(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇 連云港 222042)

陶瓷片防磨技術(shù)在我廠鍋爐制粉系統(tǒng)中的應(yīng)用

徐海兵

(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇 連云港 222042)

主要介紹了陶瓷片防磨技術(shù)在我廠鍋爐制粉系統(tǒng)中的應(yīng)用情況，并結(jié)合實(shí)際工況對(duì)設(shè)備失效原因和MT型高溫耐磨抗蝕陶瓷片的耐磨特性進(jìn)行分析，認(rèn)為MT陶瓷片耐磨性能優(yōu)異，可以推廣使用。

鍋爐；制粉系統(tǒng)；陶瓷片；磨損；防磨技術(shù)

1 概 述

連云港堿業(yè)有限公司熱電車(chē)間配備四臺(tái)額定蒸發(fā)量為130 t/h的中壓煤粉鍋爐，均采用中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)。由于鍋爐制粉系統(tǒng)所包含的進(jìn)出口管道、一二次風(fēng)管三通、彎頭、粗細(xì)粉分離器進(jìn)出口等處長(zhǎng)期受到高溫高速含塵氣流的沖刷、磨損和腐蝕，管壁極易被磨薄，甚至嚴(yán)重磨穿漏風(fēng)、漏粉，不僅影響了現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境衛(wèi)生，還嚴(yán)重影響了鍋爐安全、穩(wěn)定和長(zhǎng)周期運(yùn)行，因此，對(duì)其內(nèi)表面進(jìn)行防磨處理是非常必要的。

2 制粉系統(tǒng)管道失效分析

2.1 我廠制粉系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)

煤種：貧煤

煤粉細(xì)度：10%～16%

制粉系統(tǒng)風(fēng)速：10～15 m/s

制粉系統(tǒng)風(fēng)壓：1 500～2 000 Pa

球磨機(jī)出口溫度：60～90 ℃

球磨機(jī)出口管直徑：DN800，長(zhǎng)度：2 325 mm(單套)

粗粉、細(xì)粉分離器出口管直徑：DN600，長(zhǎng)度：1 360 mm(單套)

細(xì)粉分離器內(nèi)徑：1 850 mm

粗粉分離器內(nèi)徑：2 800 mm

2.2 失效分析

2.2.1 磨損的主要形式

制粉系統(tǒng)管道磨損失效主要是受到高速高粉塵氣流影響導(dǎo)致，主要是磨料磨損形式。

磨料磨損：硬質(zhì)顆?；蛘邔?duì)磨表面上的硬突起物在摩擦過(guò)程中引起表面材料脫落的磨損。制粉系統(tǒng)中管道中屬于二體磨粒磨損類(lèi)型，球磨機(jī)中襯板則屬于三體磨粒磨損類(lèi)型。系統(tǒng)直管段上因磨粒運(yùn)動(dòng)方向與固體表面接近平行，磨損表面產(chǎn)生擦傷或微小的犁溝痕跡。管道系統(tǒng)彎頭等變向處因磨粒運(yùn)動(dòng)方向與固體表面接近垂直，磨損表面通常會(huì)磨出較深的溝槽，并有大顆粒從材料表面脫落。

2.2.2 磨屑形成機(jī)理

磨料磨損的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是材料表面在磨料的作用下局部區(qū)域發(fā)生變形、斷裂的過(guò)程。在此過(guò)程中，磨料對(duì)金屬接觸表面的作用力，可分解為垂直于表面和平行于表面的兩個(gè)分力。垂直分力的作用是使磨料壓入表面；平行分力的作用是使磨料在金屬表面上作切向運(yùn)動(dòng)，引起表面切向變形和斷裂，形成磨屑。

2.2.3 影響磨料磨損的因素

1)金屬材料硬度的影響。一般來(lái)說(shuō)，材料的硬度越高越好；前蘇聯(lián)的研究工作者赫魯曉夫(М.М.Хрущов)認(rèn)為材料硬度是磨料磨損最重要的參數(shù)。圖1表示了體積磨損Q與材料硬度Hm和磨粒硬度Ha之間的關(guān)系。

