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发电厂锅炉烟道磨损腐蚀原理以及采用臻牌龟甲网烟道高强耐磨涂料治理方法
发布时间:2017-11-22 54:58   来源:武汉东臻科技耐磨材料有限公司   阅读量:

截止2016年底,全国全口径火电装机10.5亿千瓦、净增火电装机5338万千瓦,其中煤电净增4753万千瓦。全国共有投产在运煤电机组数量2856台,总装机容量85725万千瓦。至2016年底,全国共有拟建煤电机组数量810台,总装机容量50000千瓦。机组非常庞大的数量是以国家的发展为基础的,同时国家加大环保力度的监察,以及国家鼓励企业减排,降低能耗,90%以上的机组现在都安装了脱硫、脱硝以及超低温排放等配套装置,由于脱硫、脱硝以及超低温排放给老旧机组的设备腐蚀带来了严重的问题,每年的损耗也是非常巨大大。

      为什么上了环保设备造成锅炉烟道等设备的磨损和腐蚀?燃煤电厂燃用的是煤矿开采出来的煤,而电厂使用的又是劣质煤,含硫量比较高,硫燃烧后变成二氧化硫,遇水具有非常强的硫酸腐蚀性能,为了防止酸腐蚀,2000年以前的电厂尾部烟道排放烟温比较高就是为了防止设备的腐蚀,但能耗就非常高了,2000年以后国家为了环保以及节能需要,所有的电厂都进行了脱硫、脱硝、超低温排放改造,这就造成了低温腐蚀和设备磨损问题越来越严重。

      下面以脱硝装置改造后东臻科技分析一下烟道腐蚀和磨损的原理和治理方法。

      发电厂脱硝的原理是把锅炉烟气中的NO或者NO2,通过催化剂、适当的温度与尿素或者氨气、氧气反应生产无害的氮气和水,目前绝大多数的发电厂都采用这种原理脱硝,但问题就发生在安装了脱硝装置后,锅炉烟道工况就变得非常恶劣,尤其是老旧电厂(运行10多年的老厂),由于烟道加装了脱硝装置(无法对锅炉尾部进行完全的改造),使得锅炉尾部烟道的烟风阻力增加了一倍还多,不得已锅炉的引风机就要增加风量,增大了引风机的能耗也就提高了尾部烟道的风速,风速的增加会逐步反应在锅炉烟道支撑杆、烟道壁板的磨损上,这是其一,另外由于在脱硝装置了需要喷氨或者喷入尿素,而尿素以及氨气逃逸后形成的铵盐对烟道腐蚀性非常强烈,及时风机开量不大,铵盐在灰尘中以及金属壁板上积累会加剧金属的腐蚀,由于腐蚀的金属材料不停的被粉煤灰冲蚀,造成金属烟道壁板的工作环境急剧恶化,磨损和腐蚀交替的进行,过去10年运行的烟道都没有怎么损坏,现在上了脱硝装置后,锅炉尾部烟道不到3年基本就大量的穿孔而不停的维修,伤痛了业主的脑筋,努力寻找能够即耐高温又耐腐蚀的抗磨损材料。东臻科技经过多年的研发,不断创新发展成果,在数十座发电厂锅炉烟道中使用,取得了非常理想的效果,为业主节省了大量人力物力,提高了经济效益,使得脱硝后的烟道寿命恢复到原设计寿命,十多年都不用再维修。

     下面介绍一下东臻科技龟甲网耐磨陶瓷涂料的耐磨耐腐蚀原理以及在发电厂的应用案例。

     东臻科技耐磨涂料是采用耐高温的胶黏剂与陶瓷粉末反应形成的聚合物无机高温耐磨耐腐蚀涂层材料,可以耐1300度高温,同时可以抵御锅炉烟道煤粉、粉末灰的高速冲蚀,由于具有耐腐蚀功能,致密度非常高,可以有效抵抗铵盐的集聚附着和渗透,极大的有效的防护金属材料的腐蚀和磨损。

   臻牌龟甲网耐磨陶瓷涂料是由武汉东臻科技有限公司自主研发生产,本产品主要由刚玉、碳化硅等耐磨骨料和a-AL2O3超微粉、硅粉组成,同时添加烧结剂、涂料助剂、陶瓷粉末、复合材料粉末、复合胶黏剂等,颗粒紧密堆积,成型快,强度高,一天既可达到设计强度,特殊材料可以达到施工后既使用。耐磨陶瓷涂料又是一种胶凝材料,由于原料采用特殊的处理方法和严格工艺控制组成,通过一系列的化学反应,使其能在常温下形成极高的强度及硬度,达到陶瓷的结合强度标准,故而称陶瓷耐磨涂料。它具有施工方便,维护容易,成本低廉的特点而被广泛采用。 陶瓷耐磨料主要有骨料和超细结合粉两相组合,颗粒紧密堆积,因而没有较大的宏观缺陷,体积密度大,其常温下强度可达150MPa以上,特殊产品可达280MPa以上。是普通混凝土和耐火浇筑料无法比拟的。原料主要采用离子化合物和部分人工合成共价化合物,根据固体理论,离子键和共价键属强结合键,而结合系统由于采用复合强化措施和特殊处理,形成化学结合,所以强度和刚度很大,可有效抵御物料的高速冲击力和剪切应力。在施工现场,将干粉骨料、结合剂、固化剂混合到一起搅拌均匀,然后将特殊的液体胶黏剂加入这种材料持续搅拌直至粘稠状态,采用人工或机械方式涂抹在设备内衬或表面,经过一系列的化学反应,在常温下3天后达到陶瓷的结合强度和硬度。

耐磨陶瓷涂料性能指标

项目名称

参数

型号

DZ-GY09G

适用温度(℃)

