水煤漿是70年代興起的新型煤基液體燃料,主要由65%的煤、34%的水以及1%的化學(xué)添加劑組成。相比于其他類型的燃料,其具有許多優(yōu)點,如含硫量較低、燃燒效率高、SO2及NOX等污染物排放量都低于普通燃油和燃煤,被廣泛運用于電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和工業(yè)窯爐代油、代氣、代煤燃燒,是當(dāng)今潔凈煤技術(shù)的重要組成部分。而硬質(zhì)合金噴嘴在水煤漿燃燒器中有著廣泛的運用,其通過良好的燃料霧化使得水煤漿燃料得到更為充分而有效的燃燒。根據(jù)燃料的性質(zhì)以及對于霧化質(zhì)量的要求不同,硬質(zhì)合金噴嘴還可分為氣力式、機械式、旋杯式以及超聲波式。其結(jié)構(gòu)的合理性決定了水煤漿的霧化效果,其材料的抗磨、抗熱沖擊性能則決定噴嘴的使用壽命,并直接影響水煤漿應(yīng)用的經(jīng)濟性和安全性。
水煤漿噴嘴工作時主要承受的是水煤漿的低角度沖蝕,磨損機理主要為塑性變形和微觀切削。而硬質(zhì)合金水煤漿噴嘴的磨損主要有晶粒脫落、脆性斷裂和研磨損傷,并且硬質(zhì)合金中的Co含量越高,其沖蝕磨損率越大,所以應(yīng)該選用Co含量少或者沒用高硬度粘結(jié)相合金或者直接粉末冶金鑄造。。相比于其他金屬材料制備的水煤漿噴嘴,硬質(zhì)合金材料噴嘴有更好的耐磨耐蝕性且使用壽命較長(通常在1000h以上)。但是,硬質(zhì)合金本身脆性較大,其硬度較大、韌性以及抗熱沖擊性能低于其他金屬材料,不易于加工,不適合制作形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的噴嘴。目前,較為常見且性能較為優(yōu)良的硬質(zhì)合金水煤漿噴嘴主要有美國、加拿大等國的Y型噴嘴以及我國的撞擊式多級水煤漿霧化噴嘴,其通過在最容易發(fā)生磨損的部位鑲嵌上硬質(zhì)合金以改善其耐磨耐蝕性能。