ZS－1061耐高溫紅外輻射涂料為什么具有防結焦功能？

北京志盛威華化工有限公司唐工對我國常用的煤粉爐各種爐型的日常應用進(jìn)行了跟蹤和研究，通過(guò)跟蹤發(fā)現影響煤粉爐正常使用的集中在：水冷壁吹灰磨損、爐管高溫腐蝕、爐管超溫、換熱效率受限、可燃碳排放較多等。

針對這些常用問(wèn)題，志盛威華研制出ZS-1061耐高溫遠紅外輻射涂料，通過(guò)該涂料固化后陶瓷化表面、低表面能、高紅外吸收率、高紅外發(fā)射率、高附著(zhù)抗熱振性等特性來(lái)解決煤粉爐日常使用問(wèn)題。針對以上問(wèn)題概述下涂料工作機理。

1.對水冷壁吹灰磨損的影響

鍋爐受熱面基材導熱性能好，相對光潔度低，同時(shí)煤粉在鍋爐中燃燒后，形成粘污性較強的灰渣，易發(fā)生積灰粘污（對流受熱面）和結渣粘污（輻射受熱面），粘污系數受以下因素影響：煙氣流速減小，粘污系數上升；煙氣溫度上升，煤的燃燒產(chǎn)物熔化增多，灰粒燒結速度隨煙溫呈指數關(guān)系增加；煤的結渣性與粘污系數呈正比關(guān)系；鍋爐低負荷運行擴大低溫粘結灰的范圍。試驗表明，鍋爐點(diǎn)火后，清潔水冷壁管表面很快形成 0.1-0.15µm 粘污層，其導熱系數僅為 22.8w/m·k，受熱面的吸熱能力在數小時(shí)之內降低 35%-60%，爐效降低。為提高爐效，增加吹灰器（吹灰器應用范圍受限，在燃燒器附近吹灰影響燃燒穩定性），吹灰器投入頻次過(guò)高和維護不善引發(fā)鍋爐爆管。

ZS-1061耐高溫遠紅外輻射涂料可有效防范結渣積灰沾污，減少爐膛吹灰器投運頻次或停止投運爐膛吹灰器，消除了吹灰磨損源，在保護水冷壁并提高鍋爐效率的同時(shí)，可替代水冷壁防磨噴涂。

2．對高溫腐蝕的影響

高溫氧化主要出現在燃燒帶及衛燃帶上方至3米的位置，主要原因有：

a) 煤質(zhì)較差，含硫量超標，煙氣中硫化物含量高；

b) 鍋爐內受熱面溫度不均勻，造成煙氣的紊流，局部煙氣濃度更高，為高溫硫腐蝕、氧化腐蝕制造了條件；

c) 局部超溫，爐管赤紅，達到滲硫條件。

鋼材在煉制過(guò)程中有脫硫、脫氧、脫碳、脫磷的工藝，硫、碳、氧、磷含量的改變會(huì )直接改變鋼材的基本物化性能，具備滲硫、滲碳、滲氧的條件后，鋼材表面的物化性質(zhì)改變，耐溫性降低，線(xiàn)膨脹率也因此改變，出現層片狀腐蝕外觀(guān)，既減薄了管壁又影響傳熱。

ZS-1061耐高溫遠紅外輻射涂料涂層涂裝后，具有自流平效果，因此可確保其致密性，經(jīng)過(guò)高溫后該涂層形成致密的陶瓷層，隔絕腐蝕介質(zhì)的滲入。

3.改善爐管超溫問(wèn)題

爐管超溫會(huì )導致汽堵、爆管等生產(chǎn)事故，更是高溫腐蝕的起因之一。爐管超溫區域主要存在于衛燃帶未打澆注料的區域；彎頭等管內積垢嚴重流體不暢區域。造成爐管超溫主要原因有：

爐管材質(zhì)決定了其輻射吸收和發(fā)射率在0.4-0.7之間，在離中心火焰較近的區域，爐管吸熱比其他區域要多，一般爐管吸熱后熱量有三個(gè)去向：被爐管內介質(zhì)吸收；煙氣對流帶走一部分（但此時(shí)煙氣溫度往往高于爐管，大多是對流傳熱給爐管）；輻射至爐膛其他低溫區域。在600℃以上主要的傳熱方式是輻射，而爐管的輻射能力較差，熱量會(huì )積累后超溫。如果爐管因結構（如彎頭）、超溫造成較大壓差等，都會(huì )使介質(zhì)流動(dòng)不暢，容易積垢，積垢后流質(zhì)流動(dòng)不暢熱交換效率降低，局部超溫更為厲害，嚴重的后果就是爆管。

通過(guò)ZS-1061耐高溫遠紅外輻射涂料的高輻射性來(lái)改變爐管的熱輻射特性，從而可以很好地預防局部超溫，當爐管吸收到較多熱量后，輻射能力越高向冷端熱輻射越快，在同一水平線(xiàn)上爐管的溫度趨于一致，同時(shí)因冷端也涂刷了熱輻射率在0.93以上的輻射冷涂層，能更好的吸收熱端傳遞的熱量，因此冷端與熱端的溫度差降低，流質(zhì)受熱較為均勻，不會(huì )形成湍流，原來(lái)一根過(guò)熱爐管的負荷分擔到更多的爐管上，超溫現象有了明顯改善。

