重結晶碳化硅鍋爐燃燒器及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種重結晶碳化硅鍋爐燃燒器及其制備方法。該燃燒器包括金屬支撐件及耐熱蝕件，該耐熱蝕件是由下述原料經制漿、澆注成型、2450～2550℃下燒結而成的重結晶碳化硅陶瓷件：純度≥99.5%、粒度為0～150um的碳化硅微粉92～94wt%、稀土釔6～8wt%。本發明專利技術重結晶碳化硅燃燒器（直流式和旋流式電站鍋爐燃燒器）耐沖刷磨損性能、耐熱性能良好，可使噴出的煤粉氣流始終維持在原設計的最理想狀態，大大提高了燃燒效率，適應各種惡劣工況條件下的防熱蝕作業，并延長鍋爐使用壽命，對提高企業生產效率、節約能源、保障生產安全、改善工作環境，大幅降低修理費用具有重要意義。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種鍋爐燃燒器，具體涉及一種。
技術介紹
目前國內20萬千瓦以上發電鍋爐燃燒器，均采用煤粉局部濃縮技術，直流式燃燒器多采用百葉窗濃縮裝置，旋流式燃燒器多采用錐流體濃縮裝置，局部濃縮可強化煤粉氣流著火及燃燒過程，提高鍋爐的燃燒性和燃燒效率；但同時也加劇了燃燒器部分合金零件的磨損，縮短了燃燒器壽命，不但大大增加了檢修費用和工作量，而且還易破壞爐內燃燒工況，使水冷壁易結焦和高溫腐蝕，煤粉燃燒不徹底，增加燃油助燃次數，磨損嚴重時甚至 造成突然停火，影響電網的安全運行。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種結構致密、耐熱蝕性能好、使用壽命長、運營維護費用低的重結晶碳化硅鍋爐燃燒器，并提供了其制備方法。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是 以重結晶碳化硅陶瓷制成鍋爐燃燒器的耐熱蝕件，所耐熱蝕件是由下述原料經制漿、澆注成型、2450 2550°C下燒結而成的重結晶碳化硅陶瓷件純度彡99. 5%、粒度為O 150um的碳化娃微粉92 94wt%、稀土乾(助劑)6 8wt%,并設置與各耐熱蝕件相對應的支撐件，其由一定耐熱強度的金屬材料制成。在所述碳化娃微粉中，粒度為O Ium的占25 35 wt%、粒度為I 5um的占15 25wt%、粒度為10 63um的碳化娃微粉占15 25wt%、粒度為125 150um的碳化娃微粉占25 35wt%。本專利技術采用微粉粒度和助劑配比，可使大型工件成型率提高到95%以上。所述碳化娃微粉中銳角形顆粒占28 35wt%,鈍角形顆粒占65 72wt%。本專利技術針對燃燒器抗沖刷磨損的特點，著眼于顯微結構，有針對性地調整了碳化娃微粉顆粒的形狀，可進一步提聞抵抗聞低角沖蝕的能力，使其達到聞風速、聞溫條件下耐磨損、耐燒蝕的要求。所述耐熱蝕件包括陶瓷耐磨內彎頭、陶瓷護管、陶瓷濃縮部件、耐磨護套；所述金屬支撐件包括彎頭、耐熱鋼管、安裝支件，所述陶瓷耐磨彎頭匹配地安裝在所述彎頭內側形成復合彎頭，該復合彎頭套裝在所述耐熱鋼管一端部，所述安裝支件安裝在該耐熱鋼管的一端部，所述陶瓷護管、陶瓷濃縮部件依次套裝在所述耐熱鋼管的中部，且所述陶瓷護管與陶瓷耐磨內彎頭匹配地搭接；所述耐磨護套匹配地套裝在所述安裝支件上。所述金屬支撐件包括依次連接的方圓頭、耐熱鋼筒、耐熱鋼噴口 ；所述耐熱蝕件包括依次對應地安裝于所述金屬支撐件內側的方圓頭陶瓷內襯體、陶瓷內襯體、陶瓷耐磨噴口、及安裝在所述陶瓷內襯體中的陶瓷百葉。當所述耐熱蝕件的寬度或外徑超過燒結爐腔內徑或/和其長度超過燒結爐腔高度時，則由分解成幾塊或幾部分制成的分件依次拼接而成對應的耐熱蝕件。上述重結晶碳化硅鍋爐燃燒器的制備方法，包括以下步驟 (1)按照設計的尺寸規格制備出金屬支撐件，分解設計各耐熱蝕部件，制作出各分解部件的樣模；根據重結晶碳化硅材料的制造工藝要求，對原設計燃燒器進行分解制造，然后再組裝，可保證燃燒器原設計形狀不變、燃燒性能不變，而高風速、高溫條件下的耐磨損、耐燒蝕性能大幅提高；燃燒器易受煤粉沖刷的部位均應以重結晶碳化硅部件覆蓋保護，部件分解的標準一般以部件外徑不超過燒結爐芯內徑為準，可整體制作，否則應分解成幾塊或幾部分制作；部件高、低大小以胚體便于裝爐燒制為宜。