镍基合金在煤灰/烟气中的高温腐蚀研究进展

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作者 杜凌霄 丁航 谢云 《材料工程》 北大核心 2025年第2期106-114,共9页

为实现经济的绿色、高效、低碳发展,研究具有更高蒸汽参数的700℃先进超超临界燃煤发电技术引起了世界各国的广泛关注。然而,随着蒸汽参数的提高和服役环境的恶化,传统的铁素体/马氏体耐热钢和奥氏体耐热钢已无法满足要求,需要考虑采用... 为实现经济的绿色、高效、低碳发展,研究具有更高蒸汽参数的700℃先进超超临界燃煤发电技术引起了世界各国的广泛关注。然而,随着蒸汽参数的提高和服役环境的恶化,传统的铁素体/马氏体耐热钢和奥氏体耐热钢已无法满足要求,需要考虑采用镍基合金。本文基于采用富氧燃烧技术的700℃先进超超临界燃煤锅炉的煤灰/烟气腐蚀环境,综述了镍基合金高温烟气腐蚀和煤灰腐蚀的研究进展,着重梳理了烟气中的CO_(2),H_(2)O(g),SO_(2)和煤灰中的硫酸盐对镍基合金热生长Cr_(2)O_(3)保护膜的影响。最后,指出煤灰中金属氧化物颗粒以及生物质燃烧产生的高温含Cl腐蚀性气体和KCl熔盐对镍基合金高温腐蚀行为的影响是未来的重点研究方向。 展开更多

关键词 镍基合金 煤灰/烟气腐蚀 高温腐蚀 先进超超临界锅炉

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高速激光熔覆NiCrAlY涂层的显微组织及其抗高温腐蚀/冲蚀性能

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作者 常哲 李勇 +6 位作者 刘福广 吴晓俊 唐甸武 刘国刚 刘昱杰 白育宁 坚永鑫 《热加工工艺》 北大核心 2025年第11期73-78,共6页

针对火电锅炉水冷壁表面严苛的高温腐蚀与冲蚀磨损问题,利用高速激光熔覆技术在15CrMo水冷壁管表面制备致密且无裂纹缺陷的NiCrAlY合金涂层。利用SEM、EDS、EBSD、XRD等表征方法对涂层的显微组织和力学性能进行表征,研究了涂层在模拟服... 针对火电锅炉水冷壁表面严苛的高温腐蚀与冲蚀磨损问题,利用高速激光熔覆技术在15CrMo水冷壁管表面制备致密且无裂纹缺陷的NiCrAlY合金涂层。利用SEM、EDS、EBSD、XRD等表征方法对涂层的显微组织和力学性能进行表征,研究了涂层在模拟服役环境下的抗高温腐蚀及冲蚀磨损性能。结果表明,高速激光熔覆NiCrAlY合金涂层主要由γ-Ni、AlNi_(3)以及少量的Al_(2)Y_(4)O_(9)和Al_(5)Y_(3)O_(12)组成;γ-Ni具有一定的取向特征,且沿沉积方向逐渐由平面晶向等轴晶转变,而其余相以晶内或晶界析出相的形式存在。高速激光熔覆涂层的硬度约为330.61 HV,明显高于水冷壁基材。在600℃,NiCrAlY涂层在192 h后的高温腐蚀增重比基材降低约90.5%,而高温冲蚀体积损失降低约60.1%。高速激光熔覆涂层具有优异的抗高温烟气/熔盐耦合腐蚀性能和抗高温固态颗粒冲蚀磨损性能,可用于锅炉水冷壁表面防护涂层的使用。 展开更多

关键词 高速激光熔覆 NICRALY涂层 显微组织 高温烟气/熔盐耦合腐蚀 高温冲蚀磨损

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超超临界燃煤锅炉水冷壁材料高温烟气腐蚀研究 被引量：6

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作者 李江 周荣灿 +1 位作者 唐丽英 侯淑芳 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第16期19-24,共6页

