超超臨界機(jī)組、超超臨界機(jī)組水冷壁的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及火電廠鍋爐系統(tǒng)，具體地，涉及一種超超臨界機(jī)組、超超臨界機(jī)組水冷壁。
【背景技術(shù)】
[0002]由于超超臨界機(jī)組熱效率非常高，因此其在火電廠的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。鍋爐中，水冷壁是必不可少的單元，它是鍋爐的主要受熱部分，吸收鍋爐中的40%?50%甚至更多的熱量。水冷壁由多個(gè)鋼管排列組成，設(shè)置在鍋爐爐膛的四周。水冷壁通過(guò)管腔中流動(dòng)的水及蒸汽，吸收管壁外部爐膛內(nèi)的高溫火焰和煙氣輻射熱量，而管腔中的水變成蒸汽，從而降低爐墻溫度來(lái)保護(hù)爐墻。
[0003]但是，在超超臨界機(jī)組爐膛結(jié)構(gòu)尺寸大，結(jié)構(gòu)應(yīng)力大，水冷壁管子服役溫度本身較高，在熱負(fù)荷較高的區(qū)域，因鍋爐火焰燃燒的不穩(wěn)定性、頻繁啟動(dòng)和停止鍋爐、以及經(jīng)常進(jìn)行調(diào)峰等綜合原因，水冷壁管壁的溫度波動(dòng)較大，容易產(chǎn)生熱交變應(yīng)力，在結(jié)構(gòu)應(yīng)力、焊接殘余應(yīng)力的共同作用下，久而久之容易在熱負(fù)荷較高的區(qū)域，水冷壁管子表面產(chǎn)生橫向裂紋。另外，又因?yàn)槿紵鲊姵龅牧虻扔泻怏w以及鍋爐貼壁上的還原氣體，對(duì)水冷壁產(chǎn)生高溫腐蝕作用，燃燒器噴出的高速噴出物對(duì)水冷壁有撞擊作用，這些腐蝕作用與撞擊作用加快了橫向裂紋的擴(kuò)展，最終導(dǎo)致水冷壁暴漏，甚至發(fā)電廠需要停運(yùn)維修。傳統(tǒng)的解決方法是對(duì)橫向裂紋區(qū)域進(jìn)行打磨處理或者換管，但是只能保證短時(shí)間內(nèi)水冷壁安全運(yùn)行，鍋爐長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，在水冷壁的管壁上又會(huì)出現(xiàn)橫向裂紋，而且，打磨一定深度后降低水冷壁管子強(qiáng)度，而換管需要一定工期，成本也較大，且并不能從根本上解決問(wèn)題。
[0004]因此，本技術(shù)領(lǐng)域需要一種能夠長(zhǎng)期消除水冷壁上產(chǎn)生的橫向裂紋的超超臨界機(jī)組水冷壁。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠長(zhǎng)期適用于超超臨界機(jī)組工況的水冷壁。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種超超臨界機(jī)組水冷壁，包括多個(gè)并排設(shè)置的水冷壁管，其中，所述水冷壁管的管壁的外表面上設(shè)置有具有抗高溫氧化性能、抗腐蝕性能和耐磨性的防護(hù)層。
[0007]優(yōu)選地，所述防護(hù)層均勻地鋪設(shè)在所述水冷壁管的管壁的外表面上。
[0008]優(yōu)選地，所述防護(hù)層為Cr3C2-NiCr镲絡(luò)涂層。
[0009]優(yōu)選地，所述防護(hù)層的厚度為0.4-0.6mm。
[0010]本實(shí)用新型還提供一種超超臨界機(jī)組，其中，該超超臨界機(jī)組包括本實(shí)用新型提供的超超臨界機(jī)組水冷壁。
[0011]通過(guò)本實(shí)用新型的超超臨界機(jī)組水冷壁，在產(chǎn)生橫向裂紋的水冷壁的管壁的外表面上設(shè)置具有抗高溫氧化性能、抗腐蝕性能和耐磨性的防護(hù)層，從而有效地阻止了爐膛內(nèi)的高溫火焰、還原性氣體以及高速噴出物對(duì)超超臨界機(jī)組水冷壁的熱交換應(yīng)力、腐蝕以及撞擊作用，防止橫向裂紋的產(chǎn)生，使得本實(shí)用新型提供的水冷壁可以長(zhǎng)期適用于高溫高壓運(yùn)行的超超臨界機(jī)組中，確保整個(gè)機(jī)組長(zhǎng)期安全運(yùn)行。
[0012]本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0013]附圖是用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0014]圖1是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的超超臨界水冷壁的縱截面示意圖。
[0015]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0016]I防護(hù)層；2管壁。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。