(2)根據各個分解部件的樣模制作出對應的石膏模； (3)按照上述配比選取制作重結晶碳陶瓷件的原料，混料后，加水至料漿粘度為500 600泊，再真空混料20 30小時；料漿混好后，在澆鑄平臺上用石膏模進行澆注，將澆鑄好的生坯放置2 3小時后脫模；再將脫模后的生坯烘干，按所述要求的尺寸加工修坯后，再烘干至水分含量2%以下；將生坯置高溫真空爐中進行燒結，在真空狀態下以3 5°C /分鐘的升溫速率升溫，當溫度升至1100°C時，充入惰性氣體使爐內壓力達到I. 5 2. 5MPa，繼續以2V /分鐘的升溫速率升溫至2450 2550°C，然后保溫I. 5 2. 5小時，再自然冷卻，當溫度降至150°C以下時出爐即得重結晶碳化硅陶瓷件； (4)將制成的重結晶碳化硅陶瓷件與所述金屬支撐件進行對接組裝，在金屬支撐件與重結晶碳化硅陶瓷件結合的部位以耐高溫纖維墊塞嚴實或/和高溫膠粘劑粘接。采用該種軟結合的方法，解決了重結晶碳化硅陶瓷部件與鋼鐵支撐件遇熱膨脹系數不一致而造成的難以結合的技術難題。重結晶碳化硅陶瓷件與支撐件之間的填充間隙可根據該零部件所處部位工作溫度、各部件的熱膨脹系數以常規方法計算得出。在所述步驟(3)中，真空混料和真空升溫時的真空度均為2 5mPa。所述惰性氣體為氬氣、氦氣、氖氣中的至少一種。所述耐高溫纖維為高鋁纖維、耐高溫陶瓷纖維SiC (Al)、PBI纖維中的至少一種。所述高溫膠粘劑為磷酸鋁鹽膠黏劑、有機硅膠粘劑、聚酰亞胺膠粘劑中的至少一種。本專利技術具有積極有益的效果 I.本專利技術重結晶碳化硅燃燒器(直流式和旋流式電站鍋爐燃燒器)耐沖刷磨損性能、耐熱性能大幅提高，可使噴出的煤粉氣流始終維持在原設計的最理想狀態，大大提高了燃燒效率，對延長鍋爐使用壽命，節能降耗、減排具有重要意義。下表I為60萬千瓦合金鋼燃燒器與重結晶碳化硅燃燒器使用壽命的對比 表I本專利技術燃燒器與常規燃燒器的性價比_本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種重結晶碳化硅鍋爐燃燒器，包括各部位的耐熱蝕件及對應的金屬支撐件，其特征在于，所耐熱蝕件是由下述原料經制漿、澆注成型、2450～2550℃下燒結而成的重結晶碳化硅陶瓷件：純度≥99.5%、粒度為0～150um的碳化硅微粉92～94wt%、稀土釔6～8wt%。

【技術特征摘要】
1.一種重結晶碳化硅鍋爐燃燒器，包括各部位的耐熱蝕件及對應的金屬支撐件，其特征在于，所耐熱蝕件是由下述原料經制漿、澆注成型、2450 2550°C下燒結而成的重結晶碳化硅陶瓷件純度彡99. 5%、粒度為O 150um的碳化硅微粉92 94wt%、稀土釔6 8wt%02.根據權利要求I所述的重結晶碳化硅鍋爐燃燒器，其特征在于，在所述碳化硅微粉中，粒度為O Ium的占25 35 wt%、粒度為I 5um的占15 25wt%、粒度為10 63um的碳化硅微粉占15 25wt%、粒度為125 150um的碳化硅微粉占25 35wt%。3.根據權利要求2所述的重結晶碳化硅鍋爐燃燒器，其特征在于，所述碳化硅微粉中銳角形顆粒占28 35wt%，鈍角形顆粒占65 72wt%。4.根據權利要求I、2或3所述的重結晶碳化硅鍋爐燃燒器，其特征在于，所述耐熱蝕件包括陶瓷耐磨內彎頭、陶瓷護管、陶瓷濃縮部件、耐磨護套；所述金屬支撐件包括彎頭、耐熱鋼管、安裝支件，所述陶瓷耐磨彎頭匹配地安裝在所述彎頭內側形成復合彎頭，該復合彎頭套裝在所述耐熱鋼管一端部，所述安裝支件安裝在該耐熱鋼管的一端部，所述陶瓷護管、陶瓷濃縮部件依次套裝在所述耐熱鋼管的中部，且所述陶瓷護管與陶瓷耐磨內彎頭匹配地搭接；所述耐磨護套匹配地套裝在所述安裝支件上。5.根據權利要求I、2或3所述的重結晶碳化硅鍋爐燃燒器，其特征在于，所述金屬支撐件包括依次連接的方圓頭、耐熱鋼筒、耐熱鋼噴口；所述耐熱蝕件包括依次對應地安裝于所述金屬支撐件內側的方圓頭陶瓷內襯體、陶瓷內襯體、陶瓷耐磨噴口、及安裝在所述陶瓷內襯體中的陶瓷百葉。6.權利要求I所述重結晶碳化硅鍋爐燃燒器的制備方法，包括以下步驟...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蘇建林，王燦光，王振海，
申請(專利權)人：鄭州華泰節能陶瓷有限公司，
類型：發明
國別省市：