以700℃级先进超超临界燃煤锅炉水冷壁候选材料T24和T92钢为研究对象,在600℃模拟水冷壁附近还原性烟气工况下,对两种材料进行了1200 h高温烟气腐蚀试验。通过腐蚀动力学曲线、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)研究了其高温腐... 以700℃级先进超超临界燃煤锅炉水冷壁候选材料T24和T92钢为研究对象,在600℃模拟水冷壁附近还原性烟气工况下,对两种材料进行了1200 h高温烟气腐蚀试验。通过腐蚀动力学曲线、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)研究了其高温腐蚀行为及腐蚀机理。结果表明:两种材料均发生高温腐蚀,腐蚀动力学曲线均满足抛物线规律,而且T24腐蚀速率明显大于T92的。两种材料腐蚀1200 h后腐蚀产物均呈三层结构,外层富Fe、S,中层富Fe、O,内层富Fe、S、O,T92钢内层还富有Cr元素。较高Cr含量使得T92钢生成一定厚度的Cr_2O_3,Cr_2O_3能抑制H_2S及游离态硫的扩散,增强了其抗腐蚀能力。 展开更多

关键词 先进超超临界 水冷壁 T24 T92 高温烟气腐蚀

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镍基合金263、282在超700℃燃煤锅炉烟气中腐蚀行为研究 被引量：1

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作者 潘佩媛 王雨舟 +1 位作者 吴祥龙 张乃强 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期528-536,565,共10页

研究商用镍基合金材料263和282在700~800℃模拟燃煤锅炉烟气环境中的腐蚀行为。计算腐蚀前后镍基合金的质量变化,采用扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)分析腐蚀合金的微观形貌。结果表明:镍基合金的腐蚀行为包括氧化腐蚀、硫化腐蚀和硫... 研究商用镍基合金材料263和282在700~800℃模拟燃煤锅炉烟气环境中的腐蚀行为。计算腐蚀前后镍基合金的质量变化,采用扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)分析腐蚀合金的微观形貌。结果表明:镍基合金的腐蚀行为包括氧化腐蚀、硫化腐蚀和硫酸盐腐蚀3种机制;腐蚀速率主要受硫酸盐腐蚀控制,熔融的硫酸盐共熔体对镍基合金造成全面腐蚀,合金基体以近似恒定的速率持续被溶解,合金的失重量随温度升高呈现先增加后降低的趋势;同时,硫元素向基体内部扩散并引起局部硫化,低熔点金属硫化物发生熔融,可能导致合金内裂纹的生成和生长;温度升高显著加剧了镍基合金的硫化腐蚀。 展开更多

关键词 燃煤锅炉 镍基合金 烟气腐蚀 高温腐蚀

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S30432在不同煤灰/烟气环境中的高温腐蚀行为研究 被引量：11

5

作者 张民强 黄丽琴 +3 位作者 刘光明 刘宇钢 汪元奎 毛晓飞 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期251-256,共6页

目的研究S30432涂覆信源和榆能电厂两种不同硫酸盐含量的煤灰后的腐蚀行为,探讨S30432在SO2气氛/煤灰环境中的高温腐蚀机制。方法将涂覆煤灰的S30432钢试样置于烟气/煤灰中腐蚀,间隔一定时间取出样品称量,获得腐蚀动力学曲线。采用扫描... 目的研究S30432涂覆信源和榆能电厂两种不同硫酸盐含量的煤灰后的腐蚀行为,探讨S30432在SO2气氛/煤灰环境中的高温腐蚀机制。方法将涂覆煤灰的S30432钢试样置于烟气/煤灰中腐蚀,间隔一定时间取出样品称量,获得腐蚀动力学曲线。采用扫描电子显微镜、能谱分析仪和X-射线衍射仪等,研究腐蚀产物的形貌、成分和物相组成。结果合金发生了氧化和硫化腐蚀,腐蚀过程中有加速腐蚀阶段。S30432在低硫含量煤灰腐蚀后未见明显的腐蚀产物剥落,试样表面生成相对致密且具有保护性作用的Cr_2O_3膜,腐蚀产物膜较薄。在高硫含量煤灰中,腐蚀产物分层生长且剥落严重,腐蚀2000 h后失重超过45 mg/cm^2,腐蚀产物层主要由Fe2O3、(Fe,Cr)_2O_3、NiCr_2O_4及嵌入腐蚀层的煤灰粒子组成。在腐蚀层/基体界面形成了富Cr和S的腐蚀层。结论 S30432在烟气/信源煤灰环境中比在烟气/榆能煤灰环境中更耐蚀。煤灰中硫酸盐含量增加,S30432的腐蚀速率显著增加。在高温烟气/煤灰协同作用下,合金易发生热腐蚀,铁、镍、铬及其氧化物在合金表面熔盐中的溶解是造成合金耐蚀性降低的原因。 展开更多

