生物质锅炉新闻动态
富通新能源 > 动态 > 生物质锅炉新闻动态 > > 详细
410t锅炉吹灰器孔水冷壁吹损问题分析与处理
发布时间：2013-10-09 08:56 来源：未知
0、引言
由于电力行业的生产特点及系统运行的方式，磨损与防磨损已成为一个十分突出的矛盾。从某种意义上讲，发电系统可靠性的高低取决于机组关键部件的耐磨程度，防磨问题解决的如何对机组的安全性、可靠性及经济效益都有具体举足轻重的作用。
国华北京热电分公司（以下简称北热）两台200 MW机组，每台机组配两台哈尔滨锅炉厂生产的HC410/9.8 -15型锅炉。炉膛设计为正方形，尺寸为9980 mm x9 980 mm，锅炉炉膛四周设计为膜式水冷壁，水冷壁材质为20G，规格D60×5，节距为80mm。炉膛分6层布置湖北一戴蒙德有限公司生产IR-3D蒸汽吹灰器34台。下面介绍一下电弧喷涂技术在北热水冷壁上的应用和效果。
经过长周期的运行，吹灰器孔边的水冷壁管受吹灰器吹损严重，虽然历次停炉检修均对吹损管段进行补焊、更换，但仍然出现过几次因吹灰器吹损导致水冷壁爆管的事件，影响了锅炉安全稳定运行。在2001~2004年由于吹灰器吹损减薄造成水冷壁泄漏3次，给热电厂的连续运行和安全生产带来极大危害。为了解决吹灰器吹损水冷壁管的问题，2004年对1~4号炉吹灰器孔边水冷壁管段进行了防磨喷涂。2004~ 2009年，水冷壁管未发生吹损泄漏。根据每年大小修停炉检查的情况分析，防磨喷涂的年限已到，涂层脱落减薄，2009年对吹灰器旁水冷壁管重新进行防磨喷涂。2009年至现在未发生吹损泄漏事件，这两次喷涂后的检查记录也表明水冷壁磨损速度要低于喷涂前，说明防磨喷涂对于延缓吹灰器吹损效果明显。在实施防磨喷涂后能有效提高水冷壁的防冲刷能力。下面介绍一下喷涂技术的原理和在国华北京热电分公司的实施应用。富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗粒机、木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂�，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
1、超音速电弧喷涂原理
电弧喷涂是利用两根连续送进的金属丝作为自耗电极，在其端部产生电弧作为热源，用压缩空气将融化了的金属丝雾化，并以高速喷射到工件表面形成涂层的一种热喷涂工艺，其工作原理如图l所示。超音速喷涂在普通电弧喷涂的基础上采用拉伐尔喷嘴和计算机辅助设计，优化了喷枪的设计，将喷涂粒子的速度提高到超音速，从而提高了涂层质量。
超音速电弧喷涂改善了雾化效果，增强了气流对粒子的加速作用，产生高温、高速、均匀细小的喷射粒子射流，由此所得的涂层结合强度高、孔隙率低，表面粗糙度低，与普通电弧喷涂相比，使涂层质量和喷涂效率进一步提高。
与常规电弧喷涂、亚音速火焰喷涂相比，超音速电弧喷涂涂层具有以下特点：①结合强度高。喷涂不锈钢丝时，其涂层与基体的结合强度高达60 MPa。普通电弧喷涂，其结合强度一般在20~ 40 MPa．一般火焰喷涂的结合强度小于20MPa;②孔隙率低。普通电弧喷涂的孔隙率往往在8%~15%，亚音速火焰喷涂的孔隙率一般大十6%，而超音速电弧喷涂的孔隙率仅为1%~2%；③粒子细小。超音速电弧喷涂时，其雾化粒子一般为5um（不锈钢），比常规电弧喷涂的粒子尺寸（一般为20~40um）小3～7倍；④涂层组织均匀、致密。由于采用超音速气流雾化，产生了高温、高速均匀细小的喷涂粒子，沉积到其体表面上形成致密、均匀的涂层。
