北京志盛威华化工有限公司对我国常用的煤粉炉各种炉型的日常应用进行了跟踪和研究，通过跟踪发现影响煤粉炉正常使用的集中在：水冷壁吹灰磨损、炉管高温腐蚀、炉管超温、换热效率受限、可燃碳排放较多等。

针对这些常用问题，志盛威华研制出ZS-耐高温远红外辐射涂料，通过该涂料固化后陶瓷化表面、低表面能、高红外吸收率、高红外发射率、高附着抗热振性等特性来解决煤粉炉日常使用问题。针对以上问题概述下涂料工作机理。

1.对水冷壁吹灰磨损的影响

锅炉受热面基材导热性能好，相对光洁度低，同时煤粉在锅炉中燃烧后，形成粘污性较强的灰渣，易发生积灰粘污（对流受热面）和结渣粘污（辐射受热面），粘污系数受以下因素影响：烟气流速减小，粘污系数上升；烟气温度上升，煤的燃烧产物熔化增多，灰粒烧结速度随烟温呈指数关系增加；煤的结渣性与粘污系数呈正比关系；锅炉低负荷运行扩大低温粘结灰的范围。试验表明，锅炉点火后，清洁水冷壁管表面很快形成 0.1-0.15μm 粘污层，其导热系数仅为 22.8w/m·k，受热面的吸热能力在数小时之内降低 35%-60%，炉效降低。为提高炉效，增加吹灰器（吹灰器应用范围受限，在燃烧器附近吹灰影响燃烧稳定性），吹灰器投入频次过高和维护不善引发锅炉爆管。

ZS-耐高温远红外辐射涂料可有效防范结渣积灰沾污，减少炉膛吹灰器投运频次或停止投运炉膛吹灰器，了吹灰磨损源，在保护水冷壁并提高锅炉效率的同时，可替代水冷壁防磨喷涂。

2．对高温腐蚀的影响

高温氧化主要出现在燃烧带及卫燃带上方至3米的位置，主要原因有：

a) 煤质较差，含硫量超标，烟气中硫化物含量高；

b) 锅炉内受热面温度不均匀，造成烟气的紊流，局部烟气浓度更高，为高温硫腐蚀、氧化腐蚀制造了条件；

c) 局部超温，炉管赤红，达到渗硫条件。

钢材在炼制过程中有脱硫、脱氧、脱碳、脱磷的工艺，硫、碳、氧、磷含量的改变会直接改变钢材的基本物化性能，具备渗硫、渗碳、渗氧的条件后，钢材表面的物化性质改变，耐温性降低，线膨胀率也因此改变，出现层片状腐蚀外观，既减薄了管壁又影响传热。

ZS-耐高温远红外辐射涂料涂层涂装后，具有自流平效果，因此可确保其致密性，经过高温后该涂层形成致密的陶瓷层，隔绝腐蚀介质的渗入。

3.改善炉管超温问题

炉管超温会导致汽堵、爆管等生产事故，更是高温腐蚀的起因之一。炉管超温区域主要存在于卫燃带未打浇注料的区域；弯头等管内积垢严重流体不畅区域。造成炉管超温主要原因有：

炉管材质决定了其辐射吸收和发射率在0.4-0.7之间，在离中心火焰较近的区域，炉管吸热比其他区域要多，一般炉管吸热后热量有三个去向：被炉管内介质吸收；烟气对流带走一部分（但此时烟气温度往往高于炉管，大多是对流传热给炉管）；辐射至炉膛其他低温区域。在600℃以上主要的传热方式是辐射，而炉管的辐射能力较差，热量会积累后超温。如果炉管因结构（如弯头）、超温造成较大压差等，都会使介质流动不畅，容易积垢，积垢后流质流动不畅热交换效率降低，局部超温更为厉害，严重的后果就是爆管。

通过ZS-耐高温远红外辐射涂料的高辐射性来改变炉管的热辐射特性，从而可以很好地局部超温，当炉管吸收到较多热量后，辐射能力越高向冷端热辐射越快，在同一水平线上炉管的温度趋于一致，同时因冷端也涂刷了热辐射率在0.93以上的辐射冷涂层，能更好的吸收热端传递的热量，因此冷端与热端的温度差降低，流质受热较为均匀，不会形成湍流，原来一根过热炉管的负荷分担到更多的炉管上，超温现象有了明显改善。

4．对换热的影响

锅炉受热面积灰粘污和结渣粘污、煤种偏差大或低 NOx改造引起的受热面换热分配不合理、锅炉受热面设计不合理等影响，锅炉在运行中存在主再热器减温水流量大或主再热蒸汽欠温的单一现象，有的发生减温水流量大和蒸汽欠温并存（多数表现为过热器减温水流量大，再热蒸汽欠温），锅炉效率降低，影响了锅炉运行经济性。

应用ZS-耐高温远红外辐射涂料喷涂技术对恢复锅炉换热平衡的分析：合理应用高黑度（ZS-耐高温远红外辐射涂料涂层黑度较常规水冷壁金属管材黑度高 0.23，可增强辐射换热）、高热阻材料（导热率为 22.8W/m·K，以卫燃带形式减少换热）可对存在换热偏差问题的锅炉进行双向调节。不论是设计制造时的计算错误，还是煤种变化、波动引发的问题，抑或是低 NOx改造的新问题，都可通过对相应受热面换热能力的改变得到有效解决。与改变受热面布置或改变受热面面积的技改措施相对比，ZS-耐高温远红外辐射涂料提效技术改造的投资小、工期短、效果可控、恢复便利。