关键词 S30432 煤灰 模拟烟气 高温腐蚀 硫酸盐 剥落

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镍铁基高温合金摩擦焊接接头在煤灰/烟气中的腐蚀行为 被引量：3

6

作者 李博帅 鲁金涛 +3 位作者 朱明 黄锦阳 党莹樱 谷月峰 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期395-401,共7页

以HT700惯性摩擦焊焊接接头为研究对象,从腐蚀动力学、氧化膜相组成及微观结构方面研究了不同组织状态的焊接接头在750℃煤灰/烟气中的腐蚀行为。结果表明,焊接接头主要腐蚀产物基本一致,为富Fe、Cr的氧化物,另有少量Al_(2)O_(3)、TiO_... 以HT700惯性摩擦焊焊接接头为研究对象,从腐蚀动力学、氧化膜相组成及微观结构方面研究了不同组织状态的焊接接头在750℃煤灰/烟气中的腐蚀行为。结果表明,焊接接头主要腐蚀产物基本一致,为富Fe、Cr的氧化物,另有少量Al_(2)O_(3)、TiO_(2)及Ti的内硫化腐蚀产物。焊态焊接接头晶粒细小,Cr元素可以更加及时地扩散至焊接接头表面,氧化初期可以快速形成氧化膜,延缓腐蚀;焊后热处理态焊接接头Cr元素扩散速率低,形成连续内氧化层的时间晚于焊态组织,导致氧化膜厚度更大。两种组织状态的焊接接头不同区域的腐蚀行为均呈现晶粒越小、氧化膜越薄的特征,焊缝熔合线具有最薄的氧化膜厚度。 展开更多

关键词 Ni-Fe基高温合金 摩擦焊 煤灰/烟气腐蚀 焊缝组织 焊后热处理

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大容量锅炉烟气侧高温腐蚀爆管的特点及对策 被引量：3

7

作者 李凤瑞 池作和 周昊 《中国电力》 CSCD 北大核心 1998年第5期73-74,共2页

大容量锅炉烟气侧高温腐蚀爆管的特点及对策ＦｅａｔｕｒｅｓａｎｄＣｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓｏｆＨｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＴｕｂｅＣｏｒｏｓｉｏｎ－ｂｕｒｓｔｉｎｇｏｎｔｈｅＦｌｕｅＧａｓＳｉｄｅｏｆＬａｒｇｅ... 大容量锅炉烟气侧高温腐蚀爆管的特点及对策ＦｅａｔｕｒｅｓａｎｄＣｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓｏｆＨｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＴｕｂｅＣｏｒｏｓｉｏｎ－ｂｕｒｓｔｉｎｇｏｎｔｈｅＦｌｕｅＧａｓＳｉｄｅｏｆＬａｒｇｅＳｉｚｅＢｏｉｌｅｒｓ浙江大学热能... 展开更多

关键词 锅炉 烟气腐蚀 高温腐蚀 爆管

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间歇式窑炉高温烟气熔盐蓄热特性的数值研究 被引量：6

8

作者 汤永智 赵元栋 +2 位作者 冯青 陆琳 刘中良 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2023年第3期571-580,共10页

