[發明專利]一種氣化爐燃燒器用熱噴涂抗高溫氧化涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 201810939644.5
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN110835719A
• 公開（公告）日: 2020-02-25
• 發明（設計）人: 唐強;顏超;牙浩明;高藝明;王宏偉;陸志明;吳疆
• 申請（專利權）人: 北京航化節能環保技術有限公司
• 主分類號: C23C4/073
• 分類號: C23C4/073;C23C4/11;C23C4/129;C23C4/134
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本發明公開了一種氣化爐燃燒器用熱噴涂抗高溫氧化涂層，其結構包括粘結層和工作層，所述粘結層置于工作層底端，所述粘結層為NiCrAlY粘結層，所述工作層為Al₂O₃工作層，所述粘結層的涂層厚度為50μm～150μm，所述工作層的涂層厚度為200μm～400μm。本發明可以顯著提升涂層的耐高溫氧化性能，擴大涂層的服役范圍。

技術領域

本發明涉及煤化工技術領域，具體為一種氣化爐燃燒器用熱噴涂抗高溫氧化涂層及其制備方法。

背景技術

燃燒器是能源化工領域應用最廣泛的熱能核心設備，在燃料燃燒加熱物料或反應的工業場合均須用燃燒器，其工作穩定性和使用壽命直接影響整套工業系統的運行效率。特種燃燒器大都工作在高溫、高壓、純氧、腐蝕、磨損等十分苛刻復雜環境下，致使燃燒器壽命縮短或損壞，不僅生產過程中因更換燃燒器耽誤生產時間，而且在某種程度上將大大影響企業的經濟效益。

特種燃燒器是水煤漿加壓氣化工藝的關鍵設備，工作在氣化爐內最惡劣的工況下，特別是其作為受熱端的頭部，工作條件苛刻，一般在1100℃的高溫環境中，承受爐內2～10Mpa的高壓，受到強氧化性氣氛的侵蝕。目前，國內煤化工領域氣化工藝用的特種燃燒器，進口設備價格昂貴，進口水煤漿加壓氣化用特種燃燒器的壽命僅約40～60天。頻繁更換燃燒器會嚴重影響生產和能耗指標，而生產和節能環保方面對技術的要求也越來越高。隨著越來越多煤氣化項目的開展，新上項目在向大型化、多煤種化方向發展，特種燃燒器運行工況也越來越惡劣，對特種燃燒器的要求越來越高，每年檢修以及備件市場也在不斷拓展。因此，為解決燃燒器關鍵制造工藝的瓶頸，提高煤氣化特種燃燒器的使用性能和壽命，突破現有技術的一些問題和發展“瓶頸”，探索水煤漿加壓氣化裝置的節能途徑，是非常有意義的。

本發明以高溫高壓、腐蝕磨損劇烈的工作環境中的水煤漿加壓氣化所用的特種燃燒器(又稱工藝燒嘴)為研究對象，提出特種燃燒器表面防護涂層的設計制備方案，提升燃燒器在負荷變化、物料參數不穩定情況下的長周期穩定運行能力，解決一直以來在煤氣化技術業界的需求和未解決的技術難題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種氣化爐燃燒器用熱噴涂抗高溫氧化涂層及其制備方法，解決了背景技術中所提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種氣化爐燃燒器用熱噴涂抗高溫氧化涂層，其結構包括粘結層和工作層，所述粘結層置于工作層底端，所述粘結層為NiCrAlY粘結層，所述工作層為Al₂O₃工作層，所述粘結層的涂層厚度為50μm～150μm，所述工作層的涂層厚度為200μm～400μm。

作為本發明的一種優選實施方式，包括除油、零件吹砂、噴涂前保護、超音速火焰噴涂、大氣等離子噴涂和清理，其具體步驟如下：

步驟一：噴涂涂層前，采用丙酮擦洗部件，去除零件表面的油污；

步驟二：噴砂處理，去除零件表面的氧化物并增加零件表面粗糙度，采用60目棕剛玉砂，吹砂壓力為0.6MPa～0.8MPa；

步驟三：在噴涂前，采用薄鐵皮和高溫膠帶對零件的非噴涂區域進行保護；

步驟四：采用氧-丙烷超音速火焰噴涂方法在高溫合金UMCo-50基體表面制備底層的NiCrAlY粘結層；

步驟五：采用大氣等離子噴涂方法在NiCrAlY粘結層上制備Al₂O₃工作層；

步驟六：噴涂結束后，去除薄鐵皮和高溫保護膠帶。

作為本發明的一種優選實施方式，氧-丙烷超音速火焰噴涂的噴涂參數為：氧氣流量為230L/min～270L/min，丙烷流量為60L/min～100L/min，送粉速率為40g/min～60g/min，噴涂距離為180mm～220mm。