兰州化物所纳米高熵陶瓷涂层在超超临界1000MW调峰机组获应用

2024-05-28 08:15:44来源：资源化学与能源材料研究中心关键词：纳米高熵陶瓷涂层陶瓷材料阅读量：25140

导读：中国科学院兰州化学物理研究所低碳能源材料组高祥虎研究员团队近年来围绕电站关键材料，专注于大型电站锅炉辐射受热面防护与节能增效关键技术研究。

　　火电调峰是甘肃由“风光大省”向“风光强省”迈进和清洁陇电外送的有效支撑。目前，甘肃已运行和正在建设的超超临界1000MW火电调峰机组有19座，将陆续助力甘肃省新能源产业发展和“沙戈荒”大型能源基地建设。甘肃电投常乐发电有限责任公司(以下简称常乐电厂)6Í1000MW机组是国内在建规模最大的百万机组，是祁韶特高压直流输电工程的唯一配套火电电源，同时也是我国西北地区最大的调峰机组。新疆煤是甘肃等周边省份火电企业主要燃用煤种，由于含有较高成分的碱金属、氯元素或硫元素等，易导致锅炉辐射受热面结焦、高温腐蚀、爆管、煤耗高等问题，严重影响电站锅炉的安全性和经济性，成为甘肃、新疆、青海乃至全国火电行业急需解决的关键技术难题。

　　中国科学院兰州化学物理研究所低碳能源材料组高祥虎研究员团队近年来围绕电站关键材料，专注于大型电站锅炉辐射受热面防护与节能增效关键技术研究。团队研发的纳米高熵防护与节能增效陶瓷涂层，突破了陶瓷材料防结焦、耐高温腐蚀、红外增效、高导热率、热膨胀系数可调等关键技术，同时具有降低煤耗、提高煤种适应性的多功能特点，可满足大型调峰电站及其他常规电站的使用需求。在常乐电厂的大力支持下，该材料先后在其2号、4号机组开展应用。在炉膛服役1年后，使用了涂层材料的水冷壁管壁表面光滑致密、无结焦、附着物易清除、未出现凹坑和管壁减薄等腐蚀情况，表现出优异的耐高温腐蚀和防结焦性能。经西安热工研究院有限公司现场检测，管壁厚度较喷涂前无明显变化。对照相同区域未喷涂防护涂层的水冷壁表面均出现明显的腐蚀凹坑，并附着有褐色的腐蚀产物。

　　近期，兰州化物所组织行业权威专家对纳米高熵陶瓷防护涂层使用效果进行评审。评审专家组一致认为：纳米高熵陶瓷防护涂层防结焦、防腐蚀效果良好，具有较高的科研价值和工程应用前景。该技术将于2025年在甘肃超超临界1000MW调峰机组开展大规模示范应用。项目研究成果将辐射推广至新疆、青海、内蒙、贵州等省，为我国煤电向基础性、支撑性、调节性电源转型提供技术支撑。

　　相关研究应用成果以“纳米高熵陶瓷涂层在超超临界1000MW调峰机组锅炉的防结焦耐腐蚀性能研究”为题，发表在《热力发电》上。

　　该工作得到了中国科学院战略性先导科技专项(A类)--“煤炭清洁燃烧与低碳利用专项”、甘肃电投常乐发电有限责任公司、东方电气集团东方锅炉股份有限公司、华能兰州西固热电有限公司、西安热工研究院有限公司、首航高科能源技术股份有限公司、武威市城区集中供热有限公司的大力支持。

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