现有间歇式窑炉普遍缺乏完整的余热回收体系,其烧成过程中产生的高温烟气余热由于间歇性生产方式而无法满足全时段生产环节供热需求。为此,本文提出了熔盐蓄热技术以实现间歇式窑炉高温烟气的回收、储存和错时空利用,建立了熔盐蓄热过... 现有间歇式窑炉普遍缺乏完整的余热回收体系,其烧成过程中产生的高温烟气余热由于间歇性生产方式而无法满足全时段生产环节供热需求。为此,本文提出了熔盐蓄热技术以实现间歇式窑炉高温烟气的回收、储存和错时空利用,建立了熔盐蓄热过程多物理场耦合的数学物理模型,重点对高温烟气熔盐蓄热特性以及烟气换热管布局、烟气流速和温度对熔盐蓄热速率的影响进行数值研究。研究表明:换热管纵向布局且烟气自下而上通入时蓄热效率最佳,自上而下通入次之,横向布局最低。熔盐蓄热效率随烟气流速和温度的增加而显著提升,但蓄热过程升温速率随速度的增加而减小,而随温度的增加相对稳定,在给定烟气流速和温度变化范围内,蓄热速率分别提升32.11%和64.77%。 展开更多

关键词 间歇式窑炉 熔盐蓄热 高温烟气 蓄热特性 换热管布局

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垃圾焚烧炉烟气成分对过热器高温腐蚀的影响及其防止方法初探 被引量：25

9

作者 龚佰勋 《热力发电》 北大核心 1995年第6期54-57,共4页

在分析一氧化碳、氧化物、硫酸盐、氯和氯化物对过热器高温腐蚀的影响及作用方式的基础上，初步对六种过热器高温腐蚀防止方法作了一些探讨，给出了结论。

关键词 垃圾焚烧炉 烟气成分 高温腐蚀 过热器 锅炉

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高温再热器烟气侧腐蚀

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作者 林贵州 《广东电力》 1991年第4期22-24,共3页

关键词 锅炉 高温再热器 烟气腐蚀

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Super304H钢在650℃模拟烟气侧腐蚀行为实验 被引量：6

11

作者 刘武 鲁金涛 +4 位作者 黄锦阳 党莹樱 赵新宝 赵麦群 袁勇 《热力发电》 CAS 北大核心 2018年第6期78-84,共7页

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、电子背散射衍射(EBSD)等方法研究了18-8系奥氏体钢Super304H在650℃模拟烟气侧环境中高温腐蚀行为。结果表明:Super304H钢试片腐蚀70、150、320和700 h后,腐蚀层的平均... 采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、电子背散射衍射(EBSD)等方法研究了18-8系奥氏体钢Super304H在650℃模拟烟气侧环境中高温腐蚀行为。结果表明:Super304H钢试片腐蚀70、150、320和700 h后,腐蚀层的平均厚度分别为2.5、5.2、11.5和27.8mm;腐蚀层外层主要为疏松的Fe_2O_3,内层为相对致密的Cr_2O_3和内硫化产物。腐蚀150 h以后,试片表面保护性的Cr_2O_3膜逐渐剥落,内硫化产物在晶界处累积并膨胀,随着Fe向氧化膜扩散、溶解并继续向氧化膜外扩散,生成"瘤状"Fe_2O_3,最终成为多层的凸起腐蚀产物。随着腐蚀时间的延长,"瘤状"腐蚀产物粒径逐渐增大至10mm以上,更易破裂、剥落的腐蚀层导致试片的抗腐蚀性不断下降。 展开更多

关键词 SUPER304H钢 煤灰/烟气 高温腐蚀 硫化 氧化 腐蚀层

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一种新型Ni-Fe-Cr基合金在模拟锅炉烟气中的腐蚀行为研究 被引量：3

12

作者 刘武 黄锦阳 +4 位作者 鲁金涛 赵麦群 李浩 朱传志 袁勇 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第A01期415-419,共5页

