工业锅炉防结焦耐高温远红外辐射涂料不二之选

2020-08-07 00:00

结焦是锅炉运行中常见的问题。在燃烧过程中,煤粉颗粒中所含的易熔或气化物质迅速挥发到烟气中,温度降低时凝结,或附着在受热面或被烟气冲刷的炉壁上,或凝结在飞灰颗粒表面,成为熔融的碱膜,然后附着在受热面上形成初始结焦层,成为结焦发展的条件。一般情况下,随着烟气移动的灰粒,由于炉水冷壁受热面吸热,会随着烟气一起冷却。如果液态渣粒在接近水冷壁或炉壁之前随着温度的降低而固化,以固态扩散到热管壁,就会形成松散的灰层,在运行中很容易通过吹灰去除。当炉内温度较高时,部分灰粒已经达到熔融或半熔融状态,而这些灰粒在扩散到受热面之前还没有冷却到凝固状态,具有很高的粘结能力,因此容易粘附在受热面或炉壁上,甚至保持熔融状态,粘附在熔融或半熔融状态的灰粒和未燃尽的焦炭上,使结焦从点到面不断发展,形成大块焦炭。


北京智胜华伟化工有限公司根据炉管结焦原理,研制出ZS高温远红外防辐射涂料,可有效防止结焦。


根据多个应用案例的应用,智胜华伟工程师对ZS应用耐高温远红外辐射涂料喷涂技术防止结焦做了如下分析


结焦的因素非常复杂,防止结焦的基本原则是消除结焦的基本条件。如果炉内高温烟气没有冲刷水冷壁或受热面,或者熔融的灰粒在气流接触壁管之前已经冷却并凝固或不结块,或者水冷壁和受热面附近产生氧化气氛,使灰熔点温度升高,或者水冷壁和受热面表面具有良好的抗结焦特性,则不会发生结焦。因此,要防止炉膛中下部结焦,应改善空气动力学条件,减少还原气氛的产生,提高水冷壁面的抗结焦特性。防止炉膛上部结焦主要取决于降低烟气温度或提高水冷壁面的抗结焦特性。


1.在炉水冷壁上喷涂ZS-高温远红外辐射防护涂层后,由于ZS-高温远红外辐射防护涂层的黑度为0.93,比常规水冷壁金属管的黑度高0.23,炉水冷壁的吸热能力会适当提高,炉壁附近的烟气温度会降低,熔融灰的冷却能力会增强,熔融灰在扩散过程中会变成半熔融状态或固态,灰的粘附能力会降低,从而有效防止或避免结焦;


2.炉膛水冷壁表面采用ZS耐高温远红外辐射涂料。由于ZS-高温抗远红外辐射涂层属于非金属材料,其热阻略大于金属管壁热阻,使得熔融灰粒向管壁传导放热缓慢,不易快速放热造成凝固结焦。


3.ZS耐高温远红外辐射涂料是通过纳米加工制成的,因此它具有纳米材料的共同特点——表面能小。这使得涂层的表面能与原来的金属管壁相比大大降低,使熔融的焦炭颗粒难以附着在受热面上,防止水冷壁污染,从而有效避免或减少结焦。即使有少量结焦,由于壁面表面能小,焦炭块小的时候会超过粘附临界值自行脱落,不可能形成大的结焦块。在水冷壁区域喷涂ZS耐高温远红外辐射涂层后,ZS耐高温远红外辐射涂层可以改善辐射传热,增加近壁区域和燃烧区域的温度梯度。在适当增加炉膛水冷壁吸热的同时,炉膛出口烟气温度相应降低,烟气中熔融灰的形成减少或消除,使灰在接触屏前固化,从而避免或减少水冷壁和屏面上焦渣的形成。同时,由于ZS耐高温远红外辐射涂料的纳米特性,提高了涂层的光滑度,有效防止了污垢的产生。


通过以上分析,不难看出ZS-高温远红外防辐射涂料在防止结焦和减少结焦方面是有效的,这种涂料的特性可以用来改善煤粉锅炉严重结焦的现象。


本文中相关术语的解释

一般来说,燃煤电站锅炉结焦的原因有三个,**是煤的结焦倾向,第二是锅炉的布置,第三是燃烧调整。

最初设计水冷壁时,目的不是为了加热,而是为了冷却炉膛,使其免受高温破坏。后来由于其良好的换热功能,逐渐取代了汽包作为锅炉的主要加热部件。锅炉炉膛内壁由许多平行管道组成的蒸发受热面。水冷壁的作用是吸收炉内高温火焰或烟气的辐射热,在管道内产生蒸汽或热水,降低炉壁温度,保护炉壁。在大容量锅炉中,锅炉内火焰温度很高,热辐射强度很大。锅炉中40 ~ 50%或更多的热量被水冷壁吸收。除少数小容量锅炉外,现代水管锅炉采用水冷壁作为主要的蒸发受热面。


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