EN
Жогорку Температурадагы Кичи Сплав Трубалар Модернизацияланган Электр Энергиясы Өндүрүшүндө Неге Маанилүү?
Буу Параметрлеринин Көтөрүлүшү жана Материалдардын Бузулушуна Байланыштуу Кыйынчылыктар
Бүгүнкү күндөгү электр энергиясын өндүрүү бекеттери 30 мегапаскальдан жогорку басым менен 600–650 градус Целсий температурасында иштеген буу казандарын колдонуу аркылуу өз ишинин натыйжалуулугун көтөрөт. Бул оор шарттар түз карбондук болот системаларына чоң зыян келтирет, анткени алар оксидденүү таасиринен жана ички структурасынын өзгөрүшүнөн тез бузулуп калат. Дээм же хром-молибден ирипмелери туруп калат. Бул атайын материалдар хромдын үч валенттүү оксидинен турган жана убакыт өтүсү менен өздөрүн түзөтүп отурган коргоо оксиддик катмарларын пайда кылат. Мисалы, Р91 болоту – ал 8–9,5% чамасында хром камтыйт жана 600 градус Целсийде үзүлбөстөн иштөөгө чыдайт, ал эми адаттагы карбондук болот бычача бузулуп, прочность касиеттерин жоготпой тура албайт. Сектордун маалыматтарына караганда, бекеттер бул атайын ирипмелерди колдонбосо, турбиндер менен байланыштуу күтүүсүз 30% көбүрөөк техникалык кызмат көрсөтүү маселелери кездешет, бул операциялык чыгымдарга жана өзгөчө тоомулдоого чоң таасирин тийгизет.
Негизги иштетүү тартибинин бузулушу: Созулуу, тотуба жана термиялык чаргылуу
Жогорку температурадагы коргошун калемдер өндүрүштүн колдонулушун жана коопсуздугун коркунучтага учураткан үч байланышкан бузулуш механизмдерин камтып, азайтат:
- Созулуу деформациясы : Туруктуу керне жана температура астында калемдин дубалы постепенно жылмашат. ASME B31.1-2023 маалыматтарына ылайык, P92 сымал ванадий менен азоттуу накташтырылган класстар мурдагы материалдарга салыштырмалуу узак мөөнөттүк созулуу деңгээлин 60% га чейин кыскартат.
- Оксидация : Буу калем беттери менен реакцияга кирип, жылмашуучу, кабыл албаш үчүн жумшак пайда кылат жана дубалдын жоголушун тездетет. Хром менен байытылган коргошун калемдер CrO барьерлерин түзүп, материалдын жоголушун 80% чейин кыскартат.
- Термиялык чаргылуу : Циклдүү кыздыруу жана суулаштыруу түйүндөрдө жана бүгүлүштөрдө микросоздоолорду пайда кылат. Никель негизинде жасалган коргошун калемдер — Inconel 625 киргизилген — концентрленген күн энергиясы (CSP) колдонулушунда 10,000 ден ашык термиялык циклдар боюнча сындан өткөн чыдамдуулук көрсөттү.
Бул тартиптердин бузулушунун жыйынтыгында планда турганча эмес үзүлүштөр болуп, Ponemon Institute маалыматында айтылгандай, электр бекеттери күнүнө $740,000 чейинки зыянга учурат.
Хром-молибдендуу Кайыңдар (P11–P92): Бекемдүүлүк, чыгым жана ишенчтүүлүктү тепе-теңдикке келтирүү
P22дон P91/P92ге кадам тустук: 600–650°Cдагы бузулушка каршылыкты арттыруу
Жылуулуктук эффективдүүлүүнү жогорулатуу үчүн буу температурасы көтөрүлгөндө, P22 болоту (анын 2,25% хрому жана 1% молибдени бар) 565°С тире ыңгайсызданат. Бул температурада эски P22 менен салыштырганда стреске туруктуулугу 40%га чейин төмөндөйт. Чыныгы силкилөө микробалалаштыруу техникасында болду. Мисалы, P91 — ванадий жана ниобий менен түзүлгөн кичинекей MX карбонитрид бөлүндөрүнө багышталган темперацияланган мартенситтик структурасы аркылуу чыдамдуулугун 600°Cдо P22ге караганда 35% жакшыртат. Андан соң P92 бар, ал молибденин ордуна вольфрам кошуп (0,5% молибденге аралашкан 1,8% вольфрам) дагы алдыга качкан. Бул өзгөртүү аны P91ге караганда 20%га көп бузулуга каршы туруп, 650°Cга чейин ишенчтүү иштөөгө мүмкүндүк берет.