应用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪等分析方法研究一种新型Ni-Fe-Cr基高温合金在700℃/750℃煤灰/烟气中的腐蚀行为。结果表明:750℃的腐蚀速率明显高于700℃,其腐蚀层的厚度由700℃的3μm增加到20μm。腐蚀1 000h后,SEM观察到Ni... 应用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪等分析方法研究一种新型Ni-Fe-Cr基高温合金在700℃/750℃煤灰/烟气中的腐蚀行为。结果表明:750℃的腐蚀速率明显高于700℃,其腐蚀层的厚度由700℃的3μm增加到20μm。腐蚀1 000h后,SEM观察到Ni-Fe-Cr高温合金在700℃下表面有少量"瘤状"凸起产物,XRD结合EDS表明其腐蚀产物由表向里依次是结构疏松的NiO、Fe_2O_3和Fe3O4,内层为相对致密的Cr_2O_3、Al_2O_3和TiO2,基体和腐蚀层界面靠近基体一侧是多孔的硫化物。提高腐蚀温度到750℃表面出现更多凸起,并且出现了破裂。Cr_2O_3保护性氧化膜局部开裂或者剥落而形成"瘤状"凸起产物。氧化膜生长过程中的内应力以及温度降低产生的热应力共同作用,导致氧化膜开裂甚至与基体剥离。温度升高同样加剧熔融盐破坏氧化膜从而加快腐蚀进程。 展开更多

关键词 Ni-Fe-Cr合金 高温腐蚀 硫化 氧化 煤灰/烟气

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Super304H钢在含1.5%SO_2模拟烟气中的腐蚀行为研究 被引量：5

13

作者 汪元奎 黄丽琴 +3 位作者 刘光明 张民强 倪进飞 李茂东 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期199-205,共7页

目的研究Super304H钢在650℃和700℃模拟烟气中的腐蚀行为和机理。方法将Super304H钢试样置于含SO2(体积分数1.5%)的模拟烟气中,间隔一定时间取出样品称量,获得腐蚀动力学曲线。采用XRD、SEM和EDS分析不同腐蚀阶段的腐蚀产物形貌、成分... 目的研究Super304H钢在650℃和700℃模拟烟气中的腐蚀行为和机理。方法将Super304H钢试样置于含SO2(体积分数1.5%)的模拟烟气中,间隔一定时间取出样品称量,获得腐蚀动力学曲线。采用XRD、SEM和EDS分析不同腐蚀阶段的腐蚀产物形貌、成分和物相组成。结果腐蚀初期,Super304H钢在700℃下的腐蚀速率明显比650℃下的快,腐蚀过程中,腐蚀产物不断生成和剥落。650℃时,样品初期的主要成分为Cr_2O_3和Fe2O3,随腐蚀时间的延长,生成了Fe_3O_4;700℃时的腐蚀产物剥落更明显。腐蚀产物具有双层结构,主要由Fe2O3、Cr_2O_3、Fe_3O_4和少量(Ni,Cr)Fe_2O4、Cu Fe_2O4尖晶石类化合物组成,在腐蚀产物内层生成了硫化物。结论 Super304H钢在650℃和700℃含SO2(1.5%)的模拟烟气中,腐蚀产物不断生成和剥落,导致腐蚀加速。 展开更多

关键词 SUPER304H钢 二氧化硫 模拟烟气 高温腐蚀

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脱硫废水水质调节对金属腐蚀及高温氯挥发的影响 被引量：18

14

作者 马双忱 柴晋 +3 位作者 贾绍广 檀玉 张润盘 武凯 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期231-236,共6页

