水煤浆用硬质合金喷嘴

水煤浆是70年代兴起的新型煤基液体燃料,主要由65%的煤、34%的水以及1%的化学添加剂组成。相比于其他类型的燃料,其具有许多优点,如含硫量较低、燃烧效率高、SO2及NOX等污染物排放量都低于普通燃油和燃煤,被广泛运用于电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉代油、代气、代煤燃烧,是当今洁净煤技术的重要组成部分。而硬质合金喷嘴在水煤浆燃烧器中有着广泛的运用,其通过良好的燃料雾化使得水煤浆燃料得到更为充分而有效的燃烧。根据燃料的性质以及对于雾化质量的要求不同,硬质合金喷嘴还可分为气力式、机械式、旋杯式以及超声波式。其结构的合理性决定了水煤浆的雾化效果,其材料的抗磨、抗热冲击性能则决定喷嘴的使用寿命,并直接影响水煤浆应用的经济性和安全性。

水煤浆喷嘴工作时主要承受的是水煤浆的低角度冲蚀,磨损机理主要为塑性变形和微观切削。而硬质合金水煤浆喷嘴的磨损主要有晶粒脱落、脆性断裂和研磨损伤,并且硬质合金中的Co含量越高,其冲蚀磨损率越大,所以应该选用Co含量少或者没用高硬度粘结相合金或者直接粉末冶金铸造。。相比于其他金属材料制备的水煤浆喷嘴,硬质合金材料喷嘴有更好的耐磨耐蚀性且使用寿命较长(通常在1000h以上)。但是,硬质合金本身脆性较大,其硬度较大、韧性以及抗热冲击性能低于其他金属材料,不易于加工,不适合制作形状结构复杂的喷嘴。目前,较为常见且性能较为优良的硬质合金水煤浆喷嘴主要有美国、加拿大等国的Y型喷嘴以及我国的撞击式多级水煤浆雾化喷嘴,其通过在最容易发生磨损的部位镶嵌上硬质合金以改善其耐磨耐蚀性能。

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