[0018]本實(shí)用新型提供一種超超臨界機(jī)組水冷壁，該水冷壁包括多個(gè)并排設(shè)置的水冷壁管，該水冷壁管的管壁2的外表面上設(shè)置有具有抗高溫氧化性能、抗腐蝕性能和耐磨性的防護(hù)層I。通過(guò)該防護(hù)層1，能夠阻擋燃燒器中的高速噴出物的撞擊作用、減少爐膛內(nèi)的高溫火焰和還原性氣體對(duì)超超臨界機(jī)組水冷壁的高溫腐蝕作用，從而有效地減少了橫向裂紋的產(chǎn)生。
[0019]在設(shè)置所述防護(hù)層I的過(guò)程中，最好是均勻地鋪設(shè)防護(hù)層1，使得水冷壁管整體都受到防護(hù)層I的保護(hù)。
[0020]所述防護(hù)層I的材料可以選用本技術(shù)領(lǐng)域中具有抗高溫氧化性能、抗腐蝕性能和耐磨性的涂層，例如FeCrNi合金涂層或FeCrAl合金涂層，但是作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，防護(hù)層I采用了 Cr3C2-NiCr鎳鉻涂層，鋪設(shè)在水冷壁管表面的Cr3C2-NiCr鎳鉻涂層因其抗高溫氧化性，保證了水冷壁的管壁溫度不會(huì)大幅度波動(dòng)，另外因其抗腐蝕性和耐磨性，使水冷壁與爐膛內(nèi)的還原氣氛以及燃燒器噴出物的沖擊相隔離，消除了導(dǎo)致水冷壁管上產(chǎn)生橫向裂紋的所有因素。
[0021]另外，該防護(hù)層I的厚度不宜過(guò)厚，也不宜過(guò)薄，當(dāng)防護(hù)層I過(guò)薄時(shí)，防護(hù)層I的防護(hù)壽命下降，當(dāng)防護(hù)層I過(guò)厚時(shí)，防止橫向裂紋的效果不好，因此，作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，可以設(shè)置在0.4-0.6mm之間，更優(yōu)選地，設(shè)置為0.5mm，此時(shí)該防護(hù)層I既能有效地防止橫向裂紋的產(chǎn)生，又能保證長(zhǎng)期防護(hù)水冷壁。
[0022]本實(shí)用新型還提供一種超超臨界機(jī)組，該超超臨界機(jī)組包括本實(shí)用新型提供的超超臨界機(jī)組水冷壁，由于該水冷壁上的防護(hù)層I能夠防止橫向裂紋的產(chǎn)生，使得該超超臨界機(jī)組能夠長(zhǎng)時(shí)間安全運(yùn)行。
[0023]本實(shí)用新型中還提供一種超超臨界機(jī)組水冷壁的防護(hù)方法，該方法包括:步驟a、在水冷壁管的管壁2的外表面設(shè)置具有抗高溫氧化性能、抗腐蝕性能和耐磨性的防護(hù)層1，為了能夠全面地保護(hù)水冷壁，最好將防護(hù)層I均勻地鋪設(shè)在水冷壁的管壁2的外表面上。
[0024]另外，在所述步驟a中，在所述水冷壁的管壁2的外表面上設(shè)置所述防護(hù)層I的方法可有噴涂、刷涂、滾涂等多種方法，但是鍋爐中的水冷壁較多，防護(hù)層I的鋪設(shè)面積大，因此本實(shí)用新型利用電弧在水冷壁的管壁2上噴涂該防護(hù)層1，然而本實(shí)用新型不限制設(shè)置該防護(hù)層I的方法，也不限制噴涂工具。
[0025]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型中采用了抗高溫氧化性能、抗腐蝕性能和耐磨性都較好的Cr3C2-NiCr鎳鉻涂層作為防護(hù)層1，能夠有效地防止水冷壁上的橫向裂紋的產(chǎn)生。
[0026]在水冷壁管的管壁的外表面上設(shè)置防護(hù)層I之前，本實(shí)用新型的超超臨界機(jī)組水冷壁的防護(hù)方法還可以包括對(duì)水冷壁上產(chǎn)生橫向裂紋的部分進(jìn)行打磨處理的步驟b，使得打磨后的水冷壁管的表面清潔、干燥并均勻、露出金屬光澤。
[0027]此外，在步驟a與步驟b之間還可以包括利用磁粉進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的步驟C，當(dāng)通過(guò)步驟c在所述水冷壁管壁上檢測(cè)到存在磁痕時(shí)，表明此區(qū)域還存在橫向裂紋，此時(shí)去除磁粉后，繼續(xù)對(duì)該區(qū)域進(jìn)行打磨，直至該區(qū)域未出現(xiàn)的磁痕顯示；當(dāng)未出現(xiàn)磁痕時(shí)，表明該區(qū)域沒(méi)有橫向裂紋，可以結(jié)束打磨處理進(jìn)行步驟a。
[0028]由于噴涂后的防護(hù)層I為有孔結(jié)構(gòu)的涂層，因此為了避免腐蝕物質(zhì)通過(guò)孔滲入到水冷壁的管壁2上，在步驟a之后還包括利用封孔劑對(duì)所述防護(hù)層I上的微孔進(jìn)行封孔的步驟d，而封孔劑可以采用無(wú)機(jī)封孔劑，本實(shí)用新型采用了本技術(shù)領(lǐng)域常用的硅酸鹽封孔劑。
