一种提高燃煤锅炉受热面管道抗烟气腐蚀性能的方法

摘要

本发明公开了一种提高燃煤锅炉受热面管道抗烟气腐蚀性能的方法，通过在管道上缠绕、粘贴耐蚀合金薄带(不大于500微米)，达到即不影响受热面的传热效率，又能显著提高管道烟气侧抗高温腐蚀、冲刷磨损性能的目的。本发明可用于锅炉水冷壁、过热器、再热器、省煤器等受热面部件。与目前采用的热喷涂，施加防磨瓦、套管等方法相比，本发明操作简单，导热效率高，成本低，使用寿命长等有点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗烟气腐蚀的方法，具体涉及一种提高燃煤锅炉受 热面管道抗烟气腐蚀性能的方法。

背景技术

锅炉的水冷壁、过热器、再热器、省煤器管子及其吊挂零件与锅炉 燃烧烟气直接接触，腐蚀问题极为严重，由此导致发生泄漏和爆破事故， 是威胁电厂锅炉安全运行的重要因素之一，因而必须给予充分的重视。 同时，烟气侧的抗腐蚀性能也是锅炉管道选材的中指标之一。

锅炉受热面的烟气侧腐蚀是一个较为复杂的物理化学过程。此类腐 蚀在受热面管道上广泛存在，而且种类多样。包括：1)高温腐蚀。通常 包括硫化物型高温腐蚀和硫酸盐型高温腐蚀两大类；2)机械沉积。由于 水冷壁表面的粗糙和各种引力的作用，使细粒飞灰堆积而形成疏松的灰 污层；3)粘结沉积物。由于灰中碱金属氧化物在高温烟气中的升华，遇 冷凝结在水冷壁或灰层中灰粒相互产生化学作用，形成低熔点化合物形 成粘性沉积物；4)烧结性积灰。由于高温生化后凝结在水冷壁上的碱 金属氧化物与烟气中的三氧化硫、氧化铝、氧化铁等发生化学反应，形 成各种硫酸盐；或是煤燃烧时释放出来的钠和钾与烟气中的三氧化硫反 应生成汽态的硫酸钠和硫酸钾，扩散及凝结在温度较低的管壁上；5)熔 渣层。沾污灰层表面温度较高，且粗糙，熔化灰粒极易在上面结渣。粘结 灰层由于得不到冷却，表面是熔化状态，更易不断粘结灰粒，使灰渣层 变厚，温度更高，直接表面熔化成液态渣流走，达到平衡为止。

在锅炉运行中以上的几种的沾污和结渣过程是交叉进行的，但并不 一定几种类型同时存在，主要与煤种、炉内气氛及燃烧工况有关。例如： 实际管材表面多相反应产生的SO₃浓度是变化的；实际灰沉积物中温度 梯度很大；另外，燃煤锅炉受热面的飞灰磨损，不但要造成受热面的频 繁更换。使发电成本增加，而且还将造成受热面的泄漏或爆管事故，危 害很大。受热面的飞灰磨损一般都带有局部的性质，在烟速高的烟气走 廊区和灰粉浓度大的区域，通常磨损较严重，从被磨损管子的周界来看， 磨损程度也是不均匀的针对受热面的腐蚀问题，解决的方法通常是改变 燃烧设计或采用防腐蚀层以缓解腐蚀。根据电站锅炉的运行经验，普遍 采用的防腐蚀层为热喷涂耐蚀(耐磨)材料，盖防磨瓦(板)，耐蚀套管、 高温涂料等措施。

专利《一种超超临界锅炉用热喷涂丝材》(200910082746.0)发明了 一种超超临界锅炉用热喷涂丝材，发明了一种用于超超临界锅炉高温过 热器及再热器部位防护的高强耐磨热喷涂丝材。是以低碳钢带或不锈钢 带为丝材外皮，丝芯中添加有CrB₂和SiC混合物粉末；CrB₂和SiC混 合物粉末在丝芯中的含量为：22-50wt％。该发明制作的涂层防磨抗冲蚀 效果很好，但涂层主体成分为不锈钢，其抗硫化腐蚀性能比较差，同时 喷涂涂层在服役过程中易剥落，且在维护焊接过程中，涂层会影响焊接 质量。专利《抗高温硫腐蚀喷涂粉芯线材》(201010537078.9)发明了一 种抗高温硫腐蚀喷涂粉芯线材，药芯成分质量百分含量范围为：金属铬： 30～70％；镍：6～15％；硼铁：10～20％；硅铁：5～10％；铝：5～10％； 铜：2～10％；稀土：2～5％。该喷涂材料适用于碳钢、铁素体钢等热膨 胀系数较小的钢管，而对于奥氏体钢，高温合金等热膨胀系数较大的钢 管不适用，易脱落。专利《耐高温防磨涂料》(02112893.6)发明了一种 用于火力发电厂锅炉受热面的金属管壁上的耐高温防磨涂料。通过将重 量30％至40％甲料和占总重量60％至70％乙料组成。其中，甲料为复 合磷酸盐结合剂，由双氢磷酸铝、硅溶胶、钾水玻璃混合加热反应冷却 后制得；乙料为混合粉料，由白刚玉细粉、白刚玉超微粉、棕刚玉细粉、 棕刚玉超微粉、红柱石、硅线石、生粘土、硼砂、六偏磷酸钠混合均匀 制成。涂层经常温养护及高温固化，即形成一层表面光滑、耐磨性能好 的防磨涂料。该技术能起到保护锅炉炉管免受高温高速烟气流的冲刷， 无法阻止管道的高温氧化腐蚀，且锅炉启停过程易脱落。

