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降温水帘无级调速变风量风机盘管工程节能分析热喷涂技术在火电厂
1 前言
风机盘管空调机组（FCU）的冷热量调节，一般有三种方法：（1）水量调节法；（2）风量调节法；（3）空气旁通调节法。空气旁通调节法采用较少，主要采用水量调节和风量调节法。国内对风机盘管空调机组的水量调节，一般是采用温控器，控制电动两通阀的开关，对风机盘管的供水实行供或停的两位调节，风量调节则采用高音、中、低三档变速调节法，由人工进行控制。因此风机盘管机组无级调速一直是空调界研究的课题之一。
2 无级调速风机盘管空调机组简介
无级调速变风量风机盘管空调机组是由智能温控器和风机盘管空调机组两部分组成，室内温度的控制是通过无级调节风机盘管机组的送风量来完成。当室内温度低于设定温度（冬季为高于），温控器在设定的时间隔内，开始降低风机盘管机组风机转速，即减少送入室内的风量，直到室内温度等于设定温度，风机盘管机组风机保持在该转速下运行。室内温度波动可控制在正负0.5摄氏度范围内。
无级调节风机电机的转速，由于已作线性化处理，所以风机盘管机组的风量完全与电压成线性关系，从而实现风机送风量的自动控制和无级调节，使室内温度控制在规定的范围内。
3 无级调速变风量风机盘管空调机组节能分析
3.1 空调全年负荷分析
由于空高设计时，在冷水机组选择上往往采用较大的安全系数，而在空调末端装置选择上考虑到空气过滤器阻力逐步增加、空气换热器管内结垢和表面污染等原因，设备容量较实际所需容量要明显偏大。
3.2 无级变速风机盘管空调机组节能分析
带独立新风的风机盘管空调工程的能耗主要由以下几部分组成：冷水机组、冷却塔、水泵、风机盘管空调机组、新风机组。对于变风量风机盘管空调工程，冷却塔、水泵、新风机组的容量是不变的，而风机盘管空调机组和冷水机组的容量是可调节的。
3.3 无级变速风机盘管空调工程节能分析
采用无级调速之后，除了可以明显减少风机盘管空调机组的风机耗电量之外，风机盘管空调机组的冷量随转速的减少而明显下降，这样不但避免了房间过冷（冬季过热）现象的发生，更主要的是空调工程的能耗可以相应减少。
4 结论
（1）采用智能型温控器可对风机盘管空调机组的送风量实现无级平滑调节。
（2）空调负荷满负荷运行时间在全年空调运行时间中所占时间很低，加之；空调选择设备时，采用的安全系数又往往偏大，所以给采用变风量风机盘管和对冷水机组进行卸载调节提供了可能。
（3）采用变风量技术，可以明显减少空调工程的全年能耗，风机盘管全年单位冷量耗量电可减少45％-55％，冷水机组全年单位冷量耗电量可减少15％-25％。
摘 要：本文结合与燃煤电厂合作的经验，通过实例阐述了热喷涂技术在燃煤电厂中的具体应用情况及取得的实际效果。此文对于电力工程工作的科技工作者如何结合生产科研实际使热喷涂技术转化为生产力，对于从事热喷涂工作的科技人员如何进一步开拓电力工程的市场，寻找更多更好的项目，对社会效益和企业效益的提高都具有十分有益的借鉴作用。
关键词：喷涂技术 电厂 应用
1、问题的提出
众所周知，燃煤电厂是用煤做原料，加工人们所说的二次能源。燃煤电厂的各种设备都要长时间工程性的运行；大多数设备所处的运行环境十分恶劣，各种设备及其金属构件，既要在高温度、高压力、高载荷、高流速的条件下工作，又要经受烟气氧化、硫化及汽蚀的考验，还要经受烟气中粉尘颗粒的冲刷和磨损，甚至个别的部位还有撞击，用再好的材质制做出的零部件也难以承受。久而久之，厚壁变成薄壁，平衡变成不平衡，耐压变成不耐压，密封变成不密封等等。强度下降，机械性能下降，进而导致锅炉炉管爆裂，轴裂纹，甚至折断等故障或设备及人生事故的发生，迫使工程不能正常运行甚至停止运行。