如有需要可致電北京志盛136威華6102唐工1263咨詢(xún)。

4．對換熱的影響

鍋爐受熱面積灰粘污和結渣粘污、煤種偏差大或低 NO_x改造引起的受熱面換熱分配不合理、鍋爐受熱面設計不合理等影響，鍋爐在運行中存在主再熱器減溫水流量大或主再熱蒸汽欠溫的單一現象，有的發(fā)生減溫水流量大和蒸汽欠溫并存（多數表現為過(guò)熱器減溫水流量大，再熱蒸汽欠溫），鍋爐效率降低，影響了鍋爐運行經(jīng)濟性。

應用ZS-1061耐高溫遠紅外輻射涂料噴涂技術(shù)對恢復鍋爐換熱平衡的分析：合理應用高黑度（ZS-耐高溫遠紅外輻射涂料涂層黑度較常規水冷壁金屬管材黑度高 0.23，可增強輻射換熱）、高熱阻材料（導熱率為 22.8W/m·K，以衛燃帶形式減少換熱）可對存在換熱偏差問(wèn)題的鍋爐進(jìn)行雙向調節。不論是設計制造時(shí)的計算錯誤，還是煤種變化、波動(dòng)引發(fā)的問(wèn)題，抑或是低 NO_x改造遺留的新問(wèn)題，都可通過(guò)對相應受熱面換熱能力的改變得到有效解決。與改變受熱面布置或改變受熱面面積的技改措施相對比，ZS-耐高溫遠紅外輻射涂料安全提效技術(shù)改造的投資小、工期短、效果可控、恢復便利。

5．對煤粉燃盡率的影響

光譜學(xué)研究證實(shí)：物質(zhì)（原子或分子）具有對電磁波選擇性吸收的特性。水冷壁噴涂ZS-耐高溫遠紅外輻射涂料后，涂層輻射回爐膛的電磁波已不同于原水冷壁的輻射電磁波，改變后具有涂層特性的電磁波不易被爐膛煙氣中的三原子氣體（CO2和 H2O）吸收，電磁波的能量更多被煤中以碳、氫元素為主構成的有機質(zhì)所吸收，因此涂層的輻射特性增強了對煤粉顆粒的加熱作用，使其燃燒過(guò)程發(fā)生了有益的變化，表現在：

5.1 提高加熱速率，使揮發(fā)分析出的更快，使著(zhù)火加快、燃燒加劇，有利于燃燒的充分進(jìn)行，煤粉顆粒的燃燒更*、*。

5.2 提高煤粉顆粒的溫度，使揮發(fā)分析出的更*，增大煤粉顆粒的內孔結構，增大比表面積，使之更易吸附氧氣，加快碳的氧化反應，使煤粉顆粒的燃燒更加充分。

例如，燃燒準東煤的鍋爐一般在水冷壁區域結焦率與燃燒其他煤種的鍋爐基本相當，但屏式換熱器的結焦卻比其他鍋爐嚴重得多，主要原因為：

折焰角下的水冷壁區域煙氣溫度較高（＞堿金屬氧化物或鹽的熔點(diǎn)600℃），且由于氣流流動(dòng)場(chǎng)的影響，單位時(shí)間與水冷壁接觸的堿金屬較少，因此在此區域堿金屬的鹽或氧化物處于氣態(tài)不易結焦，但到了屏式換熱器區域，煙氣直接沖刷屏式換熱器，此時(shí)的煙氣溫度降低，當遇到較低的換熱器管時(shí)迅速放熱，堿金屬蒸汽溫度降低至400-500℃，低于堿金屬熔點(diǎn)，導致結焦的發(fā)生。

當涂刷了ZS-1061耐高溫遠紅外輻射涂料后：

ü 堿金屬鹽是熱輻射承接體，當在折焰角下ZS-1061耐高溫遠紅外輻射涂料吸收熱量后會(huì )對煙氣中的塵粒、堿金屬鹽進(jìn)行熱輻射，堿金屬鹽溫度上升，與不涂裝狀態(tài)下相比，上升到屏式換熱器區域的堿金屬鹽溫度要高，因此換熱至熔點(diǎn)以下的時(shí)間延長(cháng)，在高速運行的煙氣中，稍許的時(shí)間延長(cháng)就有可能改變其結焦區域；

ü 涂刷有ZS-1061耐高溫遠紅外輻射涂料的屏式換熱器熱輻射吸收率增加，管壁溫度高于未涂裝的管壁，減小了與堿金屬蒸汽的溫差，另涂層的導熱系數比金屬管壁較小，因此堿金屬在管壁上放熱減緩，結焦過(guò)程延長(cháng)，在高速風(fēng)的作用下，減小了結焦率；

ü 涂刷有ZS-1061耐高溫遠紅外輻射涂料的屏式換熱器表面瓷化且表面張力減小，堿金屬蒸汽即使放熱液化，也會(huì )成球狀掉落或以點(diǎn)接觸形式結焦，當結焦較多，焦的重力大于粘結力時(shí)會(huì )自動(dòng)脫落。