除了涂层技术以外，覆盖防磨瓦也是电厂常用的耐蚀、防磨手段之 一。防磨瓦一般由碳钢，锰钢制成，成本相对较低。专利《锅炉埋管防 磨瓦》(200920088355.5)发明了一种锅炉埋管防磨瓦，其基本结构是 呈半圆形，其一端设计有凹槽，另一端为企口平端，瓦片的平端可插入 前一片的凹槽中，依次连接，可有效防止埋管的冲刷磨损。专利《锅炉 省煤器防磨损装置》(201220138687.1)发明了一种由弧形防磨瓦、省 煤器排管、大防磨板、小防磨板、穿墙防磨板、耐热钢筋、拉筋组成的 防磨装置，通过不同形状防磨瓦的合理衔接，达到管道表面完全覆盖的 目的。但是无论如何防磨瓦的设计如何，在瓦片的安装过程中需要通过 大量的焊接技术，这不仅增加了维护工作的难度，同时直接在管道上点 焊也会有损管道的寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种提高燃煤 锅炉受热面管道抗烟气腐蚀性能的方法，该方法可以有效的提高燃煤锅 炉受热面管道抗烟气腐蚀性能，进而提高燃煤锅炉受热面管道的寿命。

为达到上述目的，本发明所述的提高燃煤锅炉受热面管道抗烟气腐 蚀性能的方法具体操作为：除去燃煤锅炉受热面管道的外壁上的结焦及 腐蚀层，然后通过粘接剂在燃煤锅炉受热面管道的外壁上缠绕或贴合耐 蚀合金薄带，所述耐蚀合金薄带的成分为40-80％的Ni、15-55％的铝、 0～5％的杂质，耐蚀合金薄带的厚度大于等于100微米且小于或等于500 微米。

所述粘接剂为硅酸铝或磷酸盐。

通过机械的方式除去燃煤锅炉受热面管道的外壁上的结焦及腐蚀 层。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述提高燃煤锅炉受热面管道抗烟气腐蚀性能的方法在对燃 煤锅炉受热面管道处理的过程中，通过粘接剂在燃煤锅炉受热面管道的 表面缠绕或贴合耐蚀合金薄带，耐蚀合金薄带中Al含量为15-55％，厚 度薄、易缠绕及粘贴，含Al量高，进而使耐蚀合金薄带具有高抗氧化级 耐腐蚀性能，进而在不影响受热面的传热效率的同时提高燃煤锅炉受热 面管道的使用寿命。

附图说明

图1为本发明中实施例一、实施例二及实施例四中耐蚀合金薄带缠 绕过程的结构示意图；

图2为本发明中实施例三中耐蚀合金薄带粘合过程的结构示意图。 具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

实施例一

参考图1，当燃煤锅炉受热面管道为过热器时，所述提高燃煤锅炉 受热面管道抗烟气腐蚀性能的方法具体操作为：除去燃煤锅炉受热面管 道的外壁上的结焦及腐蚀层，然后通过粘接剂在燃煤锅炉受热面管道的 外壁上按螺旋方式缠绕耐蚀合金薄带，所述耐蚀合金薄带的成分为80％ 的Ni、15％的铝及5％的杂质，耐蚀合金薄带的厚度为500微米。

所述粘接剂为硅酸铝。

通过机械的方式除去燃煤锅炉受热面管道的外壁上的结焦及腐蚀 层。

实施例二

参考图1，当燃煤锅炉受热面管道为再热器时，所述提高燃煤锅炉 受热面管道抗烟气腐蚀性能的方法具体操作为：除去燃煤锅炉受热面管 道的外壁上的结焦及腐蚀层，然后通过粘接剂在燃煤锅炉受热面管道的 外壁上缠绕耐蚀合金薄带，所述耐蚀合金薄带的成分为40％的Ni、55％ 的铝、5％的杂质，耐蚀合金薄带的厚度为500微米。

所述粘接剂为磷酸盐。

通过机械的方式除去燃煤锅炉受热面管道的外壁上的结焦及腐蚀层。

实施例三

参考图2，当燃煤锅炉受热面管道为水冷壁时，所述提高燃煤锅炉 受热面管道抗烟气腐蚀性能的方法具体操作为：除去燃煤锅炉受热面管 道的外壁上的结焦及腐蚀层，然后通过粘接剂在燃煤锅炉受热面管道的 外壁上沿轴向贴合耐蚀合金薄带，所述耐蚀合金薄带的成分为70％的Ni、 28％的铝及2％的杂质，耐蚀合金薄带的厚度为250微米。

所述粘接剂为硅酸铝。

通过机械的方式除去燃煤锅炉受热面管道的外壁上的结焦及腐蚀层。

实施例四

参考图1，当燃煤锅炉受热面管道为省煤器时，所述提高燃煤锅炉 受热面管道抗烟气腐蚀性能的方法具体操作为：除去燃煤锅炉受热面管 道的外壁上的结焦及腐蚀层，然后通过粘接剂在燃煤锅炉受热面管道的 外壁上螺旋缠绕耐蚀合金薄带，所述耐蚀合金薄带的成分为60％的Ni 及40％的铝，耐蚀合金薄带的厚度为100微米。

所述粘接剂为磷酸盐。

通过机械的方式除去燃煤锅炉受热面管道的外壁上的结焦及腐蚀层。

利用本发明所述方法在某600℃超超临界机组锅炉管道的应用：