英国技术水平燃煤发电设备的先进材料-国家安全生产监督管理总局.PDFVIP

英国技术水平 燃煤发电设备的先进材料 介绍 当今发电行业在全球范围内都面临着挑战：要求在符合严格的环保和安全标准的同时，提高效率，降低 运行费用以满足日益增涨的能源需求。开发更先进的材料是对付这种挑战的主要办法。鉴于某些工厂为了提 高其效益而增加其系统的温度和压力，致使运行环境日见恶劣。这就要求所开发的材料具有必要的环境耐受 能力。提高材料的性能在提高工厂的可利用率和适应性方面也起着重要的作用。 为了适应这些严格的运行条件，要求材料具有更高的耐受性。包括：陶瓷复合材料、先进的涂料以及对 高压部件进行的合金处理。这些材料可以耐受燃料气杂质导致的高温腐蚀，减轻低温停机状态下产生的腐蚀 和气体中的悬浮粒子里产生的磨蚀。此外，使用更先进的材料和新型工艺还可以降低基建投资和运行成本。 因此，为了适应日益恶劣的发电环境，开发新型耐久材料或改进现有材料的性能均具有技术和战略的重 要性。 长期以来，英国在解决工业生产中在所需的先进材料方面有着成功的记录，发展了适当的技术满足了生 产的要求和环境立法的要求，此外，英国公司对先进材料有着深入地研究，他们开发了新材料技术并占有广 大的市场，他们的服务遍及全世界，包括整体化、最优化及过程控制。 范围 先进材料的生产和技术 这个小册子主要着眼于生产先进的燃煤发电设备材料的英国公司，尤其是高温、高压材料以及循环发电 系统的通用抗腐蚀和抗磨损材料。 技术/生产 这个册子里介绍的先进材料和技术见表1，所选择的技术是根据英国工业界和学术界的推荐，具有可预 见到的长远发展潜能的技术1。所包括的技术是超临界粉煤燃料 （SC PF），整体煤气化联合循环 （IGCC）， 空气鼓风气化循环 （ABGC），对于较小的范围来说，有常压循环流化床燃烧 （CFBC）和加压流化床燃烧 （PFBC）。 适用的主要发电部件 适用的主要发电厂类型 材料类别 先进的 超临界 整体煤气化 空气气化 循环流化 加压流化 燃气轮机 蒸汽机 锅炉 气化系统 燃烧 粉煤燃料 联合循环 循环 床燃烧 床燃烧 高级合金 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 铁素体钢 × √ √ √ √ √ √ √ √ √ 不锈钢 × √ √ √ √ √ √ √ √ √ 涂料 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 合成材料 √ × × √ √ × √ √ √ √ 金属互化物 √ × × × × × √ √ √ √ 起重机和控制 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 表1.材料及其与发电设备和电厂类型的关系 常规锅炉 汽轮机中的温度完全取决于工厂中蒸汽蒸发所达到的温度，在末端过热器中的金属温度要比汽轮机入 口的温度高大约30℃。因此，要想实现汽轮机所要求的热效率，在很多方面，锅炉的运行条件都要比汽轮机 的更为严酷 。 锅炉的效率与工厂的最高温度 （蒸汽）和最低温度 （烟道气）之差成正比，因此，不仅要增加最高蒸汽 温度，而且还要降低废气的温度。锅炉高温端的材料主要应能满足对蠕变、腐蚀和热疲劳等方面的要求；而 对于低温废气，材料应能抵制酸腐蚀。 要设计蒸汽条件在580℃，300bar，效率约为48％的先进的超临界电厂，就必须开发先进的铁素钢。比 如为过热器设计的T91型铁素钢和为蓄水池 （header）与管线系统设计的P91型铁素钢；P91已经很成功地应 用于英国的电站。然而这