华;董猛;姬海民【作者单位】甘肃电投常乐发电有限责任公司;中国科学院兰州化学物理研究所;东方电气集团东方锅炉股份有限公司;西安热工研究院有限公司【正文语种】中文【中图分类】TK2【相关文献】1.1 000MW超超临界机组锅炉结焦研究分析2.1000MW超超临界锅炉高温纳米陶瓷涂层改造实践3.超超临界1000MW机组锅炉结焦原因和有效措施分析4.1000 MW超超临界双切圆燃烧锅炉结焦与高温腐蚀防控研究5.1000MW超超临界机组锅炉结焦的分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

锅炉受热面纳米陶瓷喷涂技术研究及应用

锅炉受热面纳米陶瓷喷涂技术研究及应用发表时间：2018-11-09T18:06:05.247Z 来源：《防护工程》2018年第19期作者：裴江刘宝满季广辉李宗耀于凌浩邓保成[导读] 因为锅炉受热面管壁的腐蚀及磨损而造成的锅炉爆管强迫停机的损失以及水冷壁高温辐射区域大面积腐蚀而造成的损失，对于锅炉系统乃至整个发电厂的影响巨大。

河北国华定州发电有限责任公司河北定州 073000摘要：因为锅炉受热面管壁的腐蚀及磨损而造成的锅炉爆管强迫停机的损失以及水冷壁高温辐射区域大面积腐蚀而造成的损失，对于锅炉系统乃至整个发电厂的影响巨大。

本文对纳米陶瓷喷涂技术进行了研究并在4号锅炉进行了应用，结果表明纳米陶瓷喷涂方案可提高受热面防磨性能，减少因受热面磨损造成的此区域的爆管事故发生，有力的保障了机组运行的安全、稳定，为国内纳米陶瓷喷涂技术的应用提供了可借鉴经验。

关键词：受热面；磨损；纳米陶瓷喷涂1 情况简介定州电厂4号锅炉为上海锅炉厂生产的型号为SG-2150/25.4-M976的超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，设计煤种为神府东胜煤，校核煤种为神木大柳塔烟煤。

4号锅炉在2014年4号机组大修和2016年的停备消缺过程中，发现吹灰通道区域的高温受热面区域普遍存在吹损现象，在检修过程中对该磨损超标的水冷壁管子进行更换。

因此，锅炉高温受热面的磨损问题给机组的安全运行带来了较大隐患。

2 治理方案研究关于锅炉高温受热面磨损问题，许多电厂一直都在进行研究和治理。

目前采用的方法则为对高温受热面进行喷涂，主要为电弧喷涂、火焰喷涂、高温纳米陶瓷喷涂三种技术方案。

2.1采用电弧喷涂技术分析采用电弧喷涂是电弧喷涂机利用燃烧与两根焊丝端部之间的电弧将均匀送进的专用丝材熔化，压缩空气经喷嘴加速后将熔化的丝材颗粒雾化、加速、喷向工件形成涂层。

