熱噴涂技術在我國火力電廠鍋爐防護領域的應用
鍋爐受熱面管噴涂防護
熱噴涂技術在我國火力電廠鍋爐防護領域的應用
鍋爐是火力發(fā)電廠的重要組成部件，是利用燃煤的熱能將工質加熱到特點溫度和壓力的換熱設備，也稱為蒸汽發(fā)生器。
一、鍋爐的構成、運行事故及原因
1.鍋爐的構成
鍋爐由主要部件和輔助裝置構成。下表所列為現(xiàn)代大型自然循環(huán)高壓鍋爐所需要的主要部件和輔助裝置。
2.鍋爐運行事故
鍋爐是一種密閉性的熱工設備。不僅直接受火焰與煙氣的沖刷，而且承受比大氣壓力高的介質壓力。因此，鍋爐設備的穩(wěn)定運行直接與國家財產、人身健康息息相關。加強鍋爐的維護保養(yǎng)，是保證鍋爐穩(wěn)定經濟運行非常重要的環(huán)節(jié)之一。
一般常見的鍋爐事故有以下幾種：鍋筒爆炸事故、嚴重缺水事故、嚴重滿水事故、汽水共騰、受熱面管子破裂、省煤器管破裂、過熱器管破裂、空氣預熱器管破裂及爐墻開裂或倒塌等。
3.產生事故的原因
我國電站鍋爐和工業(yè)鍋爐以燃煤為主。1998年，我國由煤生產的電力份額約占75%。隨著世界范圍內對資源、環(huán)境污染等問題重視程度的日益提高，盡管如天然氣、核能以及其他可再生的能源在電力生產中所占的份額會逐年增加，但據(jù)預計直到2050年之前，煤作為我國電力能源所占的份額都會超過50%。而動力用煤質量偏劣，含灰量和含硫量等均較高，容易造成受熱面沾污、積灰、腐蝕和磨損。我國發(fā)電廠運行的分析資料表明，在發(fā)電廠的設備事故中，鍋爐事故非常多。而在鍋爐事故中，“四管”(指水冷壁管、過熱器管、再熱器管和省煤器管)爆漏次數(shù)非常多。“四管”爆漏約占鍋爐全部事故的40%-60%，甚至達70%。
二、熱噴涂技術在燃煤電廠鍋爐防護領域的應用
熱噴涂(簡稱噴涂)是利用熱源將噴涂材料加熱熔化或軟化，靠熱源自身的動力或外加的壓縮氣流，將熔滴霧化或推動熔粒成噴射的粒束，并以特定速度噴射到基體表面形成涂層的工藝方法。
在噴涂過程中或涂層形成后，對金屬基體和涂層加熱，使涂層在基體表面熔融，并和基體產生擴散或互熔，形成與基材冶金結合的噴焊層，這也是熱噴涂的方法之一，稱為熱噴焊(簡稱噴焊)。
腐蝕從表面開始，磨損在表面進行，疲勞因表面損傷而顯著加速。作為表面工程技術重要分支之一的熱噴涂技術，在鍋爐防護領域的應用是科技發(fā)展的必然結果。
目前，在我國燃煤電廠鍋爐防護領域中應用廣泛的是超音速火焰噴涂和電弧噴涂技術。
超音速火焰噴涂技術是使助燃氣體與燃燒氣體在燃燒室內燃燒產生高壓火焰，再經特定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、氫氣和乙炔或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，結合強度高(可達到70MPa以上)，具有極低的孔隙率(1%～3%右)。NiCr- Cr3C2是使用超音速火焰噴涂工藝對電廠鍋爐管壁進行防護時經常使用的粉體材料，由其制備的涂層顯微硬度可達到1400HV左右，具有很好的防磨粒磨損性能(見圖4)。
目前在國內電廠鍋爐防護領域中的應用越來越廣。
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