2、涂层设计
涂层设计是制定喷涂工艺的主要依据。涂层设计内容包括涂层功能、涂层材料及结构、涂层制备方法、涂层质量状态和最终效果评价。
采用蒸汽吹灰，蒸汽吹灰对结焦性强、粘性大的积灰效果显著，但对锅炉设备危害较大，燃用的神华煤呈强碱性，神华煤结渣指数酸碱比达1. 72> 0.4，属严重结渣性，为避免少结焦就要增加吹灰次数，这就使在气流冲击和飞灰磨损减薄的受热面管壁减薄的程度进一步加剧。分析了吹灰器的工况后，确定受热面表面涂层属于抗冲蚀磨损涂层。采用超音速电弧喷涂HDS34( NiCr-Cr，C2)合金丝材和KM-2封孔技术来制作涂层，其涂层致密，表面硬度高，耐磨性能好，涂层具有结合强度高、收缩率低、耐冲击韧性好等优点。受热面管表面喷涂后的技术要求：涂层表面要求平整、光洁、致密、不起尘和鼓泡，基材不变形，孔隙率低于0. 9%，涂层厚度不低于0.4 mm，表面硬度为HRC51.9，结合强度不低于40 MPa，使用寿命是原来的5倍以上。
3、喷涂实施
根据吹灰器的吹灰范围确定喷涂范围，以每个吹灰器喷口中心上、下、左、右各750 mm为喷涂范围。每根管的喷涂宽度为水冷壁管子1/2周长（向火侧），每个吹灰器周围喷涂面积约为1.8m2．电弧喷涂主要分基体表面预处理和喷涂两个过程。
基体表面预处理：首先对水冷壁管表面采用高压水冲洗、用抹布、清沾球和磨光机清理管子表面浮尘、沉渣、锈等杂质。然后用喷砂机对水冷壁管喷涂位置的表面进行喷砂处理，达到表面干燥、无灰尘、油脂、污垢和锈斑，且粗糙度达到M或C级。喷砂处理后，用干燥的压缩空气吹去基体表面的砂尘。
喷涂：喷涂前用丙酮溶液对丝材进行表面除油。喷涂材料为LX88合金陶瓷耐冲蚀芯材，为保证喷涂质量，必须选定好工艺参数，并严格加以控制，如：喷涂电流180 A、气体压力0.8 MPa、喷涂距离150 mm等。喷涂过程中用测厚仪对金属热喷涂层进行测量，保证涂层厚度均匀，并达到规定的要求。厚度为0.4 mm，厚度偏差+0.05～-0.1 mm。喷涂结束后用高温专用封孔剂对金属热喷涂涂层面进行封孔，以阻止空气中的氧气通过微小的涂层隙进入涂层内部。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂鲜强突遣淮淼难≡�。
4、总结
国华北京热电分公司采用电弧喷涂技术预防水冷壁吹损取得了良好的效果，每年春秋季大小修时，都会进行水冷壁壁厚测量，表1是摘取2001年至2008年3号炉炉膛IR01吹灰器旁水冷壁壁厚的测量记录。
从上面的管子壁厚数据表格中可以看出，自2004年管子更换并且喷涂后，水冷壁管壁厚减薄速度明显降低了，也没有发生被吹灰器吹爆现象，解决了吹灰器吹爆水冷壁的问题，充分证明了电弧喷涂可以大大减缓吹灰器对水冷壁的吹损，减少或避免了非计划停运，提高了机组稳定性，降低了运行成本。按每年泄漏一次，锅炉停运3天处理计算，一年发生的费用和损失大约200万元左右，而每台炉喷涂费用为30万左右，4台锅炉水冷壁喷涂的费用为120万元，可以使用4年，平均每年成本为30万元，所以综合计算每年可以节省费用约170万元。由于电厂还担负着向市区供热的任务，保证锅炉的连续运行，更能取得良好的社会效益。