通过对脱硫废水的pH进行调节,采用电化学方法研究不同pH条件下20碳钢、304不锈钢的腐蚀特性,并探究不同pH条件下蒸发脱硫废水时,气态氯挥发量的变化及使用不同pH调质剂对氯挥发的抑制效果。结果表明:当脱硫废水pH为9~10时,20碳钢、304... 通过对脱硫废水的pH进行调节,采用电化学方法研究不同pH条件下20碳钢、304不锈钢的腐蚀特性,并探究不同pH条件下蒸发脱硫废水时,气态氯挥发量的变化及使用不同pH调质剂对氯挥发的抑制效果。结果表明:当脱硫废水pH为9~10时,20碳钢、304不锈钢的均匀腐蚀和缝隙腐蚀较为轻微,氯挥发量较小;Ca(OH)2溶液可以更好地抑制氯挥发,最大程度地实现脱硫废水中盐分的固相转移。 展开更多

关键词 脱硫废水 高温烟气蒸发 pH 腐蚀 氯挥发

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新型Ni-Cr-Co基高温合金在模拟煤燃烧环境中的高温腐蚀 被引量：15

15

作者 赵双群 谢锡善 G.D.Smith 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期340-345,共6页

利用XRD,SEM和EDS等实验技术研究了一种新的超级超临界锅炉过热器管材Ni Cr Co基高温合金在模拟煤燃烧环境中的高温腐蚀行为。合金在700℃遭受的腐蚀过程分为2个阶段。在初始阶段,合金发生了氧化和硫化腐蚀,表面形成了保护性的Cr2O3膜,... 利用XRD,SEM和EDS等实验技术研究了一种新的超级超临界锅炉过热器管材Ni Cr Co基高温合金在模拟煤燃烧环境中的高温腐蚀行为。合金在700℃遭受的腐蚀过程分为2个阶段。在初始阶段,合金发生了氧化和硫化腐蚀,表面形成了保护性的Cr2O3膜,同时出现了内硫化现象。在加速腐蚀阶段,因CoSO4熔盐在合金表面的稳定存在使合金遭受严重的低温热腐蚀。当处于较高的SO3分压时,钴或氧化钴在合金表面熔盐中的溶解是造成合金抗腐蚀性能退化的原因。 展开更多

关键词 NI-CR-CO 高温合金 高温腐蚀 低温热腐蚀 合成煤灰/烟气 超级超临界锅炉 过热器

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锅炉高温腐蚀在线监测技术的研究 被引量：22

16

作者 梁绍华 黄磊 张恩先 《动力工程》 CSCD 北大核心 2009年第12期1093-1095,1128,共4页

在试验室模拟某300 MW机组锅炉的高温腐蚀,对炉膛贴壁处烟气成分浓度和水冷壁高温腐蚀速率的相关性进行了试验研究.结果表明:在不同的气体配比下,高温腐蚀速率随CO浓度的提高呈抛物线增长;通过实时测量烟气中CO、O2、H2S和SO2等气体浓度... 在试验室模拟某300 MW机组锅炉的高温腐蚀,对炉膛贴壁处烟气成分浓度和水冷壁高温腐蚀速率的相关性进行了试验研究.结果表明:在不同的气体配比下,高温腐蚀速率随CO浓度的提高呈抛物线增长;通过实时测量烟气中CO、O2、H2S和SO2等气体浓度,可实现炉膛高温腐蚀速率的在线监测.应用此研究结果在实炉中进行了热态试验,结果表明:在锅炉燃烧优化过程中,应监测炉膛水冷壁高温腐蚀速率,以确保机组安全. 展开更多

关键词 锅炉炉膛 烟气成分 高温腐蚀速率 在线监测技术 CO浓度

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脏烟气余热回收热电冷联供系统设计分析 被引量：1

17

作者 王建伟 于振涛 沈胜强 《热力发电》 CAS 北大核心 2008年第8期1-4,共4页

针对脏烟气余热回收制冷制热系统,提出了分隔传热面的高温发生器设计方案。从制造成本、负荷调节性能、温差热应力以及抗积灰和抗低温腐蚀等方面与多机并联方案进行了分析对比。结果表明,分隔传热面的设计方案更为合理,具有非常明显的... 针对脏烟气余热回收制冷制热系统,提出了分隔传热面的高温发生器设计方案。从制造成本、负荷调节性能、温差热应力以及抗积灰和抗低温腐蚀等方面与多机并联方案进行了分析对比。结果表明,分隔传热面的设计方案更为合理,具有非常明显的优势。 展开更多

