CN110030545B - 防腐耐磨膜式水冷壁结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防腐耐磨膜式水冷壁结构，膜式水冷壁本体由若干个水冷壁管和鳍片拼排焊接而成，膜式水冷壁本体的向火侧外表面上由里至外依次涂有可焊金属涂层、防腐耐磨金属涂层和无机封孔剂涂层；水冷壁管的向火侧外表面上点焊有使可焊金属涂层紧密结合在水冷壁管和鳍片的向火侧外表面上、以及使防腐耐磨金属涂层紧密结合在可焊金属涂层的外表面上的若干个焊点。本发明大幅度提高涂层的防腐耐磨性能，有效降低锅炉水冷壁管的高温腐蚀和磨损减薄，减少机组非计划停运，提高锅炉系统的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉四管防磨防爆技术领域，具体涉及一种防腐耐磨膜式水冷壁结构。
背景技术
近年来，随着新环保标准的实施，为了有效降低烟气中Nox的排放浓度，火力发电厂进入了低氮燃烧器改造的高峰期。低氮燃烧器改造会导致燃烧器附近水冷壁区域的还原性气氛加强，从而加剧了水冷壁的高温腐蚀。同时，随着火力发电厂参入深入调峰，机组负荷变化频繁，也容易引起燃烧不稳定，产生还原性气氛，以及造成烟气冲墙，继而发生水冷壁高温腐蚀和飞灰磨损。据统计，某集团公司2018年度火力发电机组发生非计划停机中因水冷壁爆泄引起的占37.31%，这其中，高温腐蚀和磨损减薄是导致水冷壁失效的最主要原因。
鉴于此，申请号为2018111504081的中国专利：一种受热面防磨蚀的膜式水冷壁及其制备方法，该申请中在鳍片管受热面包覆防腐蚀层，防腐蚀层分为夹层和防磨瓦，夹层包覆在鳍片管受热面，防磨瓦通过防磨瓦卡环包覆在夹层外表面，虽然能达到一定的防腐蚀效果，但是其换热效果、夹层及防磨瓦包覆在鳍片管受热面的牢固程度不佳。
因此，有必要对现有的膜式水冷壁结构进行改进和优化。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理、耐磨损和高温腐蚀的膜式水冷壁结构，从而保证锅炉安全、稳定、经济运行，提高锅炉系统的使用寿命，减少机组非计划停运。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种防腐耐磨膜式水冷壁结构，包括膜式水冷壁本体，所述膜式水冷壁本体由若干个水冷壁管和鳍片拼排焊接而成，其特征在于：所述膜式水冷壁本体的向火侧外表面上由里至外依次涂有可焊金属涂层、防腐耐磨金属涂层和无机封孔剂涂层；所述水冷壁管的向火侧外表面上点焊有使可焊金属涂层紧密结合在水冷壁管和鳍片的向火侧外表面上、以及使防腐耐磨金属涂层紧密结合在可焊金属涂层的外表面上的若干个焊点。
优选的，所述水冷壁管为具有内螺纹的圆形钢管，其管壁厚度为5-15mm，其外径为20-80mm。
优选的，所述水冷壁管与鳍片的材质相同，均为12Cr1MoV耐热钢。
优选的，所述鳍片的厚度为5-15mm，宽度为20-50mm。
优选的，所述焊点采用不锈钢焊条点焊形成，且焊透至所述水冷壁管；相邻两个焊点的间距为50-60mm。
优选的，所述焊点的高度为2.0-3.0mm。
优选的，所述可焊金属涂层的厚度为0.3-0.5mm，其材质为防腐耐磨NiCrTi系涂层材料。
优选的，所述防腐耐磨金属涂层的厚度为2.0-3.0mm，其材质为防腐耐磨NiCrTi系涂层材料。
优选的，所述无机封孔剂涂层的厚度为0.05-0.15mm。
优选的，所述防腐耐磨金属涂层的外表面与焊点的顶面在同一高度。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1、在膜式水冷壁本体的向火侧外表面形成一层致密连续的可焊金属涂层，通过在水冷壁管的向火侧外表面上设置焊点，使可焊金属涂层与水冷壁管及鳍片紧密无缺陷结合，为防腐耐磨金属涂层提供良好的基面，同时，焊点进一步改善了防腐耐磨金属涂层与水冷壁管的结合状态，提高了涂层的热抗震性能；
2、焊点有效增加了防腐耐磨金属涂层的厚度，提高了涂层的抗防腐性能和耐磨性能，金属涂层的应用有效改善了涂层的热传导性能；
3、无机封孔剂涂层做封孔处理，可以获得表面连续、致密、光滑、无气孔及裂纹等缺陷的涂层；
