[發明專利]一種鍋爐水冷壁節能改性涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201210265462.7
• 申請日: 2012-07-30
• 公開（公告）號: CN102775164A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 劉文輝
• 申請（專利權）人: 北京法耳邁特科技有限責任公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本發明涉及一種鍋爐水冷壁節能改性涂層及其制備方法，屬于無機耐火材料領域。

背景技術

節能減排是我國國民經濟可持續發展的國家戰略之一。自“十一五”時期國家將鍋爐節能列為節能減排重點領域始，有關工業鍋爐和電站鍋爐的節能技術層出不窮。

國家2005～2050年能源規劃中指出，我國的能源結構在較長時期內仍主要依賴煤炭，而工業鍋爐與電站鍋爐占煤炭消耗量的80％。近年來，隨著煤炭供應的不斷緊張，火電企業的煤炭來源與質量也越來越不穩定，實際燃燒煤種與設計煤種差別也越來越大，致使燃燒狀態不穩定、管壁超溫、結焦加劇、非計劃停機等安全問題突出，同時生產的經濟性下降；目前已知的其他節能技術尚未能解決上述問題。

鍋爐的實際運行是個整體循環過程，其中某一環節出現的問題實質上并非是單獨存在的，而是表明整體循環的平衡性出現了問題。所以，單純的依靠改造鍋爐的單一部件或單一系統不能解決鍋爐存在的問題，而調整鍋爐整體循環過程并使之更趨近于最佳運行狀態才是解決鍋爐設備諸多復雜問題的關鍵。

目前國內相關技術專利主要應用在溫度較低的小鍋爐或工業窯爐中，并普遍用于涂覆在非金屬材料上的涂層為主，還沒有在高溫條件且涂覆在金屬材料上可長期使用的技術。工業鍋爐及電站鍋爐水冷壁應用的涂層其材料要克服如下問題：

1涂層材料在低溫與高溫條件下與鍋爐水冷壁鋼材料的附著問題。

2高溫使用條件下涂層材料的熱膨脹率與鍋爐水冷壁鋼材料的熱膨脹率相一致問題。

3高溫條件下涂層對于燃料及粉塵沖刷的耐受程度問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種具有良好的吸收熱輻射、促進煤粉燃盡、防止結焦和延緩高溫腐蝕能力的鍋爐水冷壁節能改性涂層及其制備方法。本發明鍋爐水冷壁節能改性涂層改善了鍋爐循環過程狀態，有效解決了鍋爐常見的復雜問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種鍋爐水冷壁節能改性涂層，包括如下重量百分比的原料：苯丙乳液5％～12％、硅溶膠9％～18％、XZ-T002高溫粘結劑4％～8％、膨潤土3％～8％、粘土3％～9％、氮化硼3％～25％、氧化鉻5％～40％、氧化銅5％～40％、碳化硅5％～40％、棕剛玉5％～40％、三氧化二鋁5％～40％、氧化鋯5％～40％、堇青石5％～20％、分散劑4360.10％～0.3％、AMP-950.08％～0.15％、Texanol酯醇3％～8％、纖維素0.1％～0.3％、去離子水7.6％～21.65％。

本發明的有益效果是：本發明利用涂層材料本身特性，可以解決鍋爐設備中多種復合問題，例如水冷壁結焦，管壁超溫，高溫腐蝕，灰渣含碳量過高，排煙溫度過高等等。

本發明鍋爐水冷壁節能改性涂層具有良好的吸收熱輻射、促進煤粉燃盡、防止結焦和延緩高溫腐蝕的能力。在爐膛水冷壁表面形成涂層后，可解決如下問題：

1平衡爐膛內換熱，降低鍋爐出口煙溫，減少排煙損失；

2增強煤粉燃燒，降低機械未完全燃燒損失；

3有效防止爐膛內部結焦結渣問題，延緩水冷壁高溫腐蝕；

4提高鍋爐對劣質煤種的適應性，擴大鍋爐安全運行空間；

同時，該項技術在改善鍋爐循環過程中也有如下表現：

1減少過熱器、再熱器減溫水流量，降低屏式過熱器結焦風險；

2減少吹灰次數及吹灰用氣量，避免高品質蒸汽浪費；

3降低排煙熱損失及機械未完全燃燒損失，增加鍋爐產汽量，真正意義上起到節能減排的作用；

4在降低結焦風險的同時，提高鍋爐運行安全，減少非計劃停機風險損失；

5可擴大燃燒劣質煤種(或摻燒比例)的適應范圍，減少燃煤成本。

另外，本發明鍋爐水冷壁節能改性涂層在使用過程中，經過鍋爐內燃燒的高溫燒結后，在水冷壁管(金屬管壁)表面形成一層高強度與硬度的類陶瓷層，可有效避免被燃料及粉塵沖刷掉。同時涂料中添加堇青石填料有效的調節涂層的熱膨脹率，熱膨脹率與鍋爐鋼熱膨脹率(1.2×10-5m/℃)相近，涂層與金屬管壁的附著強度大，保證了涂料使用過程中不產生裂紋、不脫落，增強鍋爐水冷壁的吸收熱輻射能力，增強燃料的燃盡效果。本發明的涂層對電站鍋爐節能效果為1％～3％，工業鍋爐節能效果為3％～8％；同時對鍋爐的結焦和高溫腐蝕有明顯的改善，提高鍋爐運行安全性。一次噴涂使用期限不小于3年。