鍋爐是火力發(fā)電廠(chǎng)的重要組成部件，是利用燃煤的熱能將工質(zhì)加熱到一定溫度和壓力的換熱設(shè)備，也稱(chēng)為蒸汽發(fā)生器。
一、鍋爐的構(gòu)成、運(yùn)行事故及原因
1．鍋爐的構(gòu)成
鍋爐由主要部件和輔助裝置構(gòu)成。下表所列為現(xiàn)代大型自然循環(huán)高壓鍋爐所必備的主要部件和輔助裝置。
2．鍋爐運(yùn)行事故
鍋爐是一種特殊的密閉性的熱工設(shè)備。不僅直接受火焰與煙氣的沖刷，而且承受比大氣壓力高的介質(zhì)壓力。因此，鍋爐設(shè)備的安全運(yùn)行直接與國(guó)家財(cái)產(chǎn)、人身安全息息相關(guān)。加強(qiáng)鍋爐的維護(hù)保養(yǎng)，是保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行非常重要的環(huán)節(jié)之一。
一般常見(jiàn)的鍋爐事故有以下幾種：鍋筒爆炸事故、嚴(yán)重缺水事故、嚴(yán)重滿(mǎn)水事故、汽水共騰、受熱面管子破裂、省煤器管破裂、過(guò)熱器管破裂、空氣預(yù)熱器管破裂及爐墻開(kāi)裂或倒塌等。
3．產(chǎn)生事故的原因
我國(guó)電站鍋爐和工業(yè)鍋爐以燃煤為主。1998年，我國(guó)由煤生產(chǎn)的電力份額約占75%。隨著世界范圍內(nèi)對(duì)資源、環(huán)境污染等問(wèn)題重視程度的日益提高，盡管如天然氣、核能以及其他可再生的能源在電力生產(chǎn)中所占的份額會(huì)逐年增加，但據(jù)預(yù)計(jì)直到2050年之前，煤作為我國(guó)電力能源所占的份額都會(huì)超過(guò)50%。而動(dòng)力用煤質(zhì)量偏劣，含灰量和含硫量等均較高，容易造成受熱面沾污、積灰、腐蝕和磨損。我國(guó)發(fā)電廠(chǎng)運(yùn)行的分析資料表明，在發(fā)電廠(chǎng)的設(shè)備事故中，鍋爐事故最多。而在鍋爐事故中，“四管”(指水冷壁管、過(guò)熱器管、再熱器管和省煤器管)爆漏次數(shù)最多。“四管”爆漏約占鍋爐全部事故的40%-60%，甚至達(dá)70%。
二、熱噴涂技術(shù)在燃煤電廠(chǎng)鍋爐防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用
熱噴涂(簡(jiǎn)稱(chēng)噴涂)是利用熱源將噴涂材料加熱熔化或軟化，靠熱源自身的動(dòng)力或外加的壓縮氣流，將熔滴霧化或推動(dòng)熔粒成噴射的粒束，并以一定速度噴射到基體表面形成涂層的工藝方法。
在噴涂過(guò)程中或涂層形成后，對(duì)金屬基體和涂層加熱，使涂層在基體表面熔融，并和基體產(chǎn)生擴(kuò)散或互熔，形成與基材冶金結(jié)合的噴焊層，這也是熱噴涂的方法之一，稱(chēng)為熱噴焊(簡(jiǎn)稱(chēng)噴焊)。
腐蝕從表面開(kāi)始，磨損在表面進(jìn)行，疲勞因表面損傷而顯著加速。作為表面工程技術(shù)重要分支之一的熱噴涂技術(shù)，在鍋爐防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用是科技發(fā)展的必然結(jié)果。
目前，在我國(guó)燃煤電廠(chǎng)鍋爐防護(hù)領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的是電弧噴涂技術(shù)。此外，超音速火焰噴涂技術(shù)以及火焰噴涂(焊)技術(shù)也有一定程度的應(yīng)用。
1．電弧噴涂技術(shù)
電弧噴涂是利用兩根被噴涂的絲材作白耗電極，當(dāng)兩絲材短接將電弧引燃后，只要絲材連續(xù)送進(jìn)，不斷補(bǔ)充熔化并被壓縮空氣吹向工件，就能維持電弧燃燒即噴涂過(guò)程。與其他熱噴涂工藝相比，電弧噴涂設(shè)備簡(jiǎn)單，噴涂成本較低但效率很高，且對(duì)操作人員的要求較低，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)可重復(fù)性較強(qiáng)。因此，在電廠(chǎng)鍋爐“四管”的現(xiàn)場(chǎng)噴涂防護(hù)中，一般均采用電弧噴涂工藝。
目前，用于電廠(chǎng)鍋爐“四管”防護(hù)的材料主要分為合金絲材和粉芯絲材兩類(lèi)。前者以鎳鉻型材料為典型代表。其中,由北京有色金屬研究總院研制成功的Cr含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))在40%～45%之間的高鉻鎳基合金絲材PS45，在國(guó)內(nèi)獲得廣泛應(yīng)用(見(jiàn)圖1a)。非常高的鉻含量使得由該種合金絲材制備的涂層在高溫環(huán)境下能發(fā)生選擇性氧化，在涂層表面形成一層連續(xù)而致密的Cr2O3保護(hù)膜，從而有利于阻止外界腐蝕介質(zhì)的侵入和涂層內(nèi)金屬離子的向外擴(kuò)散。同時(shí)，試驗(yàn)表明，該種涂層材料還具有十分優(yōu)異的抗硫化物(包括SO2、H2S以及硫酸鹽等)腐蝕性能，使其非常適于燃燒高硫煤的煤粉鍋爐以及有著類(lèi)似工況的零部件的預(yù)防護(hù)。
