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火力发电锅炉用先进耐热管的开发  

2015-06-02 11:42:47|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 为减少CO2排放、保护地球环境和确保能源的稳定供给,因此将燃煤火力发电的蒸汽条件高温高压化的超临界压(USC)锅炉已迅速应用于实际生产中。在这些高效发电设备的开发过程中,根据锅炉的炉膛壁水管、过热器、再热器、集气管和主蒸汽管等所要求的不同特性,日本开发了从碳素钢到高Cr不锈钢等各种耐热钢管,并应用于实际锅炉。

        为提高铁素体系耐热钢管的高温强度,采取了下列3种措施:(1)强化位错(利用C、N等强化马氏体?贝氏体转变);(2)强化固溶(利用Mo和W等);(3)强化析出(利用Cr、V、Nb碳氮化物、Cu等)。因此,已开发了含2~12%的各种高强度、高耐蚀性铁素体钢板,并应用于实际。

        与铁素体钢相比,奥氏体系耐热钢的最大优点是大量添加了各种合金元素,且在高温下的元素扩散速度慢。但是,它不能象铁素体钢那样采用强化位错的措施,因此为提高高温强度,主要是采用以下2种办法:(1)强化固溶(利用Mo、W等);(2)强化析出(利用Cr、V、Nb碳氮化物、Cu、金属间化合物等)。虽然高Cr化可以获得良好的耐蚀性,但反过来又担心会发生相的脆化,因此进行了添加Ni和N等来稳定相的试验。

        与比较钢TP347H相比,奥氏体系高强度开发钢从抗拉区域到蠕变区域的整个温度区域的允许应力是比较钢的1.2倍以上,这是由于在抗拉区域主要会因N而产生固溶强化、在蠕变区域除了Nb(C、N)、NbCrN、M23V6的析出强化外,还会因数10nm以下的Cu相的共格析出强化所致。根据这种强化方针,开发了耐蚀性高的25Cr高强度钢(火力发电用SUS310J3TB),目前正应用于各种实际锅炉试验。

        从燃料多样化的观点来看,垃圾发电、生物发电等技术也正在逐步应用于实际,但这些发电设备存在着氯化物和硫酸盐等而产生的熔盐腐蚀的问题,难以提高蒸汽温度。在日本国内,400℃级垃圾发电锅炉用钢管大量使用耐蚀性高的高级钢(火力发电用SUS310J1TB),发电效率更高的500℃级设备也开始采用了新开发钢HR11N(28.5Cr-40Ni-1Mo-0.15N),且生产稳定。耐蚀性更高的Ni基合金开发材22Cr-52Ni-9Mo-0.8Nb已开始在实际锅炉中进行试验,预计不久将可实际应用。

        转载自:火力发电锅炉用先进耐热管的开发 - 流光飞舞 - 流光飞舞

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