完成單位：南昌航空大學(xué)，國能豐城發(fā)電有限公司，廣州特種承壓設(shè)備檢測研究院，東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司，國家能源集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司武漢分公司，北京賽億科技有限公司，深圳優(yōu)易材料科技有限公司

目前以煤炭為主要燃料的火力發(fā)電在我國能源結(jié)構(gòu)中仍占據(jù)主要地位，然而燃煤中較高的硫、氯及堿金屬含量導(dǎo)致燃煤鍋爐水冷壁管發(fā)生熱腐蝕，甚至引起管道表面結(jié)焦，嚴(yán)重影響鍋爐的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。在鍋爐水冷壁管表面制備防護(hù)涂層是解決以上行業(yè)難題的有效途徑，且具有良好經(jīng)濟(jì)效益。目前廣泛采用的熱噴涂涂層技術(shù)因其自身工藝原因，涂層中不可避免的存在孔隙和微裂紋等缺陷，不僅會(huì)降低涂層與基材的結(jié)合強(qiáng)度，還會(huì)為腐蝕介質(zhì)在涂層中的快速擴(kuò)散提供通道，加快涂層的腐蝕失效，降低涂層使用壽命，因此降低涂層孔隙率，阻止腐蝕介質(zhì)擴(kuò)散到涂層/基體界面腐蝕基體，對(duì)于保障燃煤鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

圖1 長期服役后燃煤鍋爐水冷壁管腐蝕嚴(yán)重

圖2燃煤鍋爐水冷壁管熱噴涂PS45涂層截面圖

對(duì)熱噴涂涂層進(jìn)行封孔可以堵住熱噴涂涂層表面孔隙，有效降低涂層孔隙率，大幅提高涂層使用壽命。目前封孔劑主要分為有機(jī)封孔劑和無機(jī)封孔劑。有機(jī)封孔劑由于自身具有揮發(fā)性和高溫分解性，即使采用無機(jī)組分對(duì)其進(jìn)行改性，無法在高溫環(huán)境中長期使用。無機(jī)封孔劑耐高溫性好，但其脆性較大，粘結(jié)強(qiáng)度不高，在使用過程中易發(fā)生開裂或脫落，影響其高溫使用壽命。因此，開發(fā)一種耐高溫、耐腐蝕的封孔劑，延長鍋爐水冷壁管熱噴涂涂層壽命，對(duì)保證我國電力安全、穩(wěn)定供應(yīng)具有非常重要的意義。本項(xiàng)目創(chuàng)新地開發(fā)了一種熱噴涂涂層新型磷酸鹽+溶膠復(fù)合封孔劑及其施工工藝，通過燃燒調(diào)整改善腐蝕環(huán)境，提出了最優(yōu)參數(shù)和調(diào)整建議。磷酸鹽固化成膜溫度低，高溫下與金屬底材的粘結(jié)強(qiáng)度高，溶膠在高溫下分解為陶瓷，其耐高溫性和耐腐蝕性能良好，同時(shí)施工是溶膠可提高封孔劑滲透性。從而顯著提高了熱噴涂涂層使用壽命和耐腐蝕性能。該技術(shù)使得熱噴涂涂層使用壽命延長50%以上，減少了鍋爐非計(jì)劃停爐次數(shù)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)（3年合計(jì)經(jīng)濟(jì)學(xué)效益超1億元）和社會(huì)效益。

本項(xiàng)目技術(shù)已成功應(yīng)用于廣州恒運(yùn)熱電（D）廠有限責(zé)任公司、國能豐城發(fā)電有限公司等單位的燃煤發(fā)電鍋爐過熱器管的防護(hù)處理。江西恒大高新技術(shù)股份有限公司等熱噴涂單位已采用新型封孔劑進(jìn)行施工，在熱噴涂涂層防護(hù)上取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。