一种防结焦性能试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种防结焦性能试验装置，陶瓷管安装于陶瓷管固定支架上，加热装置安装于陶瓷管上、用于为陶瓷管进行加热；气体控制装置通过进气管和出气管与陶瓷管的内腔连通，进气管和出气管与陶瓷管密封连接，气体控制装置用于为陶瓷管内腔提供实验用气以及回收陶瓷管内排出的气体；陶瓷管的下端面开设有供熔滴流出的滴液孔，试样承台设置于陶瓷管的下方，试样承台用于盛放待测试材料；高速摄影相机设置于试样承台的一侧，用于拍摄从陶瓷管滴液孔滴落的熔滴滴落在待测试材料表面的过程。实用新型专利技术能够研究锅炉的基体材料或涂层防结焦性能，其结构简单，能够快速、低成本的评价材料的防结焦性能。价材料的防结焦性能。价材料的防结焦性能。

【技术实现步骤摘要】
一种防结焦性能试验装置


[0001]本技术属于燃煤锅炉
，具体涉及一种防结焦性能试验装置。

技术介绍

[0002]伴随低氮燃烧技术的推广以及以准东煤为代表的高碱煤的掺烧，燃煤锅炉受热面结焦问题严重。受热面炉管结焦显著降低受热面传热性能，加大超温及爆管风险，降低炉管使用寿命，威胁锅炉安全稳定经济运行。除了控制燃煤质量、优化锅炉设计、调整锅炉运行等传统防结焦措施外，制备防结焦涂层是燃煤锅炉受热面结焦治理的新途径。然而，目前尚无评价材料防结焦性能的标准或专用试验装置。直接在在役锅炉受热面上制备防结焦涂层，可以真实准确的测定涂层的防结焦性能，但该方法成本高，验证周期长，不利于防结焦涂层的研制。一维火焰炉一定程度上模拟了锅炉运行状况，通过制备特殊探针，并在探针上制备涂层，也能用以考研涂层或基体材料的防结焦性能，然而一维火焰炉系统复杂，造价高昂，操作麻烦，且单次试验成本较高。面对便捷、经济、可靠防结焦性能测试评价技术的空白，亟待研制一种便于涂层研发阶段使用的用以评价基体材料或涂层防结焦性能的试验装置。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术中存在的问题，本技术的目的在于提供一种防结焦性能试验装置，本技术能够研究锅炉的基体材料或涂层防结焦性能，其结构简单，能够快速、低成本的评价材料的防结焦性能。
[0004]本技术采用的技术方案如下：
[0005]一种防结焦性能试验装置，包括陶瓷管、陶瓷管固定支架、加热装置、气体控制装置、试样承台和高速摄影相机；所述陶瓷管安装于陶瓷管固定支架上，加热装置安装于陶瓷管上、用于为陶瓷管进行加热；气体控制装置通过进气管和出气管与陶瓷管的内腔连通，进气管和出气管与陶瓷管密封连接，气体控制装置用于为陶瓷管内腔提供实验用气以及回收陶瓷管内排出的气体；
[0006]陶瓷管的下端面开设有供熔滴流出的滴液孔，试样承台设置于陶瓷管的下方，试样承台用于盛放待测试材料；
[0007]高速摄影相机设置于试样承台的一侧，用于拍摄从陶瓷管滴液孔滴落的熔滴滴落在待测试材料表面的过程。
[0008]优选的，进气管从陶瓷管的上端延伸至陶瓷管内腔的底部，进气管上位于陶瓷管内的部分表面均匀开设有透气孔。
[0009]优选的，出气管插入陶瓷管内腔的顶部，并位于陶瓷管内腔物料的上方。
[0010]优选的，气体控制装置包括供气装置和气体回收装置，供气装置与进气管连接，气体回收装置与出气管连接。
[0011]优选的，所述陶瓷管下端的形状为圆台形，滴液孔开设于陶瓷管下端面的中心。
[0012]优选的，所述滴液孔的直径为0.5～2mm。
[0013]优选的，试样承台上在面向高速摄影相机的一侧设有透明的遮挡板，遮挡板用于防止滴落在待测试材料表面的熔滴飞溅至高速摄影相机镜头表面。
[0014]优选的，所述陶瓷管内腔填充有结焦介质。
[0015]优选的，所述结焦介质采用固态煤灰。
[0016]优选的，所述待测试材料包括基体以及设置于基体表面的防结焦涂层。
[0017]本技术具有如下有益效果：
[0018]面对实炉验证以及基于一维火焰炉评价材料防结焦性能的局限性，本技术提供了一种便捷、可靠、经济的防结焦性能试验装置，该装置能够通过捕捉并分析结焦介质熔滴低落到材料过程的动态接触角，实现对材料抗结焦性能的初步评价，通过捕捉并分析结焦介质熔滴低落到材料以及前序熔滴上的全过程动态接触角，获得对结焦形成与发展过程的全面认识，并通过后续对焦体成分、结构、物相、结合强度、硬度等综合分析，进一步加深对结焦形成发展过程以及焦体内在属性的认识。本装置可以快速、准确、经济地评价材料的防结焦性能，极大促进了防结焦涂层的研发进程，也促进了对结焦形成与发展过程乃至焦体特征的研究。
附图说明
