北京志盛威華化工有限公司唐工對(duì)我國(guó)常用的煤粉爐各種爐型的日常應(yīng)用進(jìn)行了跟蹤和研究，通過跟蹤發(fā)現(xiàn)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(duì)這些常用問題，志盛威華研制出ZS-1061耐高溫遠(yuǎn)紅外輻射涂料，通過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、高附著抗熱振性等特性來解決煤粉爐日常使用問題。針對(duì)以上問題概述下涂料工作機(jī)理。

1.對(duì)水冷壁吹灰磨損的影響

鍋爐受熱面基材導(dǎo)熱性能好，相對(duì)光潔度低，同時(shí)煤粉在鍋爐中燃燒后，形成粘污性較強(qiáng)的灰渣，易發(fā)生積灰粘污（對(duì)流受熱面）和結(jié)渣粘污（輻射受熱面），粘污系數(shù)受以下因素影響：煙氣流速減小，粘污系數(shù)上升；煙氣溫度上升，煤的燃燒產(chǎn)物熔化增多，灰粒燒結(jié)速度隨煙溫呈指數(shù)關(guān)系增加；煤的結(jié)渣性與粘污系數(shù)呈正比關(guān)系；鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行擴(kuò)大低溫粘結(jié)灰的范圍。試驗(yàn)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(dǎo)熱系數(shù)僅為 22.8w/m·k，受熱面的吸熱能力在數(shù)小時(shí)之內(nèi)降低 35%-60%，爐效降低。為提高爐效，增加吹灰器（吹灰器應(yīng)用范圍受限，在燃燒器附近吹灰影響燃燒穩(wěn)定性），吹灰器投入頻次過高和維護(hù)不善引發(fā)鍋爐爆管。

ZS-1061耐高溫遠(yuǎn)紅外輻射涂料可有效防范結(jié)渣積灰沾污，減少爐膛吹灰器投運(yùn)頻次或停止投運(yùn)爐膛吹灰器，消除了吹灰磨損源，在保護(hù)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(duì)高溫腐蝕的影響

高溫氧化主要出現(xiàn)在燃燒帶及衛(wèi)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(biāo)，煙氣中硫化物含量高；

b) 鍋爐內(nèi)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(dá)到滲硫條件。

鋼材在煉制過程中有脫硫、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，線膨脹率也因此改變，出現(xiàn)層片狀腐蝕外觀，既減薄了管壁又影響傳熱。

ZS-1061耐高溫遠(yuǎn)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.改善爐管超溫問題

爐管超溫會(huì)導(dǎo)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(qū)域主要存在于衛(wèi)燃帶未打澆注料的區(qū)域；彎頭等管內(nèi)積垢嚴(yán)重流體不暢區(qū)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(qū)域，爐管吸熱比其他區(qū)域要多，一般爐管吸熱后熱量有三個(gè)去向：被爐管內(nèi)介質(zhì)吸收；煙氣對(duì)流帶走一部分（但此時(shí)煙氣溫度往往高于爐管，大多是對(duì)流傳熱給爐管）；輻射至爐膛其他低溫區(qū)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(jié)構(gòu)（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(yán)重的后果就是爆管。

通過ZS-1061耐高溫遠(yuǎn)紅外輻射涂料的高輻射性來改變爐管的熱輻射特性，從而可以很好地預(yù)防局部超溫，當(dāng)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，原來一根過熱爐管的負(fù)荷分擔(dān)到更多的爐管上，超溫現(xiàn)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。

4．對(duì)換熱的影響

鍋爐受熱面積灰粘污和結(jié)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(shè)計(jì)不合理等影響，鍋爐在運(yùn)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(xiàn)象，有的發(fā)生減溫水流量大和蒸汽欠溫并存（多數(shù)表現(xiàn)為過熱器減溫水流量大，再熱蒸汽欠溫），鍋爐效率降低，影響了鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

應(yīng)用ZS-1061耐高溫遠(yuǎn)紅外輻射涂料噴涂技術(shù)對(duì)恢復(fù)鍋爐換熱平衡的分析：合理應(yīng)用高黑度（ZS-耐高溫遠(yuǎn)紅外輻射涂料涂層黑度較常規(guī)水冷壁金屬管材黑度高 0.23，可增強(qiáng)輻射換熱）、高熱阻材料（導(dǎo)熱率為 22.8W/m·K，以衛(wèi)燃帶形式減少換熱）可對(duì)存在換熱偏差問題的鍋爐進(jìn)行雙向調(diào)節(jié)。不論是設(shè)計(jì)制造時(shí)的計(jì)算錯(cuò)誤，還是煤種變化、波動(dòng)引發(fā)的問題，抑或是低 NO_x改造遺留的新問題，都可通過對(duì)相應(yīng)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(duì)比，ZS-耐高溫遠(yuǎn)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(fù)便利。

5．對(duì)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(duì)電磁波選擇性吸收的特性。水冷壁噴涂ZS-耐高溫遠(yuǎn)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(gòu)成的有機(jī)質(zhì)所吸收，因此涂層的輻射特性增強(qiáng)了對(duì)煤粉顆粒的加熱作用，使其燃燒過程發(fā)生了有益的變化，表現(xiàn)在：

5.1 提高加熱速率，使揮發(fā)分析出的更快，使著火加快、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(nèi)孔結(jié)構(gòu)，增大比表面積，使之更易吸附氧氣，加快碳的氧化反應(yīng)，使煤粉顆粒的燃燒更加充分。

例如，燃燒準(zhǔn)東煤的鍋爐一般在水冷壁區(qū)域結(jié)焦率與燃燒其他煤種的鍋爐基本相當(dāng)，但屏式換熱器的結(jié)焦卻比其他鍋爐嚴(yán)重得多，主要原因?yàn)椋?/span>

折焰角下的水冷壁區(qū)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(qū)域堿金屬的鹽或氧化物處于氣態(tài)不易結(jié)焦，但到了屏式換熱器區(qū)域，煙氣直接沖刷屏式換熱器，此時(shí)的煙氣溫度降低，當(dāng)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(dǎo)致結(jié)焦的發(fā)生。

當(dāng)涂刷了ZS-1061耐高溫遠(yuǎn)紅外輻射涂料后：

ü 堿金屬鹽是熱輻射承接體，當(dāng)在折焰角下ZS-1061耐高溫遠(yuǎn)紅外輻射涂料吸收熱量后會(huì)對(duì)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(qū)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(zhǎng)，在高速運(yùn)行的煙氣中，稍許的時(shí)間延長(zhǎng)就有可能改變其結(jié)焦區(qū)域；

ü 涂刷有ZS-1061耐高溫遠(yuǎn)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(dǎo)熱系數(shù)比金屬管壁較小，因此堿金屬在管壁上放熱減緩，結(jié)焦過程延長(zhǎng)，在高速風(fēng)的作用下，減小了結(jié)焦率；

ü 涂刷有ZS-1061耐高溫遠(yuǎn)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(jié)焦，當(dāng)結(jié)焦較多，焦的重力大于粘結(jié)力時(shí)會(huì)自動(dòng)脫落。