在发电厂的故障中，锅炉故障占70%以上，而在锅炉故障中又以水冷壁管、省煤器管和过热器管的爆裂、泄漏为主；而腐蚀和磨损又是导致管爆裂和泄漏的重要诱因。60年代初期统计资料表明，由于腐蚀与磨损引起的爆管、泄漏占锅炉故障的40%，随着锅炉参数的提高，比例有所提高，到80年代后期已超过60％。因此，腐蚀与磨损问题已引起所有火力发电厂尤其是燃煤电厂的极大关注。投入相当的人力和经费用在解决腐蚀与磨损上。如改进水处理工艺方法、加入缓蚀剂、定期对各种管道进行清洗、采用先进的电除尘工艺、堆焊耐腐材料、涂耐磨涂料、镶瓷砖、设置防护档板等。是费尽了心血，伤透了脑筋，做了大量的工作，在某种程度上缓解了腐蚀与磨损问题。但由于采取上述防护措施造成热效率下降、设备出力不足等问题。有的措施短时间运行有一定的效果，但经受不住长时间的运行考验。随着热喷涂技术的成熟与发展，经过反复的试验和不断的探索，应用热喷涂技术可以有效的解决燃煤电厂腐蚀与磨损问题。
2、应用实例
2.1应用热喷涂技术解决吸(引、排)风机叶轮的磨损问题
90年代初，除尘技术还比较落后，大多数企业采用水膜除尘，效果并不理想，烟气中粉尘含量较大，这些固体颗粒十分坚硬且锐利，而吸(引、排)风机叶轮从其焊接性能需要出发，通常采用16Mn、15Mnv等低碳钢合金材料，这些材料焊接性能好，但耐磨性能差，有些叶轮运行几个月就被磨薄，甚至磨漏，严重的把叶片磨断，有的电厂采用贴(涂)陶瓷的办法，但由于叶轮是在较高温度的烟气中运行，运行中又有颤动，而陶瓷材料属热的不良导体，其膨胀系数与本体材料差异较大，有的在很短的时间内就出现了大面积脱落现象，使叶轮失衡，导致叶轮振动量加大，有的电厂采用堆焊铁05，由于这种材料硬度很高，又是采取的堆焊工艺，因此应力较大，有的甚至使叶轮变形，查阅国外有关资料，最好的办法是采取在叶轮表面上喷镀钼合金涂层，可以使叶轮的寿命提高4-6倍，钼是一种稀有金属，价格十分昂贵，技术上可行而经济上不合理。经过调研发现，我们国内已经研制出一种喷制耐磨涂层的专用合金材料，可以满足叶轮防磨的需要，其主要成份是高铬高碳加稀土。1997年8月，首次在铁岭发电厂2#机组吸风机叶轮的两个叶片上进行了试验，经过4000小时的运行(在没有电除尘的情况下)，涂层表面无任何划痕和磨损。因此，此项目在该电厂进行了推广使用。四台30万机组，八个吸风机叶轮全部做了类似的防磨处理，取得了令人满意的效果。1998年国内又研制了含有硼元素的高硬度耐磨材料，这样使叶轮的耐磨效果又大大的提高一步，用这两种材料喷制的涂层具有韧性好，硬度高(表面硬度可达HRC60)，又可喷制较厚涂层(2-3mm)，叶轮叶片表面状态的改变，“三度”(韧度、硬度、厚度)的提高完全可以使叶轮耐磨程度得到显著的提高。材料科学发展的同时，工艺技术也有了新的发展，由原来普通电弧喷涂发展为超音速电弧喷涂，采用这种工艺方法喷制的涂层致密度高，涂层与基体的结合强度都有大幅度的提高，这样选用优质的原材料加上先进工艺方法制作的防磨涂层，完全可以满足2-3个大修期运行的需要。
应用此种工艺先后在辽宁铁岭发电厂、清河发电厂、黑龙江富拉尔基发电总厂、大庆油田热电厂、吉林双辽发电厂、河北一五零发电厂等单位推广使用，都取得了十分令人满意的效果；再加上除尘效果的改进和提高，使吸(引、排)风机叶轮的磨损问题基本得到解决。
2.2应用热喷涂技术解决锅炉“四管”硫化腐蚀及磨损问题
锅炉“四管”(省煤器管、水冷壁管、过热器管、再热器管)所处工作环境十分恶劣。因此，爆管问题时有发生，对工程运行及人身安全造成极大的威胁。近年来爆管频率呈上升趋势，循环流化床锅炉管爆管频率更高，有的炉管甚至三个月的运行都难以完成；锅炉“四管”爆管问题亟待解决。如何解决?选用进口或国产优质耐蚀合金材料是最方便的防腐蚀、防磨损的措施，但是在火力发电厂中难以实现。这是由于电力设备消耗大量的金属材料，例如，一台与600MW机组配套的直流锅炉总重量达10750吨，其中，承受高温、高压作用的部分为3060吨，钢结构支吊件重5300吨，与俱腐蚀和磨损作用的烟气接触的空气预热器和烟道、风道重达2000吨，其它，钢制设备近300吨。高压水汽管道近1300吨，中压管道及低压管道(含循环水管)重3600吨，各种阀门管件重500吨，箱、罐、热交换器等重1000吨，其钢材用量17000吨以上。材料成本增加，将直接影响发电成本，这就势必影响企业的利润。基于上述考虑，除了核电站使用贵重的耐蚀材料外，火电设备除了温度达到500度的部分设备管道使用低合金热强钢外，其它部位均使用碳素钢。因此，电厂不能依赖大量使用昂贵的耐蚀材料抵抗介质的侵蚀，只有靠做好防护工作来解决。