[0019]图1为本技术防结焦性能试验装置的结构示意图。
[0020]图中，1为陶瓷管，2为加热装置，3为待测试材料，4为试样承台，5为液态熔滴收纳装置，6为陶瓷管固定支架，7为遮挡板，8为高速摄影相机，9为计算机，10为气体控制装置，11为进气管，12为出气管，13为陶瓷管密封器。
具体实施方式
[0021]下面结合附图来对本技术做进一步的说明。
[0022]如图1所示，本技术防结焦性能试验装置包括陶瓷管1、陶瓷管固定支架6、加热装置2、气体控制装置10、试样承台4、高速摄影相机8和计算机9；陶瓷管固定支架6与试样承台4可做成一个整体结构，即将陶瓷管固定支架6固定安装在试样承台4上，陶瓷管1安装于陶瓷管固定支架6上，加热装置2安装于陶瓷管1上、用于为陶瓷管1进行加热，加热装置2的加热温度可调；陶瓷管1下端的形状为圆台形，陶瓷管1下端面的中心开设有供熔滴流出的滴液孔，根据熔滴的流动性以及实验确定，滴液孔的直径设置为0.5～2mm，这样能够使陶瓷管1内产生的熔滴是以液滴的撞态滴落，而非液柱的状态流出。
[0023]试样承台4设置于陶瓷管1的下方，试样承台4用于盛放待测试材料3；陶瓷管1内腔填充有结焦介质，结焦介质采用固态煤灰。通过加热装置2的加热作用可以使固态煤灰产生熔滴，熔滴下流之后从滴液孔下落。气体控制装置10通过进气管11和出气管12与陶瓷管1的内腔连通，进气管11和出气管12与陶瓷管1密封连接，进气管11从陶瓷管1的上端延伸至陶瓷管1内腔的底部，进气管11上位于陶瓷管1内的部分表面均匀开设有透气孔，出气管12插入陶瓷管1内腔的顶部，并位于陶瓷管1内腔物料的上方，气体控制装置10用于为陶瓷管1内腔提供实验用气以及回收陶瓷管1内排出的气体；具体的，气体控制装置10包括供气装置和气体回收装置，供气装置与进气管11连接，气体回收装置与出气管12连接，通过供气装置能
够向陶瓷管1内通入还原性气体(如一氧化碳、氢气或二者的混合气)，出气管12能够将陶瓷管1内未反应完的还原气以及加热后生成的气态物质排出陶瓷管1，气体回收装置能够将出气管12排出的气体收集。
[0024]高速摄影相机8设置于试样承台4的一侧，用于拍摄从陶瓷管1滴液孔滴落的熔滴滴落在待测试材料3表面的过程。本技术还可在试样承台4上、面向高速摄影相机8的一侧设置透明的遮挡板7，遮挡板7用于防止滴落在待测试材料3表面的熔滴飞溅至高速摄影相机8镜头表面。高速摄影相机8与计算机9相连，便于观察所拍摄的视频。
[0025]陶瓷管1用以盛放结焦介质，材质为耐高温陶瓷，特别地，实施例所用材料为Al2O3含量大于95％的刚玉，陶瓷管1用以产生液态熔滴；加热装置2用以加热陶瓷管，以熔化结焦介质，其中，加热方式可以为火焰加热、电加热；待测试材料3为待测试材料，形状为矩形，特别地，本技术所用实施例为带有防结焦涂层的样件，其中基体材料为锅炉管基体钢材；试样承台4为放置待测材料所用的刚性承台，用以支撑待测试材料以及陶瓷管固定支架6，特别地，本实施例所用试样承台为钢结构焊接而成的刚性支架；液态熔滴收纳装置5用以收纳从陶瓷管1中低落出的高温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防结焦性能试验装置，其特征在于，包括陶瓷管(1)、陶瓷管固定支架(6)、加热装置(2)、气体控制装置(10)、试样承台(4)和高速摄影相机(8)；所述陶瓷管(1)安装于陶瓷管固定支架(6)上，加热装置(2)安装于陶瓷管(1)上、用于为陶瓷管(1)进行加热；气体控制装置(10)通过进气管(11)和出气管(12)与陶瓷管(1)的内腔连通，进气管(11)和出气管(12)与陶瓷管(1)密封连接，气体控制装置(10)用于为陶瓷管(1)内腔提供实验用气以及回收陶瓷管(1)内排出的气体；陶瓷管(1)的下端面开设有供熔滴流出的滴液孔，试样承台(4)设置于陶瓷管(1)的下方，试样承台(4)用于盛放待测试材料(3)；高速摄影相机(8)设置于试样承台(4)的一侧，用于拍摄从陶瓷管(1)滴液孔滴落的熔滴滴落在待测试材料(3)表面的过程。2.根据权利要求1所述的一种防结焦性能试验装置，其特征在于，进气管(11)从陶瓷管(1)的上端延伸至陶瓷管(1)内腔的底部，进气管(11)上位于陶瓷管(1)内的部分表面均匀开设有透气孔。3.根据权利要求1所述的一种防结焦性能试验装置，其特征在于，出气管(12)插...

【专利技术属性】
技术研发人员：高壮，李聚涛，王超，李巍，娄正计，刘贺佳，杨明伟，王龙杰，孙琦，王中莹，王入欣，李生文，王欣东，杨强斌，李照扩，冉大召，程晔锋，
申请(专利权)人：河北邯峰发电有限责任公司，
类型：新型
国别省市：