125T煤粉锅炉防磨方案

125T/h 煤粉锅炉超音速电弧喷涂 技技 术术 方方 案案 20172017 年年 7 7 月月 1 125T/h125T/h 煤粉锅炉受热面喷涂煤粉锅炉受热面喷涂 目目录录 一防磨技术设计 二工程质量和工期 三施工组织设计 四安全保证体系、措施及文明施工 2 125T/h125T/h 煤粉锅炉受热面喷涂煤粉锅炉受热面喷涂 一防磨技术设计 （（一一）） 水水冷冷壁壁受受热热面面失失效效分分析析 炉膛水冷壁管受热面部位受热面失效的主要原因是高温烟气的腐蚀包括高温氧 化和热腐蚀，同时伴有喷燃气体流的吹损和高速含尘烟气的不均匀冲刷磨损。管 壁的磨损量是与气流的速度、烟气含尘浓度、颗粒的特性和流道几何形状等密切 相关。据有关研究资料表明，磨损量与气流速度的3.6 次方成正比，而在炉膛四 角附近还存在涡流效应，主要是由于烟气流拐向，含尘颗粒的惯性作用，存在严 重的不均匀冲刷磨损。水冷壁受热面由于高温烟气的作用，产生高温腐蚀，包括 高温氧化和硫酸盐及硫、硫化物的热腐蚀，该部位所处烟气温度很高，而且是富 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。 锅炉在运行过程中管壁表面首先发生高温氧化， 生成 Fe 2O3， 又由于硫元素的存在， 因此其燃烧后生成的烟气中含有部分 SO 2、SO3 和少量的 S 2 和 H 2S 等，对管壁的腐 蚀极为严重。烟气中的SO 2 与 O 2 反应生成 SO 3， SO3、SO2 与燃料灰中的 Na 2O 和 K2O 化合生成硫酸盐 M 2SO4 和亚硫酸盐 M 2SO3，其捕捉飞灰形成结渣和流渣沉积在金属 管表面上，此时烟气中 SO 3、SO2 与 M 2SO4、M2SO3 同管壁上的 Fe 2O3 反应生成复合硫 酸盐 MFe（SO 4）2 或 MFe（SO 3）2，此复合硫酸盐受高温又分解为疏松状氧化铁和 硫酸盐及亚硫酸盐沉积层，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，单质硫 S 2 与管壁 Fe 反应生成低熔点 FeS，其与金属 Fe 作用生成共晶 体 FeFeS，会导致 Fe 的加速腐蚀；H 2S 与管壁 Fe 反应生成 FeS，因此对管壁产 生了强烈的腐蚀。 煤粉锅炉由于其结构特点和设计参数所致，其炉膛水冷壁管等受热面部位，由于 运行工况条件极为恶劣，长期遭受高温高速含尘烟气强烈的高温腐蚀和不均匀冲 刷磨损，设备管壁极易被腐蚀、磨损减薄，甚至造成泄漏和爆管。为确保锅炉安 3 125T/h125T/h 煤粉锅炉受热面喷涂煤粉锅炉受热面喷涂 全、稳定、经济运行，以达到长周期运行的目的，对以上各设备受热面部位采取 有效的防护措施是十分必要的。根据各地电厂的防护情况，结合我公司长期从事 该行业的实际施工经验，针对贵单位锅炉的具体炉型和各设备的设计工艺参数， 经本公司工程技术人员认真分析，对上述设备进行防磨防腐技术设计，采用本技 术进行防护能获得良好的效果，可大大延长设备使用寿命 （（二二）） 喷涂范围（初步参考范围）喷涂范围（初步参考范围） 1炉膛喷燃器区域（12000--18500 米） ，大约 240 平米 2炉内悬吊受热面，浇注料以上（29900--32700 米） ，大约 40 平米 （（三三）） 涂层设计涂层设计 针对上述管壁失效机理，我们设计采用超音速电弧喷涂技术，并选用具有结 合强度高、抗高温氧化和热腐蚀性能好同时耐冲刷磨损性能优异的SC-95 喷涂丝 材CNCC-310 耐高温磨蚀复合纳米陶瓷专用封孔剂制作复合涂层复合涂层进行防护，涂层 边缘设置过渡区域，做到平滑过渡。采用该技术进行防护，能够满足防护要求， 大大延长设备的使用寿命。 1、厚度0.50.6mm 左右 2、结合强度≥58Mpa 3、硬度≥55HRC 4、抗高温氧化性6.35mg/cm2（750℃氧化 250h） 5、孔隙率≤0.8 6、工件变形性不变形 7、涂层表面处理CNCC-310 耐高温磨蚀复合纳米陶瓷专用封孔剂封孔 4 125T/h125T/h 煤粉锅炉受热面喷涂煤粉锅炉受热面喷涂 （（四四）） SC-9595 型型 CFBCFB 锅炉专用电弧喷涂丝锅炉专用电弧喷涂丝 SC-9595 型专用丝材主要成分为Ni、Cr、Cu、B、Fe 等，具有很好的抗高温 氧化、抗高温腐蚀和抗冲刷磨损性能，特别适用于煤粉锅炉，既有较强的耐冲刷 磨损能力，又是一种较好的耐高温氧化、高温腐蚀的涂层。 1、主要技术指标 ①维氏硬度550900HV0.1； ②结合强度58MPa 以上； ③工作温度1200℃以下； ④相对耐磨性最大为 Q235 钢的 18 倍； ⑤可喷厚度0.7mm 以下； ⑥热震稳定性700℃热震 15 次涂层无变化 2、推荐喷涂参数 ①喷涂电压2832V ②喷涂电流180260A ③喷涂距离100200mm ④雾化压力0.50.6MPa （（五五）） 喷涂施工方案喷涂施工方案 11技术指标技术指标 SC-95 喷涂丝材CNCC-310 耐高温磨蚀复合纳米陶瓷专用封孔剂复合涂层技 术指标 厚度0.50.6mm 5 125T/h125T/h 煤粉锅炉受热面喷涂煤粉锅炉受热面喷涂 喷涂速度386m/s 结合强度≥58Mpa 硬度≥55HRC 抗高温氧化性12.16mg/cm2（750℃氧化 250h） 孔隙率≤0.8 工件变形性不变形 （2）高温耐磨防腐专用封孔层 耐 磨 性≤8mg/1000r 结合强度≥6 Mpa 厚度0.1mm 左右 2SC-952SC-95 喷涂丝材喷涂丝材CNCC-310CNCC-310 耐高温磨蚀复合纳米陶瓷专用封孔剂非晶态丝材说耐高温磨蚀复合纳米陶瓷专用封孔剂非晶态丝材说 明明 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 SC-95 喷涂合金丝材， 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；材料中还 佐有 Cr、B 等微量元素，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，不会起皮、开裂，结合 牢固；其热导率与锅炉钢材料热导率相近，且厚度仅为 0.5mm，因此不会影响传 6 125T/h125T/h 煤粉锅炉受热面喷涂煤粉锅炉受热面喷涂 热效果。 3CNCC-3103CNCC-310 耐高温磨蚀复合纳米陶瓷专用封孔剂耐高温磨蚀复合纳米陶瓷专用封孔剂 CNCC 型高温抗蚀耐磨专用封孔剂系采用超硬纳米新材料， 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，其耐磨性好，导 热系数大， 抗腐蚀性强， 与金属涂