关键词 高温发生器 余热利用 热电冷联供 脏烟气 积灰 腐蚀

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富氧燃烧模式下水冷壁高温腐蚀实验 被引量：7

18

作者 张兰 王昭 +4 位作者 张嘉烨 李艳 杨涛 王学斌 谭厚章 《热力发电》 CAS 北大核心 2018年第3期18-25,共8页

富氧燃烧作为一种实现燃煤过程CO_2高效封存捕集技术,已成为研究热点。然而,富氧燃烧模式下CO_2体积分数、烟气湿度、SO_2/SO3体积分数显著提高,从而有可能加剧合金材料高温腐蚀的风险。本文通过模拟富氧燃烧烟气环境,研究了富氧燃烧模... 富氧燃烧作为一种实现燃煤过程CO_2高效封存捕集技术,已成为研究热点。然而,富氧燃烧模式下CO_2体积分数、烟气湿度、SO_2/SO3体积分数显著提高,从而有可能加剧合金材料高温腐蚀的风险。本文通过模拟富氧燃烧烟气环境,研究了富氧燃烧模式下2种水冷壁材料20G和12Cr1Mo V的高温腐蚀行为,利用电镜能谱分析(SEM-EDS)和X射线衍射分析(XRD)对腐蚀层微观形貌及产物成分进行分析。结果表明:高体积分数CO_2会加剧合金氧化过程,与N2/O_2/SO_2气氛相比,CO_2/O_2/SO_2气氛下2种材料的腐蚀速率可提高10%~30%,其氧化层成分以磁铁矿为主;而在富氧燃烧还原性烟气环境(CO_2/CO/SO_2/H2S)下,腐蚀层成分以磁铁矿及Fe S为主;2种材料在富氧燃烧的氧化和还原性环境中的腐蚀增重曲线均呈现抛物线规律,且富氧燃烧模式下的高湿烟气环境会加剧2种材料的腐蚀过程。 展开更多

关键词 富氧燃烧 烟气再循环 水冷壁 20G 12CR1MOV 高温腐蚀 腐蚀速率 CO_2捕集

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碱金属氯化物对金属材料的高温腐蚀特性研究 被引量：10

19

作者 仝声 王治宙 +2 位作者 康亚倩 吕媛 牛艳青 《洁净煤技术》 CAS 2020年第1期77-82,共6页

准东煤及生物质燃料中由于富含碱金属如Na、K等元素,在燃烧过程中会产生灰相关问题,易形成烟气侧受热面的积灰结渣以及金属管壁的高温腐蚀,影响金属管束的换热效率和使用安全,严重时会导致爆管,威胁锅炉的正常安全运行。通过模拟烟气气... 准东煤及生物质燃料中由于富含碱金属如Na、K等元素,在燃烧过程中会产生灰相关问题,易形成烟气侧受热面的积灰结渣以及金属管壁的高温腐蚀,影响金属管束的换热效率和使用安全,严重时会导致爆管,威胁锅炉的正常安全运行。通过模拟烟气气氛对金属材料15CrMoG和T91进行高温腐蚀试验,并采用KCl涂抹方法模拟受热面表面碱金属盐的沉积腐蚀现象,利用SEM、EDS和XRD等检测方法分析腐蚀产物的形貌与组成,研究金属材料、腐蚀时间和反应温度对碱金属氯化物高温腐蚀的影响。结果表明:金属表面的KCl涂层加剧了金属腐蚀,碱金属氯化物可有效加剧对金属材料的高温腐蚀程度。在不同腐蚀时间和反应温度下,金属材料15CrMoG的腐蚀增重与腐蚀层厚度均大于T91,表明T91的抗腐蚀性能优于15CrMoG。随着反应时间的增加,腐蚀增重与腐蚀增厚逐渐增大,而腐蚀速率逐渐降低,在腐蚀时间低于20 h时,腐蚀速率较快;处于20~48 h时,腐蚀速率明显降低,总体上腐蚀曲线符合抛物线规律。导致腐蚀后期腐蚀速率降低的主要原因是由于碱金属腐蚀会导致形成致密氧化膜覆盖在金属基体表面,对金属有一定的保护作用,减缓了腐蚀的发生。随着反应温度的增加,腐蚀加剧,在温度低于500℃时,腐蚀增重曲线斜率较小,腐蚀速率较低;温度高于500℃时,曲线斜率明显增加,腐蚀速率加快。腐蚀增厚曲线与增重曲线趋势基本一致,腐蚀曲线符合抛物线规律。随着温度的升高,碱金属腐蚀的化学反应速率与温度呈指数关系,温度升高,参加腐蚀反应的活化分子数增多,腐蚀反应速率得以迅速加快。由腐蚀微观形貌图可看到腐蚀前金属基体结构完整,表面较平滑,腐蚀后金属与腐蚀层的接触表面出现凹凸不平的结构,随着腐蚀时间的增加,腐蚀层的厚度逐渐增大。综合分析样品的SEM-EDS检测结果可以得到2种金属材料腐蚀产物的主要组成元素是Fe和O,结合XRD物相峰谱识别分析得到金属材料的腐蚀产物主要以Fe2O3的形式存在。 展开更多