Hm≥1.3Ha為Ⅰ區(qū),低磨損狀態(tài)；

0.8Ha

Hm≤0.8Ha為Ⅲ區(qū)，嚴(yán)重磨損狀態(tài)。

圖1 磨料和材料硬度對(duì)磨料磨損的影響

2)磨料硬度的影響。一般情況下，磨料的硬度越高，金屬材料的磨損越大；但超過(guò)一定值后，磨損量增加得緩慢了，甚至有所降低。

3)磨料顆粒大小的影響。一般，金屬的磨損量隨磨粒平均尺寸的增大而增大，但磨料達(dá)到一定臨界尺寸后，磨損量保持不變。

3 防磨技術(shù)選用

根據(jù)上述失效機(jī)理及磨煤機(jī)粉管道的實(shí)際磨損情況，通過(guò)多方考察，最終選用內(nèi)襯MT型高溫耐磨抗蝕陶瓷片防磨處理技術(shù)。

MT型高溫耐磨抗蝕陶瓷片是一種新研發(fā)的剛玉質(zhì)陶瓷，具有極強(qiáng)耐磨性能和抗壓性能。粘接劑采用了專(zhuān)用的復(fù)合膠粘劑，該膠粘劑具有耐高溫(350 ℃)、結(jié)合強(qiáng)度高(≥20 MPa)等特點(diǎn)。為增加陶瓷片與設(shè)備的結(jié)合強(qiáng)度，施工工藝采用了雙面涂膠的施工工藝，瓷片粘貼后兩端部采用楔形瓷片過(guò)渡。

3.1 陶瓷片技術(shù)指標(biāo)

采用普通方型18×18×4 mm規(guī)格陶瓷片，主要指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 MT型高溫耐磨抗蝕陶瓷片技術(shù)指標(biāo)

3.2 膠粘劑技術(shù)指標(biāo)

復(fù)合膠粘劑包含A、B雙組分，配對(duì)使用，主要指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 膠粘劑技術(shù)指標(biāo)

3.3 產(chǎn)品技術(shù)特點(diǎn)和用途

3.3.1 技術(shù)特點(diǎn)

MT高溫耐磨抗蝕陶瓷片既具有良好的耐酸堿腐蝕性能，又具有非常高的硬度，更具有其它材料無(wú)法比擬的耐磨性、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，便于安裝及適用各種異型設(shè)備等特點(diǎn)。

1)耐磨性高，由多種強(qiáng)硬材料組成，經(jīng)高壓成型，高溫?zé)Y(jié)而成的陶瓷片洛氏硬度大于≥80 HRA，抗壓強(qiáng)度大，因而耐磨性高、抗沖蝕。經(jīng)權(quán)威部門(mén)試驗(yàn)和檢測(cè)對(duì)比，MT耐磨陶瓷的耐磨度是普通碳鋼的1 000倍，約為鑄石的200倍。

2)粘結(jié)性好，采用專(zhuān)用的復(fù)合膠粘劑(雙組分)，使陶瓷片與金屬表面的粘接強(qiáng)度高。膠粘劑(鋼—陶瓷)室溫抗剪強(qiáng)度≥30 MPa，200 ℃以下可達(dá)20 MPa。且該膠粘劑具有較好的硬度和韌性，可承受高溫磨損、腐蝕和振動(dòng)。

3)耐酸堿腐蝕，高溫?zé)Y(jié)后，陶瓷片結(jié)構(gòu)致密，比重大，酸堿不侵，故具備耐腐蝕性能。

3.3.2 用途

廣泛用于火力發(fā)電廠、鋼鐵廠(冶煉廠)、礦山及建材、堿廠、化工等企業(yè)的輸煤、輸料、排灰、除塵等系統(tǒng)設(shè)備的高防磨部位。

3.4 施工工藝

施工工藝流程：表面清理→機(jī)械除銹→清洗→刮瓷膠→粘貼→自檢、修整→注意事項(xiàng)

