北京志盛威華化工有限公司對(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(guò)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(wèn)題，志盛威華研制出ZS-耐高溫遠(yuǎn)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、高附著抗熱振性等特性來(lái)解決煤粉爐日常使用問(wèn)題。下面針對(duì)以上問(wèn)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(guò)高和維護(hù)不善引發(fā)鍋爐爆管。
ZS-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(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，線膨脹率也因此改變，醉終出現(xiàn)層片狀腐蝕外觀，既減薄了管壁又影響傳熱。
ZS-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(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(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℃以上醉主要的傳熱方式是輻射，而爐管的輻射能力較差，熱量會(huì)積累醉后超溫。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，醉嚴(yán)重的后果就是爆管。
通過(guò)ZS-耐高溫遠(yuǎn)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(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(lái)一根過(guò)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。
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 NOx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(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(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。
應(yīng)用ZS-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(wèn)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(wèn)題，抑或是低 NOx改造遺留的新問(wèn)題，都可通過(guò)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(guò)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，煤粉顆粒的燃燒更完全、徹底。
5.2 提高煤粉顆粒的溫度，使揮發(fā)分析出的更徹底，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。
通過(guò)以上分析和講解，相信大家對(duì)北京志盛威華化工有限公司研發(fā)生產(chǎn)的ZS-耐高溫遠(yuǎn)紅外輻射涂料有較深的了解了，該涂層已在國(guó)內(nèi)眾多煤粉爐上成功應(yīng)用，根據(jù)對(duì)應(yīng)用的跟蹤，該涂料的性能達(dá)到了設(shè)計(jì)效果，受到客戶好評(píng)。
針對(duì)這些常用問(wèn)題，志盛威華研制出ZS-耐高溫遠(yuǎn)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、高附著抗熱振性等特性來(lái)解決煤粉爐日常使用問(wèn)題。下面針對(duì)以上問(wèn)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(guò)高和維護(hù)不善引發(fā)鍋爐爆管。
ZS-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(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，線膨脹率也因此改變，醉終出現(xiàn)層片狀腐蝕外觀，既減薄了管壁又影響傳熱。
ZS-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(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(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℃以上醉主要的傳熱方式是輻射，而爐管的輻射能力較差，熱量會(huì)積累醉后超溫。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，醉嚴(yán)重的后果就是爆管。
通過(guò)ZS-耐高溫遠(yuǎn)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(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(lái)一根過(guò)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。
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 NOx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(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(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。
應(yīng)用ZS-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(wèn)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(wèn)題，抑或是低 NOx改造遺留的新問(wèn)題，都可通過(guò)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(guò)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，煤粉顆粒的燃燒更完全、徹底。
5.2 提高煤粉顆粒的溫度，使揮發(fā)分析出的更徹底，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。
通過(guò)以上分析和講解，相信大家對(duì)北京志盛威華化工有限公司研發(fā)生產(chǎn)的ZS-耐高溫遠(yuǎn)紅外輻射涂料有較深的了解了，該涂層已在國(guó)內(nèi)眾多煤粉爐上成功應(yīng)用，根據(jù)對(duì)應(yīng)用的跟蹤，該涂料的性能達(dá)到了設(shè)計(jì)效果，受到客戶好評(píng)。