在这此设备零组件的腐蚀与磨损问题上，锅炉“四管”的矛盾更加突出，依靠更新，抗资巨大，治不如防，必须立足做好腐蚀与磨损的防护上，这就要引进先进的工艺技术，在更新时做好防护工作，对易腐蚀和易磨损部位有针对性采取防护措施，对局部进行改性处理，喷制专用耐磨金属涂层，对锅炉“四管”的防护最早是西柏坡电厂采用美国生产的一种镍铬合金材料，价格昂贵。根据锅炉“四管”的防护需要，我国科研部门研究出了专用的合金材料，这种材料与国外同类产品相比质量性能完全相同，价格与国外相比大幅度下降；此种材料喷制的耐磨防腐涂层与基体的结合强度高达40Mpa以上，在70-1400℃范围内热膨胀系数为6.8X10—5／℃，与本体材料20#碳钢的膨胀系数为6.5X10—5／℃十分相近，完全可以防止涂层脱落。由于其成份为高铬高镍，这种材料极易在氧化性较强的介质中钝化，在涂层表面形成Cr203保护膜，这种保护膜具有很强的再生性。一方面对腐蚀气氛向涂层内的侵入起到阻碍作用，达到降低腐蚀速度，确保涂层对基体的保护功能。同时还可以阻止镍溶解形成硫化镍，保证镍金属的耐蚀性能，在诸多的金属元素中镍具有很好的耐蚀性，且在高温下这种合金几乎不氧化。因此，这种材料完全可以满足锅炉“四管”防护的要求。
近几年来经大庆乙烯自备电厂、国电一五零发电厂实际运行验证了采用此种工艺和材料进行防护效果是十分显著的，降低了爆管的频率，使锅炉“四管”的寿命大幅度提高。热喷涂技术的应用在一定程度上缓解了燃煤电厂领导和职工的后顾之忧，以及由爆管而造成的担惊受怕的恐惧心理。甚至有的电厂职工和班组积极向领导要求推广使用此项技术，他们说，“喷上防护涂层把握”不是我们的说教使他们信服，而是先进的工艺，可靠的技术，严谨的施工，精心的组织而获得的高质量的涂层使他们信服，实践是检验真理和标准，也是各项技术是否先进可靠性能是优是劣的试金石。
2.3采用热喷涂技术解决管板式换热器腐蚀泄漏问题
大庆油田自备电厂承担着大庆地区冬季供暖任务，每年采暖期承担供暖任务的职工十分紧张，电厂领导也因为供暖问题压力很大。因为大庆地处我国北方，冬季气温低且采暖期长，而承担供暖任务的六台管板式换热器由于设计上的先天不足，管板是低碳合金钢，在直径1．8米的管板上分布2730根φ19xl的18-8不锈钢管，由于两种材质电位差较大，因此管端与管板结合部位产生严重的电偶腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、换热器管程走水，壳程走汽，由于腐蚀而造成泄漏，水汽混合，导致热效率大幅度下降，设备出力不足，甚至使设备无法正常运行，不得不停下来抢修。虽然工人们昼夜兼程马不停蹄。但这种现象只要发生，哪怕是几个小时也会有人反映到市政府，有关负责同志就会找到电厂的领导，供暧影响到大局。因此换热器腐蚀泄漏问题必须想办法解决。电厂先后找了设备生产制造单位，有关科研院所，得到的反馈是只有更新，换热器腐蚀泄漏的修复确[不难度很大，泄漏点多且密集，在难度不等于不能解决，电厂检修部和生技部的负责同志找到了我们，说“你们吸风机叶轮喷涂效果很好，振动量减少了，寿命也延长了，帮助我们解决了一个难题。现在我们又遇到一个难题，能否想办法帮助我们解决一下，就算 我们求援了”。然后把重要性和厉害关系又和我们说了一遍。因为这是一个新课题，我们确实没有 这方面的经验，由于电厂领导态度十分忠恳，我们就抱着试试看的心理把项目接受下来。一方面我们到国内有关部门进行调研，另一方面查阅有关资料，借鉴国内外的一些作法。经过努力，终于制订出了一套解决问题的初步方案，即：采用热喷涂的工艺方法，选用与基材结合强度高的
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