[发明专利]垃圾焚烧发电锅炉水冷壁再制造方法

说明书

针对锅炉水冷壁管排正、反面使用寿命严重不均的问题，本发明提供一种垃圾焚烧发电锅炉水冷壁再制造方法，该方法对原管排背面即再制造管排正面，利用复合梯度涂层表面强化技术在管排表面制备涂层；对原管排正面即再制造管排背面，利用合金堆焊表面修复技术加固强化处理；对原管排内管表面，利用化学镀修复与强化技术修复表面锈蚀层和疲劳微裂纹。从而实现了锅炉金属管排材料的循环利用，而且再制造水冷壁管排的成本仅占制造新管排的49.8％，契合国家循环经济的发展战略，具有该行业的开创性和相关领域的引领性。

技术领域

本发明属于发电锅炉技术领域，尤其涉及一种垃圾焚烧发电锅炉水冷壁再制造方法。

背景技术

近年来，随着国家循环经济重大方针政策的贯彻执行，我国垃圾焚烧发电进入快速发展轨道，垃圾焚烧发电装机规模、发电量井喷式高速发展，目前居世界第一。水冷壁是锅炉的主要受热部分，是由管子和鳍片焊成的气密式结构，敷设在锅炉炉膛内壁组成的蒸发受热面。水冷壁的作用是吸收炉膛中高温火焰或烟气的辐射热量,在管内产生热水及蒸汽用于发电，同时降低炉墙温度,保护炉墙。炉内火焰温度最高接近900℃。锅炉中有超过50％的热量由水冷壁所吸收。

(1)水冷壁的失效原因

一是腐蚀、磨损、蠕胀、疲劳、过热等失效都将产生表面锈蚀坑、飞灰磨痕、疲劳微裂纹，从而引起受热面管道减薄，最终甚至发生爆管及泄露等事故，大大降低锅炉的使用寿命；

二是粘污、结渣、结垢会降低炉内受热面的传热能力。灰污在受热面沉积后，由于其导热系数很低，热阻很大，一般粘污数小时后水冷壁的传热能力会降低30％-60％，使得炉内温度相应提高。

(2)水冷壁的使用特点

由于原水冷壁受热面直接受到高温腐蚀和烟灰冲蚀，表面损伤较为严重。而水冷壁背面工作温度仅为100-200℃，报废时其背面基本完好无损，仅有管道内壁的锈蚀引起的少量减薄，约占管道背面厚度的5％以下。

(3)水冷壁的报废标准

国标将壁厚减薄30％视为报废门槛值。以使用较普遍的管道为例，管道受热面管厚从5mm减薄到3.5mm就可报废，考虑到国标存在安全裕度，企业往往会延时更换，实际上，绝大多数管排直到管厚为2-3mm才报废。

(4)管排再制造基础

每年全国共报废数十万平米近万吨的水冷壁管排，由于水冷壁管排正面和背面使用环境造成的失效的较大差异性，其中一半优质的合金材料未尽其用就被丢弃，造成了资源和制造能源极大浪费。

对报废管排的受热面进行分析，发现处于锅炉内的不同位置，如第一通道温度、压力、烟灰量等为最高，第二、三通道递减。即使在同一通道内，也由于距离燃烧核心区远近、高度等空间位置不同差别也很大，由此造成不同位置的管排受热面腐蚀、磨损的情况大不相同，最终造成服役寿命相差较大。然而，目前国标的报废标准只是管厚的平均减薄量(壁厚减少30％)一个指标。也正因如此，为报废管排的再制造提供了基础。

发明内容

基于现有的管排再制造基础，本发明提供一种垃圾焚烧发电锅炉水冷壁再制造方法，

一种垃圾焚烧发电锅炉水冷壁再制造方法，该方法对再制造毛坯的管排正、背面及管内的三个表面分别采用不同的表面工程技术进行再制造：

1)对原管排背面即再制造管排正面，利用复合梯度涂层表面强化技术在管排表面制备涂层：采用火焰喷涂自熔合金配合高频感应重熔的方法在管排表面制备涂层，即先用氧乙炔火焰喷涂厚自熔合金涂层，再用高频感应重熔线圈加热管排受热面使涂层材料重熔，使涂层孔隙率降低和结合强度提高。

2)对原管排正面即再制造管排背面，利用合金堆焊表面修复技术加固强化处理；