高温纳米陶瓷涂层在300MW机组锅炉上的,,应用研究
时间：2021-01-05 16:00:24 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：本文通过在某300MW机组锅炉受热面管表面喷涂高温纳米陶瓷涂层，以解决锅炉运行中存在的沾污结渣、磨损、高温腐蚀等问题，并从节能、经济、安全、环保等角度分析了高温纳米陶瓷涂层对锅炉的影响。结果表明：锅炉受热面管的抗高温腐蚀和沾污结渣能力得到了提高，锅炉运行的安全性、经济性得到了提升，且具有一定的环保效益。
关键词：高温纳米陶瓷涂层;锅炉;受热面管;沾污结渣
中图分类号：TM621.2文献标识码：A文章编号：1003-5168（2019）01-0062-03
Application Research of High Temperature Nano-ceramic
Coating on 300MW Unit Boiler
WANG Xiaoxin1 WANG Faxian1 LIU Peng1 WANG Wei1 LI Wenchao2
（1. The Boiler & Pressure Vessel Safety Inspection Institute of Henan Province，Zhengzhou Henan 450016;
2.Henan Longxi Industrial Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450001）
Abstract： In this paper， high temperature nano-ceramic coating was sprayed on the surface of the heating surface tube of a 300MW unit to solve the problems of fouling， slagging， wear and high temperature corrosion in the operation of the boiler. The influence of high temperature nano-ceramic coating on the boiler was analyzed from the angles of energy saving， economy， safety and environmental protection. The results show that the resistance to high temperature corrosion and fouling and slagging of boiler heating surface tubes has been improved， the safety and economy of boiler operation have been improved， and the boiler has certain environmental benefits.
Keywords： high temperature nano ceramic coating;boiler;heating surface tube;contamination and slagging
电站锅炉在运行过程中，其受热面经常面临沾污结渣、腐蚀等问题，从而影响锅炉的经济性，甚至影响其安全稳定运行。近年来，高温纳米陶瓷材料涂层不断发展，由于其具有耐高温腐蚀、耐磨损、抗沾污结渣等优异性能，因此，越来越多地被用于锅炉受热面喷涂，以改善锅炉性能[1]。本文通过对某300MW机组1 025t/h超临界自然循环锅炉实施高温纳米陶瓷材料涂层喷涂改造后，从锅炉运行状况和经济性、安全性、环保等方面进行了分析。
1 机组情况与问题分析
1.1 机组概况
某电厂1台300MW机组，额定蒸发量1 025t/h，锅炉型号DG1025/18.2-∏ 12。其属亚临界、中间一次再热、自然循环锅炉，炉膛π型、四角切圆燃烧、尾部双烟道、采用挡板调节再热蒸汽温度、固态排渣、全钢结构悬吊结构、平衡通风、半露天布置。设计煤种：混煤。
1.2 机组存在的问题
该机组运行过程中，锅炉受热面经常出现沾污结渣、高温腐蚀等现象。出现问题的部位主要包括炉膛水冷壁及过热器等，特别是水冷壁管更为突出，运行过程中周期性间歇频繁落渣，偶尔因落渣造成停炉检修事故。这种现象是该电厂长期以来存在的现象，采取了种种措施但未找到切实可靠的方法。
1.3 问题分析
煤粉锅炉结渣已越来越普遍，给锅炉的安全运行造成极大隐患，同时影响锅炉效率。高温烟气作用下，粘结在水冷壁或高温过热器上的灰渣会与管壁发生化学反应，形成高温腐蚀。结渣腐蚀发生在炉内易结渣的水冷壁高温管段、折焰角、过热器和再热器的向火侧。根据腐蚀机理，可将腐蚀分为硫酸盐腐蚀和氯化物腐蚀。产生结渣腐蚀的必要条件为煤中含有碱金属，且含有S或者Cl元素，碱金属的硫酸盐或氯化物易形成低熔点络合物，粘附在高温管壁后呈熔融态对金属造成快速腐蚀减薄。
1.4 解決方案
高温纳米陶瓷涂层为复合无机非金属纳米陶瓷，具有优异的高温稳定性、抗腐蚀能力、硬度及非浸润性的表面力学性能。此外，其还能阻止基质与外部环境接触，具有保护性（防氧化、耐高温、耐腐蚀）和抗沾污结渣能力，全面提升基质材料性能和可靠性，有效防止基质材料的氧化、高温腐蚀和磨损，可避免因大块落渣、高温腐蚀、磨损等造成的爆管及爆燃事故，提高锅炉的换热效率，使受热面更加均匀。
2 高温纳米陶瓷涂层技术的基本原理
高温纳米陶瓷涂层是以稀土氧化物为主要原料的无毒水基涂料[2]，采用纳米级稀土技术，将宽波谱段、高发射率、保护性（防高温腐蚀、耐磨损）和抗沾污结渣等多功能集于一身，通过在辐射换热面（金属和非金属基质）表面喷涂0.05～0.1mm厚的高温纳米陶瓷涂层，经升温变性后形成致密的陶瓷涂层薄膜，可大幅提高基质材料表面发射率（或吸收率），强化辐射换热，防止基质材料被磨损、氧化和腐蚀，提高材料表面性能，有效控制沾污结渣，进而提高炉窑效率和增加产能，延长基质材料使用寿命，减少有害气体（如氮氧化物NOx）排放，提升设备的安全性和可靠性。
