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

“一種無鎳高溫耐磨合金鍋爐風(fēng)帽在火力發(fā)電廠鍋爐中的應(yīng)用屬于國內(nèi)未見相同報道，具有新穎性”。這是近日內(nèi)蒙古科技信息研究院新出爐的查新報告對內(nèi)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(fēng)帽技術(shù)進行的結(jié)論性總結(jié)。

根據(jù)客戶反饋和實驗數(shù)據(jù)顯示，這種新式鍋爐風(fēng)帽填補了火力發(fā)電廠對該類合金材料需求的空白，是電廠鍋爐關(guān)鍵易損件在選材方面的重大創(chuàng)新和改進。

風(fēng)帽雖小，關(guān)乎設(shè)備運轉(zhuǎn)成敗

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

火力發(fā)電廠的正常高效運轉(zhuǎn)關(guān)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(fā)團隊從未停止過對風(fēng)帽性能提升的研究。京能集團京玉發(fā)電有限責任公司工程師劉海對鍋爐風(fēng)帽有著多年的研究，他介紹，風(fēng)帽在鍋爐運轉(zhuǎn)過程中很容易“受傷”：“如鍋爐啟動時燃油量過大，會燒壞風(fēng)帽，再如鍋爐運轉(zhuǎn)中床料顆粒的頻繁波動擺動，會磨損風(fēng)帽，燃煤中的硫成分會腐蝕風(fēng)帽等。”

風(fēng)帽一旦出現(xiàn)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(zhuǎn)。因此，風(fēng)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(fā)電廠的生產(chǎn)效率和安全運轉(zhuǎn)。

記者了解到，目前我國已經(jīng)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(fù)合型能合金國家標準，根本原因是國內(nèi)一直沒有研發(fā)出“雙耐性“的合金材料。

著眼“雙耐性”，全新產(chǎn)品應(yīng)運而生

早在內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院任院長時，王寧就帶領(lǐng)團隊開始了“雙耐性”鍋爐風(fēng)帽的新材料研發(fā)，從調(diào)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(tǒng)的耐熱耐磨材料都是鎳合金，我們研發(fā)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(yōu)秀。”

將新材料制備技術(shù)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(shè)計、綜合比較、統(tǒng)計分析）結(jié)合，是王寧研發(fā)團隊的一次創(chuàng)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(xué)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(xué)成分。”王寧介紹說，通過新舊合金材料使用測試數(shù)據(jù)對比報告，他們發(fā)現(xiàn)新材料鍋爐風(fēng)帽磨損量僅為許多老產(chǎn)品磨損量的一半。

新疆新業(yè)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(shù)負責人介紹：“傳統(tǒng)的鍋爐風(fēng)帽使用壽命只有5—6個月，而新材料鍋爐風(fēng)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(huán)流化床主力機組的企業(yè)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(shù)至少可為企業(yè)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(jié)省15萬元。”王寧說。（記者 張景陽）