此种方案材质硬度高，耐磨性强，但涂层抗裂性能差，易产生裂纹，而且管材表面预处理要求较高，打磨量巨大。

高温纳米陶瓷涂层在垃圾焚烧炉上的应用

［业锅炉
２０１８年第２期（总第１６８期）
系统技术，能够使多种无机粘结剂的优化组合．适用快，严重限制了垃圾焚烧处理量
于不同基材、应用环境及涂料配方，确保涂层不粉化
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
在这期间．电厂也通过燃烧调整、炉内添加Ｃａ
脱落。
基吸收剂、加装防磨护板、金属热喷涂及升级管材等
高温纳米陶瓷表面材料技术同时具有硬度高、措施，开展了防止锅炉高温酸腐蚀和浦污磨损的摸
关键词：纳米陶瓷涂层；垃圾焚烧炉；腐蚀；冲蚀磨损；结渣中图分类号：ＴＫ２２９文献标识码：Ｂ
Ｏ引言
据统计，垃圾焚烧炉水冷壁、过热器管道泄漏占锅炉管道事故的８０％以上．其原因主要由受热面高温腐蚀、沾污结渣及磨损等造成，并且受热面的沾污结渣造成锅炉整体热效率下降０．５～２．５个百分点 ¨。
通过大量的调研和实验室研究发现。高温纳米陶瓷涂层具有耐高温腐蚀、耐磨损、抗沾污结渣等诸多优势．可应用于电站锅炉炉内喷涂，改善锅炉性能［３］。目前该技术已应用于多个燃煤电站的锅炉
收稿日期：２０１８．０２．０７
水冷壁、屏式过热器管的防护，使用效果良好＿４］，但该项技术尚未在垃圾焚烧炉上有过应用业绩。本文针对某台处理规模６００ｔ／ｄ的垃圾焚烧机械炉排炉，实施受热面高温纳米陶瓷涂层喷涂改造，运行一年后的实际效果进行研究，对喷涂后的锅炉性能改善情况进行分析，为今后防护涂层的批量应用和解决垃圾焚烧炉的高温腐蚀和磨损沾污问题提供依据。

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高温纳米陶瓷涂层在锅炉防结渣上的应用
【摘要】宜兴华润热电有限公司通过对#2炉实施高温纳米陶瓷防结渣喷涂，有效解决了长期以来一直存在锅炉结焦严重、炉内掉大焦问题。

因炉内结渣严重被迫投用吹灰器的频次大幅下降，吹灰器周围水冷壁吹损速率快问题得到有效解决。

锅炉运行的安全、经济性得以提升，脱硝效率也有一定的提升，取得了较好的效果。

【关键词】锅炉结渣；高温纳米陶瓷；防结渣；喷涂
前言
受热面结焦渣严重一直困扰着许多燃煤的电站锅炉，对锅炉的安全经济运行带来一系列难以解决的问题。

宜兴华润热电有限公司通过采用在受热面上实施高温纳米陶瓷材料喷涂的方法，有效攻克了长期以来存在的锅炉受热面结焦难题，为锅炉的安全经济运行提供了保障。

1 概述
宜兴华润热电有限公司2×60MW机组，锅炉是无锡锅炉厂制造的UG-260/9.8-M型高温、单锅筒、自然循环、“Ⅱ”型布置的固态排渣煤粉炉。

制粉系统采用中间储仓式热风送风，脱硝采用SNCR+SCR耦合脱硝技术。

2 项目背景
宜兴华润两台锅炉自投产以来结焦一直较严重，运行中经常掉大焦，炉膛冒正压最大+1400Pa，减温水用量大，炉膛吹灰器投运频繁，每天最多时达9次，严重影响到了锅炉的安全经济运行。

锅炉结焦部位多发生在燃烧器及以上区域，有时呈液态下流，严重时过热器发生结焦停炉，冷渣斗部位堆积液态焦堵塞排渣口停炉打焦。

2014年后煤种的结焦性得到改善，并随着低氮燃烧器的改造，燃烧器区域水冷壁粘焦渣情况较少，在三次风上部后墙与侧墙部位能看到少量结渣，在炉膛出口部位的看火孔部位基本上看不到结渣情况，但是#2炉运行中仍存在经常掉大渣炉膛冒正压情况，且减温水用量大，主汽温度难控制易超温，运行人员被迫频繁投用炉膛吹灰器，吹灰器缺陷大量发生，2014年8月曾发生吹灰器卡在炉内未及时发现水冷壁被吹爆管事故。

2010年至2013年锅炉燃烧用易结焦煤种时炉内结焦情况见图1
图1 2010年至2013年锅炉燃烧用易结焦煤种时炉内结焦情况
3 高温纳米陶瓷防结渣喷涂
3.1 问题分析与调研
宜兴项目通过与锅炉厂、西安热工院以及浙江大学热能研究所沟通交流，分析锅炉受热面发生结焦的主要原因是锅炉是在220t/h基础上修改而来，但是锅炉热负荷断面热强度较高，炉膛受热面不足。

