复合陶瓷涂层防腐蚀机理及对锅炉运行参数影响研究
我国电站锅炉燃用煤种较差，受热面爆管现象比较严重，其中高温腐蚀是造成受热面爆管泄露的主要原因之一。针对这一问题，本文采用热化学反应法在20G钢、15CrMoG钢和 TP347钢三种常用锅炉受热面钢材表面制备Si3N4/BN复合陶瓷涂层，并进行腐蚀试验，验证其抗腐蚀性能。同时，将Si3N4/BN复合陶瓷涂层应用到现场，并通过热力计算研究复合陶瓷涂层对锅炉运行参数的影响。 本文对Si3N4/BN复合陶瓷涂层的表面及界面进行了SEM形貌分析。结果表明：涂层表面陶瓷颗粒分布均匀且较为致密；涂层与基体结合状况良好，结合区域没有明显的孔洞、缝隙、裂纹等缺陷，可有效阻止腐蚀物接近金属基体，防止腐蚀。 随后，在腐蚀试验台上对复合陶瓷涂层试样进行腐蚀试验，腐蚀环境为SO2气体腐蚀、H2S气体腐蚀以及硫酸盐腐蚀。SO2腐蚀结果表明：20G基涂层、15CrMoG基涂层和TP347基涂层分别比基体抗SO2腐蚀性能提高5.39倍、6.53倍以及2.28倍。H2S腐蚀结果表明：20G基涂层、15CrMoG基涂层和TP347基涂层分别比基体抗H2S腐蚀性能提高9.59倍、2.69倍以及3.82倍。硫酸盐腐蚀结果表明：20G基涂层、15CrMoG基涂层和TP347基涂层分别比基体抗硫酸盐腐蚀性能提高1.73倍、1.49倍以及1.54倍。 最后，结合Si3N4/BN复合陶瓷涂层在1台670 t/h锅炉上的应用，进行了加涂层后的热力计算。计算结果表明：喷涂涂层后吸热量增加，水冷壁和大屏过热器喷涂比例不合理是导致过热汽温偏低的主要原因，对大屏区域进行涂层全喷涂，可使过热汽温达到设计值。进行改变各受热面喷涂面积比例和火焰中心高度的工况计算，主要结果为：增大水冷壁和屏过喷涂面积可有效降低炉膛出口烟温和减温水量，获得了最佳喷涂面积比。
电站锅炉;复合陶瓷涂层;防腐蚀机理;运行参数;热力计算
中国计量大学
硕士
能源计量与测试
池作和
2015
中文
TM621.8
86
2017-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）