≤1450

主要化学成份

AL203≥65%

SIO2≥25%

CAO≤5%

密度(g/m3)

≥2.8

抗压强度(28天)Mpa

≥150

抗折强度(28天)Mpa

≥16

常温耐磨性(28天)

16Mn钢的10倍

线变化率(815℃X3H)

0.1

导热系统(W/M.℃)

2

比热(KJ/Kg.℃)

0.9

加结合剂比例(%)

30

耐磨涂层厚度

20mm

使用寿命

5年

龟甲网材质

碳钢Q235或者耐热钢1Cr13

龟甲网规格

15*1.5*50

适合介质

细小的煤粉、矿粉、矿渣、粉煤灰等

耐磨涂料使用方法

1、检查环境温度

施工期间,施工地点的气温须控制在5℃至40℃之间,如气温过低时,材料本身及施工区域则须加温至5℃,直到耐磨涂料涂抹完毕为止。但应避免在直接日晒或强风状况下施工,以防止耐磨涂料表面的迅速干裂。

2、对需要防磨的设备表面进行处理

(1)将要进行的防磨设备表面清理干净,采用钢刷反复擦磨至底层的骨材结构暴露形成板结体。

(2)将表面松动的物质及杂质完全清除。

(3)将已磨穿或接近磨穿的防磨部位内壁焊补好

3、焊接龟甲网

在需要防磨的设备壁板上焊接规格为15*1.5*50mm的龟甲网,材质为:Q235,龟甲网采用电弧焊焊接,每个接触骨架内都要焊接,焊缝长度0.8mm。采用型号为:J422焊条,(焊后除渣)。其焊点抗拉强度平均值:320Mpa抗压强度平均值:550Mpa。龟甲网的作用旨在使已涂抹上的耐磨涂料不致脱落,尤其是当垂直表面或施工面朝下时。需采用未经电镀和油漆的龟甲网。

4、涂料混合与搅拌

   搅拌:使用搅拌机,将干粉状的耐磨涂料、结合剂和固化剂倒入搅拌机后,加10%的水搅拌约10分钟。此10分钟是加胶水完毕后开始计算。

注意:1吨耐磨涂料的配比为干粉料:结合剂:固化剂=100公斤:25公斤:1公斤,使用过程中每次搅拌建议不超过200公斤。搅拌过多,不及时使用会失效。

5、当涂抹一个大面积区域时,有必要将其分成小区域,便于施工人员进行施工,提高施工进度。

6、分三个介面搅拌及施工

    (1)水平表面的涂抹、搅拌时间应在10~15分钟内使用,即料有很好的流动性,胶水量还要控制在最低标准,避免二次加胶水。将约10升陶瓷耐磨涂料倒在部件上,然后用砂浆板分别倒在各端,涂抹到所需厚度,不时检查浇筑层的厚度,确保厚度正确。      

    (2)垂直表面的涂抹:要求搅拌时间在20分钟以上(取决于气候条件),如有必要,按100KG/干粉加0.25KG额外的胶水(约半杯210毫升),每次额外加胶水再搅拌一分钟,直到获得合适的粘稠度(能够形成一个“湿球”)。

     从桶内取出新拌的陶瓷砂球放在砂浆板上,把砂浆板拿到龟甲网的表面,把砂浆压入龟甲网的网孔内。在向上推动砂浆板的同时,从一端到另一端快速移动砂浆板。使用这种方法,陶瓷砂浆更易于涂抹,不时检查涂抹层的厚度。

    (3)头顶表面涂抹:在陶瓷砂浆用于头顶位置时,增加3分钟的搅拌时间以获得粘性更大的陶瓷砂浆,将会有利于顶部浇注。

将新拌的陶瓷砂浆放置在砂浆板上,向上把陶瓷砂浆压龟甲网内,把砂浆板移回起始位置,然后从一端到另一端做重复几次“之”字运动。使用这种方法,将容易把陶瓷砂浆压入龟甲网孔内。在陶瓷砂浆还“湿”的时候,确保已获得正确的厚度。

为确保涂抹工程质量,工人必须站在尽量靠近头顶涂抹面的地方,必要时还需低头,这样做涂抹的工人才有足够的力量下压和移动砂浆板。

7、检查气袋:

涂抹时不时检查陶瓷砂浆,确认砂浆压入龟甲网的网孔内,并且涂层中没有气袋,因为这可能会引起涂层的脱落。

如怀疑有气囊存在,用泥刀刮开约10х10CM的砂浆,露出龟甲网,检查是否有气袋,如果有气袋,涂抹时应该在龟甲网后面压入更多的陶瓷砂浆。

检查完之后,在刮开的地方再次涂抹陶瓷砂浆,并且用砂浆板抹平。

8、施工注意事项

    (1)耐磨陶瓷涂料一定要紧紧地压入龟甲网网孔内。

    (2)施工区域必须清理干净,并按照2、3、4所述确实进行。

(3)施工应以较小范围开始涂抹,并紧紧压至龟甲网内,更重要的是,在表面干掉前,就应该在每次涂抹时便达到所要求之厚度。完工之后,可用镘刀将表面抹平,必要时则洒些水润湿。

(4)施工于水平面时,建议直接在覆盖面使用振动机,使其更均匀和紧密。但是垂直面或向下施工面,则不可使用振动机。

(5)表面完成之后,必须立即保护表面以防止迅速干化,可以用专用养护液进行处理。

(6)施工完毕后的耐磨陶瓷涂料尽可能达到3天的养护期。在养护期内,必须每天进行检查。

(7)耐磨陶瓷涂料在施工过程中及养护期内,严禁任何敲打、锤击等冲击行为。

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