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等离子喷涂用于烟气轮机叶片防腐

烟气轮机利用催化裂化过程中产生的高温烟气再次做功,将热能转化成电能,产生的电能带动整个炼化装置运行,既充分利用了能源,又减少了废气的排放,是炼油企业中的关键设备,对企业实现节能减排的目标发挥着十分重要的作用。烟气轮机运行状况的好坏直接关系到石油炼油企业各装置能否长期、安全地运行,并影响企业的经济效益。

然而,烟气轮机工作状况十分恶劣:高温、高压、腐蚀以及固体颗粒冲击,造成叶片腐蚀严重。烟气轮机服役温度为600~800℃,烟气轮机中的烟气是焦(渣)油(经常掺杂有沥青)的燃烧产物,含有大量有害元素或介质,如:S,K,Ca,Mg,Na,V,Fe,SO2,SO3等,这些元素或介质通过反应会产生一系列低熔点化合物或共晶物沉积在叶片表面,具有很强的腐蚀性。此外,烟气中带有一定浓度的高速运动的催化剂硬质颗粒(如硅酸铝等),对叶片表面造成冲蚀,叶片在无涂层保护的情况下,一般使用周期仅为2~6个月,整个叶片会全部腐蚀磨损掉。为此,必须解决烟气轮机叶片的防腐问题。

热喷涂技术是一门表面防护和表面强化的技术,近些年发展十分迅速,其涂层具有耐腐蚀、耐磨损或隔热等优良性能,在航空航天、机械制造、石油化工、汽车等领域得到广泛应用。等离子喷涂技术是热喷涂技术之一,它是以等离子弧为热源的热喷涂技术。等离子弧是一种高密度热源,电弧在等离子喷枪中受到压缩、能量集中。等离子喷涂有以下三个主要特点:一是工件无变形,不改变基体金属热处理后的性质;二是涂层种类多,由于焰流温度高,可以将各种喷涂材料加热到熔融状态,从而可以得到各种性能的涂层;三是工艺稳定,涂层质量高。应用等离子喷涂技术在烟气轮机叶片上制备防腐涂层是解决其防腐问题的一种有效方法。

等离子喷涂制备烟气轮机叶片涂层的工艺流程为:基体除油除锈→喷砂→制备过渡层→喷涂工作层。烟机叶片涂层的主要成分为:Co35~60%,Cr25~40%,Ni8~15%。该涂层抗高温热腐蚀性能强,高温硬度高,防护性能优异,完全能满足各种功率烟机叶片的工作要求。

等离子喷涂技术在烟气轮机叶片耐高温腐蚀方面取得了很好的应用。实践证明,热喷涂技术是解决炼油装备中腐蚀和磨损的有效技术。例如:上海石化引进美国烟机,该烟机运行572天后,叶片全部磨损报废;后改用国产GH864材料并涂覆涂层后,连续运行52570h,创造烟机连续工作最长的纪录。广州石化炼油厂采用烟机叶片涂覆涂层后,连续运行18288h后,叶片涂层情况良好。济南炼油厂对烟机采用涂层防护后,平均每小时节电5000kW,效益十分显著。在含高灰尘(平均浓度345.3mg/m3)及严重硫腐蚀(硫含量达30~44.5kg/h)环境下工作的烟机,连续运行8424h后停机检查,叶片完好无损。

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