[0029]另外，通過(guò)刷涂的方式在所述防護(hù)層I的表面涂上封孔劑，刷涂的方式可以避免封孔劑滲入到水冷壁上而腐蝕水冷壁的管壁。
[0030]在以上操作中，防護(hù)層I的厚度優(yōu)選為0.4-0.6mm，使得該防護(hù)層I既能有效地防止橫向裂紋的產(chǎn)生，又不影響水冷壁的傳熱功能。
[0031]通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)超超臨界機(jī)組水冷壁上產(chǎn)生的橫向裂紋先進(jìn)行打磨處理，通過(guò)無(wú)損檢測(cè)確認(rèn)水冷壁上沒(méi)有裂紋時(shí)，在打磨后的區(qū)域噴涂具有抗高溫氧化性能、抗腐蝕性能和耐磨性的防護(hù)層，最后采用封孔劑進(jìn)行封孔處理。噴涂在打磨處理后的水冷壁上的防護(hù)層，有效地阻止了爐膛內(nèi)的高溫火焰、還原性氣體以及高速噴出物對(duì)超超臨界機(jī)組水冷壁的熱交換應(yīng)力、腐蝕以及撞擊作用，從而防止橫向裂紋的產(chǎn)生，使得本實(shí)用新型提供的水冷壁可以長(zhǎng)期適用于高溫高壓運(yùn)行的超超臨界機(jī)組中，確保整個(gè)機(jī)組長(zhǎng)期安全運(yùn)行。
[0032]需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型中的【具體實(shí)施方式】中提到的具體的技術(shù)操作，如打磨、無(wú)損檢測(cè)、封孔作業(yè)以及刷涂、噴涂的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的技術(shù)，因此，在本實(shí)用新型中沒(méi)有進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。另外，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。
[0033]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超超臨界機(jī)組水冷壁，包括多個(gè)并排設(shè)置的水冷壁管，其特征在于，所述水冷壁管的管壁(2)的外表面上設(shè)置有具有抗高溫氧化性能、抗腐蝕性能和耐磨性的防護(hù)層(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超超臨界機(jī)組水冷壁，其特征在于，所述防護(hù)層(I)均勻地鋪設(shè)在所述水冷壁管的管壁(2)的外表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超超臨界機(jī)組水冷壁，其特征在于，所述防護(hù)層(I)為Cr3C2-NiCr鎳鉻涂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的超超臨界機(jī)組水冷壁，其特征在于，所述防護(hù)層(I)的厚度為0.4-0.6_。
5.一種超超臨界機(jī)組，其特征在于，該超超臨界機(jī)組包括權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的超超臨界機(jī)組水冷壁。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種超超臨界機(jī)組、超超臨界機(jī)組水冷壁。該超超臨界機(jī)組水冷壁包括多個(gè)并排設(shè)置的水冷壁管，該水冷壁管的管壁(2)的外表面上設(shè)置有具有抗高溫氧化性能、抗腐蝕性能和耐磨性的防護(hù)層(1)。通過(guò)設(shè)置在水冷壁上的防護(hù)層(1)，有效地阻止了爐膛內(nèi)的高溫火焰、還原性氣體以及高速噴出物對(duì)超超臨界機(jī)組水冷壁的熱交換應(yīng)力、腐蝕以及撞擊作用，防止橫向裂紋的產(chǎn)生，使得本實(shí)用新型提供的水冷壁可以長(zhǎng)期適用于超超臨界機(jī)組中，確保整個(gè)機(jī)組長(zhǎng)期安全運(yùn)行。
【IPC分類】F22B37-04
【公開(kāi)號(hào)】CN204438081
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520010543
【發(fā)明人】劉鴻國(guó), 魏星, 殷尊, 蘇建民, 侯召堂
【申請(qǐng)人】中國(guó)神華能源股份有限公司, 神華（福建）能源有限責(zé)任公司, 西安熱工研究院有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年1月7日