超超临界机组、超超临界机组水冷壁及其防护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及火电厂锅炉系统，具体地，涉及一种超超临界机组、超超临界机组水冷壁及其防护方法。
【背景技术】
[0002]由于超超临界机组热效率非常高，因此其在火电厂的应用越来越广泛。锅炉中，水冷壁是必不可少的单元，它是锅炉的主要受热部分，吸收锅炉中的40%?50%甚至更多的热量。水冷壁由多个钢管排列组成，设置在锅炉炉膛的四周。水冷壁通过管腔中流动的水及蒸汽，吸收管壁外部炉膛内的高温火焰和烟气辐射热量，而管腔中的水变成蒸汽，从而降低炉墙温度来保护炉墙。
[0003]但是，在超超临界机组炉膛结构尺寸大，结构应力大，水冷壁管子服役温度本身较高，在热负荷较高的区域，因锅炉火焰燃烧的不稳定性、频繁启动和停止锅炉、以及经常进行调峰等综合原因，水冷壁管壁的温度波动较大，容易产生热交变应力，在结构应力、焊接残余应力的共同作用下，久而久之容易在热负荷较高的区域，水冷壁管子表面，产生横向裂纹。另外，又因为燃烧器喷出的硫磺等有害气体以及锅炉贴壁上的还原气体，对水冷壁产生高温腐蚀作用，燃烧器喷出的高速喷出物对水冷壁有撞击作用，这些腐蚀作用与撞击作用加快了横向裂纹的扩展，最终导致水冷壁暴漏，甚至发电厂需要停运维修。传统的解决方法是对横向裂纹区域进行打磨处理或者换管，但是只能保证短时间内水冷壁安全运行，锅炉长期运行时，在水冷壁的管壁上又会出现横向裂纹，而且，打磨一定深度后，管子减薄较多，降低水冷壁管子强度，而换管需要一定工期，成本也较大，且并不能从根本上解决问题。
[0004]因此，本技术领域需要一种能够长期消除水冷壁上产生的横向裂纹的超超临界机组水冷壁。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种能够长期适用于超超临界机组工况的水冷壁。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供一种超超临界机组水冷壁，包括多个并排设置的水冷壁管，其中，所述水冷壁管的管壁的外表面上设置有具有抗高温氧化性能、抗腐蚀性能和耐磨性的防护层。
[0007]优选地，所述防护层均匀地铺设在所述水冷壁管的管壁的外表面上。
[0008]优选地，所述防护层为Cr3C2-NiCr镍铬涂层。
[0009]优选地，所述防护层的厚度为0.4-0.6mm。
[0010]本发明还提供一种超超临界机组，其中，该超超临界机组包括本发明提供的超超临界机组水冷壁。
[0011 ] 本发明还提供一种超超临界机组水冷壁的防护方法，该方法包括步骤a，在水冷壁管的管壁的外表面上设置具有抗高温氧化性能、抗腐蚀性能和耐磨性的防护层。
[0012]优选地，在所述步骤a中，通过喷涂在所述水冷壁管的管壁的外表面上设置所述防护层。
[0013]优选地，所述防护层为Cr3C2-NiCr镍铬涂层。
[0014]优选地，在步骤a之前还包括打磨处理的步骤b，对水冷壁上产生横向裂纹的部分进行打磨处理。
[0015]优选地，在步骤a与步骤b之间还包括利用磁粉进行无损检测的步骤C，当通过步骤c在所述水冷壁管壁上检测到存在不连续的磁痕的区域时，继续对该区域进行打磨；当出现连续的磁痕时，进行步骤a。
[0016]优选地，在步骤a之后还包括利用封孔剂对所述防护层上的微孔进行封孔的步骤d，所述封孔剂为硅酸盐封孔剂。
[0017]优选地，所述步骤d包括在所述防护层上刷涂所述封孔剂。
[0018]优选地，所述防护层的厚度为0.4-0.6mm。。
[0019]通过本发明的超超临界机组水冷壁，在产生横向裂纹的水冷壁的管壁的外表面上设置具有抗高温氧化性能、抗腐蚀性能和耐磨性的防护层，从而有效地阻止了炉膛内的高温火焰、还原性气体以及高速喷出物对超超临界机组水冷壁的热交换应力、腐蚀以及撞击作用，防止横向裂纹的产生，使得本发明提供的水冷壁可以长期适用于高温高压运行的超超临界机组中，确保整个机组长期安全运行。
[0020]本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0021]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0022]图1是本发明的【具体实施方式】的超超临界水冷壁的纵截面示意图。
[0023]附图标记说明
[0024]I防护层2管壁
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0026]本发明提供一种超超临界机组水冷壁，该水冷壁包括多个并排设置的水冷壁管，该水冷壁管的管壁2的外表面上设置有具有抗高温氧化性能、抗腐蚀性能和耐磨性的防护层I。通过该防护层1，能够阻挡燃烧器中的高速喷出物的撞击作用、减少炉膛内的高温火焰和还原性气体对超超临界机组水冷壁的高温腐蚀作用，从而有效地减少了横向裂纹的产生。
[0027]在设置所述防护层I的过程中，最好是均匀地铺设防护层1，使得水冷壁管整体都受到防护层I的保护。
[0028]所述防护层I的材料可以选用本技术领域中具有抗高温氧化性能、抗腐蚀性能和耐磨性的涂层，例如FeCrNi合金涂层或FeCrAl合金涂层，但是作为本发明的优选实施方式，防护层I采用了 Cr3C2-NiCr镍铬涂层，铺设在水冷壁管表面的Cr3C2-NiCr镍铬涂层因其抗高温氧化性，保证了水冷壁的管壁温度不会大幅度波动，另外因其抗腐蚀性和耐磨性，使水冷壁与炉膛内的还原气氛以及燃烧器喷出物的冲击相隔离，消除了导致水冷壁管上产生横向裂纹的所有因素。
[0029]另外，该防护层I的厚度不宜过厚，也不宜过薄，当防护层I过薄时，防护层I的防护寿命下降，当防护层I过厚时，防止横向裂纹的效果不好，因此，作为本发明的优选实施方式，可以设置在0.4-0.6_之间，更优选地，设置为0.5_，此时该防护层I既能有效地防止横向裂纹的产生，又能保证长期防护水冷壁。
[0030]本发明还提供一种超超临界机组，该超超临界机组包括本发明提供的超超临界机组水冷壁，由于该水冷壁上的防护层I能够防止横向裂纹的产生，使得该超超临界机组能够长时间安全运行。
[0031]本发明还提供一种超超临界机组水冷壁的防护方法，该方法包括:步骤a、在水冷