| Дарылоо | Негизги элементтер | Макс. температура (°C) | Бузулуга каршы чыдамдуулугу (P22ге салыштырмалуу) | Негизги колдонмолор |
|---|---|---|---|---|
| P22 | 2,25Cr–1Mo | 565 | Базис | Төмөнкү басымдык коллекторлор |
| P91 | 9Cr–1Mo–V–Nb | 600 | +35% | Суперкритикалык булакчалар |
| P92 | 9Cr–1,8W–0,5Mo–V–Nb | 650 | +55% | Улуттук суперкритикалык бирдиктер |
Алюминий трубалар системасы үчүн ASTM A335 Кошумча шарттары жана ASME B31.1 Дизайндык караштар
Материалдарды тандоо катуу өнөр жай стандарттарына ылайык келүүсү керек. Мисалы, ASTM A335 ферриттик коррозияга чыдамдуу коломдон жасалган бутаксыз трубалардын түзүлүшүн, термиялык иштетүү ыкмаларын жана механикалык касиеттерин аныктайт. Талаптар абдан наакы болуп келет. P91 болот үчүн хромдин мөлчүрү 8,0% менен 9,5% ортосунда, ал эми молибдендин мөлчүрү 0,85% менен 1,05% ортосунда болушу керек. Бул системаларды долбоорлоодо инженерлер температура факторлоруна жараша чегерүүлөрди белгилеген ASME B31.1 нускамаларын колдонушат. Жакыны 600°C температурада P91 болоттуң чегерүүгө каршы турган кабилийети жөнөкөй карбондук болотто 2,3 эсе жогору. Дизайнерлердин дагы бир жагынан кароосу керек болгон жагы – хроммолибден жылуулукта кеңирилүүсү азыраак экендиги. Жогорку температурада карбондук болотко салыштырмалуу 15% азыраак кеңирилүү тактагы чыңалышты азайтат жана трубалардын таянычтары менен бүгүлүшүндөгү кыйынчылыктарды минималдуу кылат. Ар бир түзүлгөн система ASME Бөлүм I талап кылган гидростатикалык басым сыноолору аркылуу сындан өткөрүлөт. Бул сыноолордо нормалдуу иштөөчү басымдан 1,5 эсе жогору басым берилет, анткени реалдуу шарттарда системанын туруктуулугу камсыз кылынышы керек.
Экстремалды шарттар үчүн никельге негизделген каймак трубалар: Инконел, Инколой жана Хастеллой
Кыймылдатылган энергия жана CSP бекеттериндеги сульфидденүү жана балкытылган туз коррозиясына каршы туруу
Кыймылдатылган энергия заводдорунда жана концентрленген күн энергиясы (CSP) бекеттеринде стандарттык каймактар кыйын химиялык чабуулдарга дуушар болот жана алар жетиштүү эмес. Күйүү газындагы күкүрт сульфидденүүнүн проблемасын тез пайда кылат, андан тышкары 600°C жогорку температурадагы балкытылган нитраттуу туз металдарды коррозияланууга жана бузулуга алып келет. Шилтеме инженерлер Инконел, Инколой жана Хастеллой сыяктуу никельге негизделген материалдарга жүгөрөт. Бул каймактардын 60%тан ашыгы никельден турат, ал жогорку температурада металл структурасын туруктуу кармоого жол берет. Алар ошондой эле оксидденүүгө жана сульфидденүүгө каршы хром, хлориддер менен сульфаттар түзгөн тескерилерге каршы молибден кошушат.
| Каймак тобу | Негизги касиеттер | Критикалык колдонулуштар |
|---|---|---|
| Inconel | 1000°C жогорку температурада оксидденүүгө каршы туруу | CSP жылуулук сактоо үчүн которуу линиялары |
| Incoloy | Кислотадагы баанын/өнүмдүлүктүн теп-теңдиги | Кыйынчылык котелдеринин буу жылыткычтары |
| Hastelloy | Жогорку сульфидденүүгө каршы туруктуулук | Түтүн газдарын тазалоочу системалар жана туз насостору |
Мисалы, Hastelloy C-276 мусурлардын буу жылыткыч түплөрүндө стандарттык эмес чыныккан болотторго салыштырмалуу сульфидденүүнүн деңгилини 90% кыскартат. CSP бекеттеринде Inconel 625 эриген нитраттуу тузда 10,000 сааттан кийин 500 МПадан ашык чегерүү прочностьту сактайт — бул углерод же хроммолибден болотторунун ар бир 12–18 ай сайын алмаштырылып турган жеринде үзгүлтүксүз жана коопсуз иштөөгө мүмкүндүк берет.
ККБ
1. Жылуулуктын жогорку температурасындагы кичил түплөр заманбап электр энергиясын өндүрүүдө эмнеге маанилүү?
Жылуулуктын жогорку температурасындагы кичил түплөр электр энергиясын өндүрүүдө кездешкен экстремалдуу буу температурасын жана басымды чыдай алат, андан улам күтүүсүз техникалык кызмат көрсөтүү жана токтоолор азаят.
2. Хром молибден сплавдары оксидденүүгө каршы кандай коргошот?
Хром молибден сплавдары негизинен хромдын үч валенттуу оксидден турган өзүн-өзү тазалоочу оксид катмарын пайда кылат, бул оксидденүүнү азайтат жана түптүн иштөө мөөнөтүн узартат.
3. Жылуулуктын жогорку температурасындагы кичил түптөр кандай негизги иштебөөлөргө чечим табышат?
Алар кыймылдуу деформацияны, окистенүү зыяндылыгын жана термодинамикалык чаргалоону чечет, бул заводдун коопсуздугун жана эффективдүүлүгүн камсыз кылат.
4. Жогорку температурада колдонуу үчүн P91 болоту неге артыкчылыктуу каралат?
P91 болоту жогорку хром ичинде болгондуктан, жогорку температурада кернеүнү башкарууда жана кыймылдуу деформацияга каршы туруштук көрсөтүүдө жакшы өзгөчөлүктөргө ээ.