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讓發電高效安全,給鍋爐戴頂耐磨耐熱“帽”
發布時間:2019-04-02 來源:科技日報

????“一種無鎳高溫耐磨合金鍋爐風帽在火力發電廠鍋爐中的應用屬于國內未見相同報道,具有新穎性”。這是近日內蒙古科技信息研究院新出爐的查新報告對內蒙古共達高新材料科技有限公司(以下簡稱共達科技)的鍋爐風帽技術進行的結論性總結。

????根據客戶反饋和實驗數據顯示,這種新式鍋爐風帽填補了火力發電廠對該類合金材料需求的空白,是電廠鍋爐關鍵易損件在選材方面的重大創新和改進。

????風帽雖小,關乎設備運轉成敗

????風帽是循環流化床鍋爐的關鍵部件,作為鍋爐的布風裝置,對鍋爐的安全經濟運行起著關鍵性的作用。共達科技研發負責人王寧告訴記者:“對于火力發電廠的鍋爐來說,一般燃燒10毫米以下顆粒煤,要靠風帽吹出的風把粉煤吹起來,形成沸騰狀燃燒。成百上千個風帽組成鍋爐的布風裝置,起到均勻布風、確保整個爐膛流化均勻、避免局部結焦的作用。”

????火力發電廠的正常高效運轉關乎國計民生,多年以來,我國乃至世界各地的科研人員和研發團隊從未停止過對風帽性能提升的研究。京能集團京玉發電有限責任公司工程師劉海對鍋爐風帽有著多年的研究,他介紹,風帽在鍋爐運轉過程中很容易“受傷”:“如鍋爐啟動時燃油量過大,會燒壞風帽,再如鍋爐運轉中床料顆粒的頻繁波動擺動,會磨損風帽,燃煤中的硫成分會腐蝕風帽等。”

????風帽一旦出現損壞,就必須進行局部或整體更換,在此過程中,鍋爐必須停轉。因此,風帽的耐熱耐磨性直接決定著部件的更換周期長短,更決定著火力發電廠的生產效率和安全運轉。

????記者了解到,目前我國已經分別制定了耐熱合金和耐磨合金的國家標準和國家牌號,但是尚無同時具備耐磨和耐熱的復合型能合金國家標準,根本原因是國內一直沒有研發出“雙耐性“的合金材料。

????著眼“雙耐性”,全新產品應運而生

????早在內蒙古工業大學材料科學與工程學院任院長時,王寧就帶領團隊開始了“雙耐性”鍋爐風帽的新材料研發,從調研、實驗、研制,歷時十多年。

????“解決這個問題,必須要從材料入手,別無他法。”王寧說,“傳統的耐熱耐磨材料都是鎳合金,我們研發的新材料合金,主要是要采用其他元素代替價格昂貴的鎳,而這些新的元素在合金中達到一定含量時,同樣能達到耐熱耐磨的要求,同時,新的元素與其他元素配合形成的新合金,在耐熱耐磨性上相比鎳合金更加優秀。”

????將新材料制備技術和正交實驗法(利用排列整齊的正交表來對實驗進行整體設計、綜合比較、統計分析)結合,是王寧研發團隊的一次創新。“我們利用幾年的時間,通過正交試驗法進行多因素、多水平的試驗,對不同因素不同水平的試驗材料進行高溫力學性能測試、高溫抗氧化測試、高溫耐磨損測試等,然后利用綜合評分法確定無鎳耐熱耐磨合金的最佳化學成分。”王寧介紹說,通過新舊合金材料使用測試數據對比報告,他們發現新材料鍋爐風帽磨損量僅為許多老產品磨損量的一半。

????新疆新業能源化工有限公司自備電廠是共達科技最新的合作伙伴,該公司技術負責人介紹:“傳統的鍋爐風帽使用壽命只有5—6個月,而新材料鍋爐風帽在電廠的使用壽命可以超過兩年。”

????“以一家安裝兩臺135MW循環流化床主力機組的企業為例,每臺鍋爐年平均采購耐熱耐磨易損件約100萬元。保守地說,此技術至少可為企業降低采購成本15%,提高使用壽命25%,即每臺鍋爐的易損件直接采購成本可節省15萬元。”王寧說。(記者 張景陽)

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