4、大幅度提高涂层的防腐耐磨性能，有效降低锅炉水冷壁管的高温腐蚀和磨损减薄，减少机组非计划停运，提高锅炉系统的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的结构示意图。
附图标记说明：水冷壁管1，鳍片2，可焊金属涂层3，焊点4，防腐耐磨金属涂层5，无机封孔剂涂层6。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
参见图1，本实施例为一种防腐耐磨膜式水冷壁结构，包括膜式水冷壁本体，膜式水冷壁本体由多个水冷壁管1和鳍片2拼排焊接而成。膜式水冷壁本体的向火侧外表面上由里至外依次涂有可焊金属涂层3、防腐耐磨金属涂层5和无机封孔剂涂层6。
为了使可焊金属涂层3紧密结合在水冷壁管1和鳍片2的向火侧外表面上、以及使防腐耐磨金属涂层5紧密结合在可焊金属涂层3的外表面上，故在水冷壁管1的向火侧外表面上点焊若干个焊点4。焊点4采用不锈钢焊条点焊形成，且焊透至水冷壁管1；相邻两个焊点4的间距为55mm；焊点4的高度为2.5mm。
水冷壁管1为具有内螺纹的圆形钢管，其管壁厚度为10mm，其外径为50mm。水冷壁管1与鳍片2的材质相同，均为12Cr1MoV耐热钢。鳍片2的厚度为10mm，宽度为30mm，即两个相邻水冷壁管1之间的间距a为30mm。
可焊金属涂层3的厚度为0.4mm，其材质为防腐耐磨NiCrTi系涂层材料。防腐耐磨金属涂层5的厚度为2.1mm，其材质为防腐耐磨NiCrTi系涂层材料，防腐耐磨金属涂层5的外表面与焊点4的顶面在同一高度。无机封孔剂涂层6的厚度为0.1mm，无机封孔剂涂层6用做封孔处理，可以获得表面连续、致密、光滑、无气孔及裂纹等缺陷的涂层。
本防腐耐磨膜式水冷壁结构能大幅度提高涂层的防腐耐磨性能，有效降低锅炉水冷壁管的高温腐蚀和磨损减薄，尤其是在高温腐蚀和磨损较为严重的燃烧器附近更能体现该技术的经济性，减少机组非计划停运，提高锅炉系统的使用寿命。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种防腐耐磨膜式水冷壁结构，包括膜式水冷壁本体，所述膜式水冷壁本体由若干个水冷壁管（1）和鳍片（2）拼排焊接而成，其特征在于：所述膜式水冷壁本体的向火侧外表面上由里至外依次涂有可焊金属涂层（3）、防腐耐磨金属涂层（5）和无机封孔剂涂层（6）；所述水冷壁管（1）的向火侧外表面上点焊有使可焊金属涂层（3）紧密结合在水冷壁管（1）和鳍片（2）的向火侧外表面上、以及使防腐耐磨金属涂层（5）紧密结合在可焊金属涂层（3）的外表面上的若干个焊点（4）；所述水冷壁管（1）为具有内螺纹的圆形钢管；所述焊点（4）采用不锈钢焊条点焊形成，且焊透至所述水冷壁管（1）。
2.根据权利要求1所述的防腐耐磨膜式水冷壁结构，其特征在于：所述水冷壁管（1）的管壁厚度为5-15mm，其外径为20-80mm。
3.根据权利要求1所述的防腐耐磨膜式水冷壁结构，其特征在于：所述水冷壁管（1）与鳍片（2）的材质相同，均为12Cr1MoV耐热钢。
4.根据权利要求1所述的防腐耐磨膜式水冷壁结构，其特征在于：所述鳍片（2）的厚度为5-15mm，宽度为20-50mm。
5.根据权利要求1所述的防腐耐磨膜式水冷壁结构，其特征在于：相邻两个焊点（4）的间距为50-60mm。
6.根据权利要求1或5所述的防腐耐磨膜式水冷壁结构，其特征在于：所述焊点（4）的高度为2.0-3.0mm。
7.根据权利要求1所述的防腐耐磨膜式水冷壁结构，其特征在于：所述可焊金属涂层（3）的厚度为0.3-0.5mm，其材质为防腐耐磨NiCrTi系涂层材料。
8.根据权利要求1所述的防腐耐磨膜式水冷壁结构，其特征在于：所述防腐耐磨金属涂层（5）的厚度为2.0-3.0mm，其材质为防腐耐磨NiCrTi系涂层材料。
9.根据权利要求1所述的防腐耐磨膜式水冷壁结构，其特征在于：所述无机封孔剂涂层（6）的厚度为0.05-0.15mm。
10.根据权利要求1所述的防腐耐磨膜式水冷壁结构，其特征在于：所述防腐耐磨金属涂层（5）的外表面与焊点（4）的顶面在同一高度。
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