科研進(jìn)展
蘭州化物所納米高熵陶瓷涂層在超超臨界1000MW調峰機組獲應用
甘肅電投常樂(lè )發(fā)電有限責任公司
火電調峰是甘肅由“風(fēng)光大省”向“風(fēng)光強省”邁進(jìn)和清潔隴電外送的有效支撐。目前，甘肅已運行和正在建設的超超臨界1000MW火電調峰機組有19座，將陸續助力我省新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展和“沙戈荒”大型能源基地建設。甘肅電投常樂(lè )發(fā)電有限責任公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)常樂(lè )電廠(chǎng)）6í1000MW機組是國內在建規模最大的百萬(wàn)機組，是祁韶特高壓直流輸電工程的唯一配套火電電源，同時(shí)也是我國西北地區最大的調峰機組。新疆煤是甘肅等周邊省份火電企業(yè)主要燃用煤種，由于含有較高成分的堿金屬、氯元素或硫元素等，易導致鍋爐輻射受熱面結焦、高溫腐蝕、爆管、煤耗高等問(wèn)題，嚴重影響電站鍋爐的安全性和經(jīng)濟性，成為甘肅、新疆、青海乃至全國火電行業(yè)急需解決的關(guān)鍵技術(shù)難題。
中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所低碳能源材料組高祥虎研究員團隊近年來(lái)圍繞電站關(guān)鍵材料，專(zhuān)注于大型電站鍋爐輻射受熱面防護與節能增效關(guān)鍵技術(shù)研究。團隊研發(fā)的納米高熵防護與節能增效陶瓷涂層，突破了陶瓷材料防結焦、耐高溫腐蝕、紅外增效、高導熱率、熱膨脹系數可調等關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)具有降低煤耗、提高煤種適應性的多功能特點(diǎn)，可滿(mǎn)足大型調峰電站及其他常規電站的使用需求。在常樂(lè )電廠(chǎng)的大力支持下，該材料先后在其2號、4號機組開(kāi)展應用。在爐膛服役1年后，使用了涂層材料的水冷壁管壁表面光滑致密、無(wú)結焦、附著(zhù)物易清除、未出現凹坑和管壁減薄等腐蝕情況，表現出優(yōu)異的耐高溫腐蝕和防結焦性能。經(jīng)西安熱工研究院有限公司現場(chǎng)檢測，管壁厚度較噴涂前無(wú)明顯變化。對照相同區域未噴涂防護涂層的水冷壁表面均出現明顯的腐蝕凹坑，并附著(zhù)有褐色的腐蝕產(chǎn)物。
常樂(lè )電廠(chǎng)2號、4號1000MW機組使用效果
近期，蘭州化物所組織行業(yè)權威專(zhuān)家對納米高熵陶瓷防護涂層使用效果進(jìn)行評審。評審專(zhuān)家組一致認為：納米高熵陶瓷防護涂層防結焦、防腐蝕效果良好，具有較高的科研價(jià)值和工程應用前景。該技術(shù)將于2025年在甘肅超超臨界1000MW調峰機組開(kāi)展大規模示范應用。項目研究成果將輻射推廣至新疆、青海、內蒙、貴州等省，為我國煤電向基礎性、支撐性、調節性電源轉型提供技術(shù)支撐。
相關(guān)研究應用成果以“納米高熵陶瓷涂層在超超臨界1000MW調峰機組鍋爐的防結焦耐腐蝕性能研究”為題，發(fā)表在《熱力發(fā)電》上，https：／／doi．org／10.19666／j．rlfd．202401003。
該工作得到了中國科學(xué)院戰略性先導科技專(zhuān)項（A類(lèi)）－－“煤炭清潔燃燒與低碳利用專(zhuān)項”、甘肅電投常樂(lè )發(fā)電有限責任公司、東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司、華能蘭州西固熱電有限公司、西安熱工研究院有限公司、首航高科能源技術(shù)股份有限公司、武威市城區集中供熱有限公司的大力支持。
