CFB锅炉水冷壁电弧喷涂工艺及耐磨材料的研究

摘要

循环流化床是近年来发展起来的一种高效、低污染的清洁燃烧技术锅炉，以其燃料适应性广、燃烧和脱硫效率高、负荷调节性能好、灰渣易于综合利用等优点，已成为首选的燃烧设备。然而由于该炉型的水冷壁管工作在高温、固体物料冲蚀、烟气腐蚀的恶劣环境中，极易产生磨损和高温腐蚀，使管壁减薄甚至磨穿。这不仅严重影响锅炉的安全运行，而且造成巨大的经济损失，已成为目前亟待解决的一个技术难题。 本论文针对循环流化床锅炉所普遍存在的水冷壁磨损问题，在深入了解循环流化床锅炉水冷壁的工况条件、影响因素和防治措施的基础上，详细阐述了循环流化床锅炉工作过程及水冷壁的磨损机理。通过涂层结合强度试验、常温磨损试验和冲蚀试验，对循环流化床锅炉水冷壁电弧喷涂防磨技术进行了研究，分析了电弧喷涂工艺参数对涂层性能的影响规律，确定了电弧喷涂工艺参数最佳水平组合。结果表明，影响涂层性能稳定性的工艺参数主要是电弧电流，其次是喷涂距离和雾化空气压力，电弧电压影响较小。涂层结合强度随着电弧电流变大而增强，但电弧电流过大，涂层的耐磨损性能却有所下降。电弧电流一定时，喷涂距离过大或过小都不利于涂层性能的稳定，且喷涂距离和雾化空气压力为反向组合时涂层性能稳定性最差。 此外，通过工程应用实例——沈阳皇姑热电厂YG-75/5.29-M5型循环流化床锅炉水冷壁电弧喷涂防磨工程，喷涂后锅炉运行情况表明，根据本论文试验所获得的电弧喷涂最佳工艺参数制备的涂层防磨效果良好，满足现场实际应用要求。 本论文的工作表明，具有最佳参数的电弧喷涂技术是一种有效控制循环流化床锅炉水冷壁磨损的手段。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1本课题研究的目的和意义

1.2 CFB锅炉简介

1.2.1 CFB锅炉的发展

1.2.2 CFB锅炉的技术特点

1.3磨损理论

1.3.1磨料磨损

1.3.2冲蚀磨损

1.3.3腐蚀磨损

1.4热喷涂技术

1.4.1热喷涂技术的发展

1.4.2热喷涂原理及特点

1.4.3热喷涂的种类

1.4.4热喷涂工艺过程

1.5电弧喷涂技术

1.5.1电弧喷涂的优点和存在的问题

1.5.2电弧喷涂工艺过程

1.6本课题研究的主要内容和方法

1.6.1主要内容

1.6.2研究方法

2 CFB锅炉水冷壁磨损机理及防治措施

2.1 CFB锅炉的工作原理

2.2 CFB锅炉的优点和存在的问题

2.2.1主要优点

2.2.2存在的主要问题

2.3 CFB锅炉磨损部位及其严重性

2.4 CFB锅炉水冷壁磨损机理

2.4.1水冷壁工况条件及磨损区域

2.4.2水冷壁磨损机理

2.5水冷壁磨损的防治措施

2.5.1防治措施应遵循的原则

2.5.2主要防治措施

3水冷壁电弧喷涂工艺参数优化试验

3.1电弧喷涂基本原理

3.2试验材料和设备

3.2.1试验材料

3.2.2试验设备

3.2.2试验工艺过程

3.3试验方案设计

3.4喷涂工艺参数对涂层结合强度的影响试验

3.4.1试验设备

3.4.2试样的制备

3.4.3试验过程

3.4.4结合强度计算

3.4.5试验结果判定

3.5喷涂工艺参数对涂层耐磨性的影响试验

3.5.1试验设备

3.5.2试样的制备

3.5.3试验过程

3.6涂层冲蚀磨损性能试验

3.6.1试验设备

3.6.2试样的制备

3.6.3试验过程

4试验结果分析及工程应用

4.1试验结果及分析

4.1.1试验结果

4.1.2分析

4.1.3最佳工艺参数的确定

4.2涂层结合强度的影响因素分析

4.3涂层耐磨性的影响因素分析

4.4冲蚀磨损试验结果分析

4.4.1试验结果

4.4.2分析

4.5工程实例

4.5.1沈阳皇姑热电厂75t/h锅炉结构介绍

4.5.2耐磨方案

4.5.3效果分析

5结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

在学研究成果

致谢