[发明专利]一种电力煤粉锅炉高温防结焦电弧喷涂粉芯丝材

说明书

本发明涉及一种热喷涂材料，具体涉及一种电力煤粉锅炉高温防结焦电弧喷涂粉芯丝材，属于抗磨材料技术领域。该丝材中的粉芯按质量百分比范围包括如下化学成分：ZrO2粉：18‑25%、Al2O3粉8‑12%，MgO粉：10‑15%、Cr2O3：10‑18%、Si粉：3‑8%、Ni粉：3‑10%、氟硅酸盐2‑4%、稀土氧化物1‑3%、可溶性硅酸盐2‑5%、可膨胀石墨粉：余量。本发明所制备涂层有极好的结合强度且具有高温防结焦性能的电力煤粉锅炉专用电弧喷涂丝材，替代市场上其他的防结焦涂料，可大大提升煤粉炉炉管抗结焦能力。

技术领域

本发明涉及一种热喷涂材料，具体涉及一种电力煤粉锅炉高温防结焦电弧喷涂粉芯丝材，属于抗磨材料技术领域。

背景技术

电力燃煤锅炉结焦主要是煤粉炉锅炉水冷壁管、高温过热器管、高温再热器管、炉膛、燃烧器喷口、由烟气中夹带的熔化或部份熔融的颗粒碰撞在换热表面冷却凝固而成，焦渣会引起换热面效率降低，炉内气温升高，炉管过热而超过它的允许使用温度，引起爆管，严重威胁着使用锅炉企业的安全生产。

锅炉结焦机理是十分复杂的物理化学过程，煤粉从喷燃器进入炉膛，被加热干燥，然后着火燃烧，直至燃烧产物进入对流受热面，所有这些过程一般都是在 1.5—3S 时间内完成的。在固态除渣煤粉炉中燃烧中心温度高达 1400—1600 度，燃料中灰分在这个温度下，大多熔化成液态或软化状态。随着烟气的流动烟温和灰渣温度因水冷壁吸热而降低。当灰渣撞击受热面或炉墙时，如果灰渣表面已冷却到固体状态，则撞击后灰渣仍能被烟气带走，只是引起一些磨损而已。如果当灰渣撞击受热面或炉墙时保持软化状态或熔化状态则将粘结在壁面上，造成结渣。结渣过程是一个自动加剧的过程，发生结渣后，由于渣层表面粗糙，渣与渣之间的粘附力很大，加之燃烧室内空间的温度和壁面温度都因传热受阻而升高，使灰粒更加容易粘结，从而加剧了结渣过程的发展。

燃煤的煤质对电厂锅炉的结焦有着根本的影响，结焦的内因受灰质的组成成分和熔化温度影响。煤中的硫化铁、氧化亚铁、氧化钾和氧化钠含量高时,灰熔点低,容易结渣当煤中的氧化硅、氧化铝含量高时,灰熔点高,不容易结渣。锅炉运行氧量即炉内的氧化或还原性气体，它对锅炉的结焦有非常大的影响，如果锅炉运行氧量偏低，炉内还原性气体较强，煤的灰熔点就会下降，锅炉就容易结焦。在炉内还原性气体中，Fe2O3 会还原成 FeO，灰熔点随之迅速降低，而且 FeO 最容易与灰渣中的 SiO2 形成熔点很低的2Fe O·Si O2，其灰熔点仅为 1065 ℃。在机组满负荷或接近额定负荷时由于出力受限制及空气预热器局部堵塞等原因，相应的煤量、引风机电流、引风机开度等都增大造成锅炉运行氧量均偏低，那么在炉膛出口处肯定存在还原性气体很强的区域，使得煤灰的结焦性很强。

目前国内常用抗渣防结焦通常的做法是控制燃料煤质量，调整吹风参数、再则停炉打焦，用压缩空气吹灰或更换炉管。也有给换热面涂刷防结焦高温涂料的方案，但是涂料结合强度往往不够，高温运行易开裂、脱落，也有不能抗高温氧化，导热系数不理想等等诸多短板，这给电厂企业长周期稳定一下带来了巨大的困扰。

发明内容

本发明目的在于提供一种电力煤粉锅炉高温防结焦电弧喷涂粉芯丝材，本发明所制备涂层有极好的结合强度且具有高温防结焦性能的电力煤粉锅炉专用电弧喷涂丝材，替代市场上其他的防结焦涂料，可大大提升煤粉炉炉管抗结焦能力。

电弧热喷涂技术是一种制备抗结焦涂层的有效方法。电弧喷涂具有快速加热、快速冷却并可以现场大面积施工、成本低、涂层性能稳定、结合强度高等特点，可广泛应用于锅炉炉管换热面防护领域。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种电力煤粉锅炉高温防结焦电弧喷涂粉芯丝材，该丝材中的粉芯按质量百分比范围包括如下化学成分：ZrO2粉：18-25%、Al2O3 粉8-12%，MgO粉：10-15%、Cr2O3：10-18%、Si粉：3-8%、Ni粉：3-10%、氟硅酸盐2-4%、稀土氧化物1-3%、可溶性硅酸盐2-5%、可膨胀石墨粉：余量。

进一步的，所述氟硅酸盐为氟硅酸钠。