1)表面清理：用工具將施工部位的浮灰、鐵銹等清掃干凈。

2)機(jī)械除銹：用角向打磨機(jī)除垢、除銹，直至露出金屬光澤。

3)清洗：除銹后用無(wú)水酒精將表面清洗干凈。

4)刮瓷膠：將瓷膠和固化劑按比例調(diào)配，然后刮涂在施工部位和陶瓷片上，粘接劑涂抹均勻，不得有漏涂現(xiàn)象。

5)粘貼：將刮好膠的陶瓷片按順序貼在施工部位，注意對(duì)好鑲嵌部位，并鑲嵌密切。用橡皮錘輕輕敲實(shí)。焊縫打磨平整，粘接牢固光滑，片間間隙不大于0.3 mm。

6)自檢、修整：粘貼完成后進(jìn)行檢查，陶瓷襯板外表面光滑平整，無(wú)深度劃痕及破裂現(xiàn)象，確保粘貼后平整，發(fā)現(xiàn)不合格處進(jìn)行修整。工程完工在管道封閉前徹底清除管道內(nèi)施工用臨時(shí)設(shè)施和雜物。

7)注意事項(xiàng)：對(duì)于管內(nèi)壁防磨處的起始邊沿、膨脹節(jié)的圓弧角等處，需要特別尺寸的陶瓷片，應(yīng)采取措施，根據(jù)實(shí)際狀況選用或制作專(zhuān)用陶瓷片，確保粘貼部位光滑，過(guò)渡圓滑，不得有明顯的尖角、突起等。粘貼好后需自然固化24 h后方可投入使用。

4 使用效果

從2007年10月份開(kāi)始，先后八套制粉系統(tǒng)的球磨機(jī)出口及粗、細(xì)粉分離器進(jìn)口切圓等處進(jìn)行應(yīng)用，磨損和腐蝕的問(wèn)題得到了很大的緩解，減少了制粉系統(tǒng)管道設(shè)備磨穿漏風(fēng)、漏粉次數(shù)，延長(zhǎng)設(shè)備管道使用壽命，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 陶瓷片防磨技術(shù)應(yīng)用前后使用壽命對(duì)比

陶瓷片防磨技術(shù)使用后，易磨設(shè)備檢修周期延長(zhǎng)一倍，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

表4 單套制粉系統(tǒng)應(yīng)用前后檢修費(fèi)用對(duì)比

5 結(jié) 論

陶瓷片防磨技術(shù)在我廠鍋爐制粉系統(tǒng)中的成功應(yīng)用，有效減緩了制粉系統(tǒng)管道和設(shè)備的磨損和腐蝕，減少制粉系統(tǒng)管道和設(shè)備磨穿漏風(fēng)、漏粉，保證了穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益是非?？捎^的，更重要的是提高了鍋爐安全、穩(wěn)定和長(zhǎng)周期運(yùn)行能力，進(jìn)一步滿足了公司化工生產(chǎn)130萬(wàn)t產(chǎn)能的需求。總之因其使用壽命長(zhǎng)，減少了更換頻次，節(jié)省了維護(hù)費(fèi)用，陶瓷片防磨技術(shù)在其他堿廠的鍋爐工序值得推廣應(yīng)用。

[1] 潘鴻恩，孫錫吾.純堿生產(chǎn)設(shè)備檢修與防腐[M].沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1991

[2] 王楚.純堿生產(chǎn)工藝與設(shè)備計(jì)算[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1995

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1005-8370(2017)05-46-03

2017-07-12

徐海兵(1977—)，連云港堿業(yè)有限公司熱電車(chē)間設(shè)備主任。