而且现烧煤种挥发份达38～40%，接近褐煤，偏离原设计挥发份27%煤种太远。

可以采用的措施是调换适烧煤种、主燃烧区下移、燃烧调整优化以及添加除焦剂。

受煤碳市场及企业燃料成本控制等多方面因素的限制，调换适烧煤种往往不可控；将主燃烧区下移改造则所有的一、二、三次风及大风箱均需进行改动，造价较高，且小型锅炉受到水冷壁燃烧器下部空间的限制难以实现；通过燃烧调整优化手段来改善炉内结焦的方法调研下来往往效果有限，无法彻底解决；向入炉煤中或炉内添加除焦剂的方法从一定程度上能控制炉内结焦程度，但是长期添加除焦剂也造成发电运行成本较高。

高温纳米陶瓷涂层一种惰性和钝化复合陶瓷涂层材料，抗沾污结渣、耐高温腐蚀、耐磨损，适用于电站煤粉锅炉的高温受热面金属（水冷壁、过热器及再热器碳钢及合金钢）及非金属基材（卫燃带耐火材料），使用寿命5年及以上。

针对电站煤粉锅炉沾污结渣及高温腐蚀问题最有效且性价比最高的解决方案就是施用高温纳米陶瓷涂层，这项成果已被联合国环境署（UNEP）2006年纳入当今节能减排的重大技术进行应用和推广，美国能源部（DOE）2003年也将高温陶瓷涂层列为提高电站煤粉锅炉安全与经济性共性问题的关键技术。

陶瓷涂层适用于电站煤粉锅炉的炉膛辐射受热面金属基材，涂层的干膜厚度为0.04-0.06mm，主要成分为复合纳米氮化硼，与金属基材结合紧密，氮化硼复合陶瓷涂层硬度高、化学稳定性强、耐高温、抗沾污结渣、耐高温腐蚀及耐磨损性能优异。

涂层品种B，B+
许用温度基材<850℃，火焰<2000℃
适用基材碳钢，合金钢
发射率 0.90
热导率 9 W/m/K
热膨胀系数 2.5×10-6m/℃
抗热震性优异（升温至650℃，冷水淬火，20次不开裂不脱落）
抗沾污结渣优异（减少沾污结渣积灰，受热面自清洁）
耐高温腐蚀优异（高温硫腐蚀、氯腐蚀、碱金属盐腐蚀及氧化腐蚀）
耐磨性是金属基材的5-8倍
耐酸碱性优异（不适用于液态酸碱）
高温纳米陶瓷涂层在电站煤粉炉应用上的优点有：
（1）减少煤粉锅炉受热面上燃烧副产物的积聚，并提高煤种的适应性；
（2）高发射率，提高锅炉水冷壁管的传热能力，降低炉膛温度，改善炉内结渣；
（3）高温下卓越的耐高温腐蚀（氧化腐蚀及还原腐蚀）能力；
（4）改善锅炉水冷壁及受热面管道的温度均匀性；
（5）降低飞灰对锅炉管道的冲刷；
（6）有效减少热力型NOx的生成/排放；
（7）减少吹灰器投运频率，减少减温水量，提高锅炉负荷能力。

3.2 喷涂方案与实施
（1）喷涂方案
2015年4月，宜兴项目利用#2机组大修的机会，由清大赛思迪新材料科技（北京）有限公司对#2炉实施了高温纳米陶瓷防结渣喷涂。

通过计算机数据模拟，确定的喷涂方案如下：
喷涂区域基质材料陶瓷涂层类型喷涂面积
炉膛水冷壁（下一次风底部至SOFA风燃烧器底部四周水冷壁）20G 高温B 约280m2
屏式过热器（下1/3部分） 12Cr1MoV 高温B+ 约120 m2。