水冷管壁高温防腐涂料在锅炉内抗腐蚀耐磨损

水冷壁是锅炉的主要受热部分，主要的热量受热面，它由数排钢管组成，分布于锅炉炉膛的四周受热再传热给受热流体。它的内部为流动的水或蒸汽，外界接受锅炉炉膛的火焰的热量。 

图（1）现场施工的KN1000高含量陶瓷涂层

水冷管壁在锅炉内，炉管置于炉腔火焰的辐照之中，一般燃烧辐射的受热温度1000℃以上，炉管外侧承受高温、氧化、腐蚀三种材料损耗，氧化铁比较疏松。防腐涂料人员多年的跟踪发现，一台670t/h的火电锅炉，炉膛内的气流速度高达20-50m/s，氧化铁被高速烟气冲刷掉，新暴露的金属表面再次被氧化，再次被冲刷，使管壁逐渐变薄，危及管的寿命。 

   水冷管壁在高温燃气的辐照下，形成一层较疏松的氧化铁。烟气中的微灰，在炉内温差力的作用下逐渐沾附在水冷管壁的氧化铁表面，金属氧化物蒸汽(氧化钠等)凝结在上述积灰中形成水冷管壁首层沾污灰层，再与烟气中的S02化学反应，便形成金属的硫酸盐类，具有较低的熔点, 受热面沾污灰层随着其厚度的增加，热阻增大，锅炉热效率下降，灰层表面温度升高，使结垢的硫酸盐类熔化，产生很大的粘结力，更大量网罗烟气中飞灰，使炉管热交换进入恶性循环状态，这便是结渣。渣层比较疏松，烟气中的SO2可以渗入，渣在溶化时又放出SO2侵入钢管，反应产物K3Fe ( S04) 3和Na3Fe (S04) 3在584℃便会溶化， 再分解为硫酸盐，进入深一层的管壁腐蚀。以至锅炉水冷管壁年腐蚀量达1.5-2.5mm/a程度，这是至今普遍存在的严重问题，它使锅炉热效率随时间而下降，使锅炉设备寿命缩短且夭折。 

为了解决锅炉设备上的换热管、换热片、导热管、高温模具、裂解管、发热器、散热片等设备器件上，既要在高温酸碱介质耐腐蚀还要有很好的热量传热性。北京耐默公司研发人员以涂料涂层高传导热、红外强热辐射为基础，研发出耐高温、耐酸碱、高导热的KN1000高含量陶瓷涂料。 

 在高温锅炉设备上的主要的高温气体腐蚀类型有:高温氧化、硫化、氮化、碳化等;在液态环境中的高温腐蚀有:熔盐腐蚀和高温液态金属腐蚀,以及热腐蚀、钒腐蚀等沉积盐引起的高温腐蚀。KN1000高含量陶瓷涂料成膜物质：KN1000耐高温成膜溶液，该成膜溶液以硅酮树脂、钝化的铝溶胶螯合而成的无机改性成膜溶液，耐温高，耐温可以达到750℃，完全可以耐住水冷壁耐温，成膜性好附着力高，导热好，克服了高分子成膜溶液导热系数低的缺点。KN1000高含量陶瓷涂料多种组分组成的陶瓷功能填料，相互协同赋予了涂层优异的耐磨、抗热冲击性，可以长时间耐气蚀液蚀摩擦和粉料摩擦。KN1000高含量陶瓷涂料能大大加大热量的交换，提高热能利用率和热量散失，缩短物体加热时间，减少热量的累积，提高发热体的工作效率。

　 锅炉炉管一般采用20号锅炉钢管，金属表面的红外辐 射系数(黑体系数)很低，一般才O. 1左右，反射系数很高接近0.9高温时，因表面氧化，辐射系数约0.5，根据基 尔霍夫定律，炉管表面吸收炉膛火焰红外辐射的吸收率也只有0.5左右，辐射热交换效率低。如果KN1000高含量陶瓷涂料如果把炉管表面的辐射系数提高到0.9，那么炉管内的工质(如水，)和炉膛火焰的热交换效率便可以提高8%左右，大大节能提高生产率。

　假定锅炉水冷壁水汽含量10%，硫酸含量有20ppm，那么露点的温度根据H20和H2SO4两项状态，可以知道是燃烧温度是1400℃,如果排烟温度接近或者低于140℃，便会产生硫酸露点，附在水冷壁金属表面，产生点腐蚀，使设备穿孔而报废。因此，涂刷KN1000高含量陶瓷涂料涂层，较强的耐酸碱性，优异的耐磨、抗热冲击性通常只好把排烟温度超过露点温度，这便降低了锅炉的热效率，浪费了能源．可是，烟气的露点并不是一个定数，它是随烟气中的水汽含量SO2、SO3的含量而改变的，即使提高了排烟温度，也难以完全避免露点腐蚀的问题．因此北京耐默公司建议采取新的办法，既保护设备不被露点腐蚀，又提高炉管热交换的能力，还要降低排烟温度，提高热效率