关键词 碱金属 KCL 金属材料 高温腐蚀 模拟烟气

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T91和Super304H钢材料高温腐蚀试验 被引量：1

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作者 王小龙 王永东 +2 位作者 刘俊杰 李政 熊小鹤 《洁净煤技术》 CAS 北大核心 2022年第5期182-188,共7页

锅炉受热面腐蚀、超温爆管严重影响机组的安全运行,尤其是在煤质复杂多变、机组频繁调峰的背景下,受热面管材失效,发生泄漏,威胁机组稳定运行。为探究高温下钢材腐蚀行为特性,选取2种典型的锅炉对流受热面常用钢材料T91和Super304H,在... 锅炉受热面腐蚀、超温爆管严重影响机组的安全运行,尤其是在煤质复杂多变、机组频繁调峰的背景下,受热面管材失效,发生泄漏,威胁机组稳定运行。为探究高温下钢材腐蚀行为特性,选取2种典型的锅炉对流受热面常用钢材料T91和Super304H,在空气以及另外2种模拟含硫烟气(H_(2)S、SO_(2))气氛环境中,比较钢材料腐蚀行为特性。结果表明,Super304H钢的抗高温腐蚀性能明显优于T91钢,在3种气氛下,T91钢与Super304H钢的平均腐蚀速率之比最小为2,最大为18;2种钢材均在H_(2)S气氛下腐蚀速率最大;在SO_(2)气氛下腐蚀速率最小。从腐蚀产物形貌看,T91钢基体腐蚀后出现明显波纹化痕迹,表面粗糙,腐蚀产物之间分界明显,裂纹变大,出现较多孔状结构,较大的针状腐蚀产物呈脱落趋势;而Super304H钢基体仅在H_(2)S气氛下出现明显的腐蚀痕迹,在SO_(2)和O_(2)气氛下,基体表面总体仍然平整,腐蚀不明显。对腐蚀产物的线扫描分析发现,T91的腐蚀层主要为Cr_(2)O_(3)和Fe_(2)O_(3),而Super304H主要为Cr_(2)O_(3)、NiO和Fe_(2)O_(3)。但对腐蚀层厚度而言,Super304H仅为11.94μm,而T91为34.8μm,说明添加Cr、Ni元素对Super304H的抗氧化性能具有增强效应。虽然2种钢材腐蚀速率有差异,但按照GB/T 13303—1991《钢的抗氧化性能测定方法》划分的抗氧化性级别可知,2种钢材料均属于抗氧化性类型。 展开更多

关键词 高温腐蚀 锅炉 受热面 含硫烟气 钢材料 H_(2)S SO_(2)

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