Anwendung von ASME A335 P9 Stiftröhren in Kohlekraftwerkskesseln

In Kohlekraftwerken, insbesondere in fortschrittlichen ultra-superkritischen Anlagen, die eine hohe Effizienz anstreben,Der Einsatz von ASME A335 P9-gepolsterten Flossenröhren stellt eine präzise technische Wahl dar, um extreme Betriebsbedingungen zu bewältigen und Effizienzbarrieren zu durchbrechen.Moderne Heizkessel setzen ständig auf höhere Dampfparameter, um eine höhere thermische Effizienz zu erreichen.die in den Hochtemperatur-Superheater- und -Wiederheizungsregionen eine Temperatur der Metallwand in der kritischen Bandbreite von 580°C bis 650°C gewährleistetDiese Umgebung stellt scheinbar widersprüchliche Anforderungen an das Material:Es muss eine ausreichende Hochtemperaturfestigkeit aufweisen, um der Kriechverformung standzuhalten., die Oxidationskorrosion und die Erosion durch schwefelhaltige Rauchgase und die thermische Müdigkeitsbeständigkeit, um häufige Belastungszyklen und An-/Ausfahren zu bewältigen.Diese umfassende Herausforderung zu meisternDas ASME A335 P9-Material bietet eine grundlegende Lösung.Durch seinen etwa 9%igen Chromgehalt besitzt er eine überlegene Oxidationsbeständigkeit im Vergleich zu gewöhnlichen Niedriglegerstählen., während die Zugabe von Molybdän seine Kriechfestigkeit bei hohen Temperaturen erheblich erhöht.das Kernskelett bildet, das den sicheren Betrieb von hohen Dampfparametern unterstützt.

Eine robuste Drucklagerröhre allein reicht jedoch nicht aus, um die riesige thermische Energie im Rauchgas effizient einzufangen.Da der niedrige Wärmeübertragungskoeffizient auf der Gasseite des Kessels der Hauptengpass ist, der die Gesamtwirksamkeit einschränkt,Hier spielt gerade die gepolsterte Flossenstruktur eine entscheidende Rolle.Dieses Design erweitert die Wärmeübertragungsfläche auf der Rauchgasseite um mehrere bis mehr als zehnmal, die Wärmeübertragungsbarriere durchbrechen und effizient hochwertige Wärmeenergie an den Dampf im Rohr übertragen.Diese gepolsterte Struktur zeigt einzigartige Vorteile bei fliegend-aschigen Rauchgasen: die breiten, freien Strömungswege sind weniger anfällig für Ascheverunreinigungen und die robusten Schweißpunkte widerstehen langfristiger Stauberosion.In Kombination mit der inhärenten guten Verschleißfestigkeit des P9-MaterialsDies gewährleistet die langfristige Zuverlässigkeit des Wärmeaustauschers in rauen Umgebungen.

Die ASME-Norm A335 regelt nahtlose Ferrit-Legierungsstahlrohre für den Hochtemperaturdienst, und die P9-Klasse (9Cr-1Mo) stellt eine mittlere bis hohe Klasse von Chrom-Molybdän-Legierungsstahl dar.
P9 enthält etwa 9% Chrom (Cr) und 1% Molybdän (Mo). Chrom verbessert die Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen erheblich;Molybdän stärkt die Hochtemperaturfestigkeit und Kriechfestigkeit erheblich.
Die Norm sorgt nicht nur für die chemische Zusammensetzung, sondern auchDurch die Spezifikation von Wärmebehandlungsprozessen (Normalisierung und Härtung) und mechanischen Eigenschaften (Mindestleistung und Zugfestigkeit bei erhöhten Temperaturen), garantiert die langfristige Mikrostrukturstabilität des Materials und die Tragfähigkeit bei Betriebstemperaturen.

Die Dampfparameter moderner ultra-superkritischer Anlagen wurden auf 600-620°C und 25-30 MPa und darüber erhöht, was für die Oberflächenmaterialien der Kesselheizung "drei große" Herausforderungen darstellt:HochtemperaturfestigkeitDie physikalischen Eigenschaften von P9 bieten gezielte Lösungen:

In wichtigen Kessel-Abschnitten wie der Hochtemperatur-Überhitzer und -Wiederheizung ist die Hochtemperaturfestigkeit der P9-Rohre das Fundament und dieDie gepolsterte Flossenstruktur ist der "Verstärker".Das verwandelt dieses Fundament in eine effiziente Wärmeübertragung.

• Ein wesentlicher Widerspruch: Der niedrige Konvektionswärmeübertragungskoeffizient auf der Rauchgasseite des Kessels ist der Engpass, der die Gesamtwärmeaustauschleistung einschränkt.
• Die Lösung für die Stichflossen:
  1. Durch das Schweißen von dichten Stiften erweitert es die Wärmeübertragungsfläche an der Rauchgasseite um8 bis 15 Mal, was die Rückgewinnungseffizienz von hochgradiger Wärmeenergie erheblich erhöht und die Wärmeeffizienz des Kessels direkt erhöht.
  2. Die breiten Kanäle zwischen den Knoten sindnicht leicht durch feine Asche verstopftSie kann das Rauchgas dazu führen, Turbulenzen zu erzeugen und somit den Masseaufwand zu erhöhen.überlegen gegenüber empfindlichen Wunden oder eingebetteten Flossen, so dass es für Hochgeschwindigkeits- und Staubumgebungen geeigneter ist.
  3. Die geschweißten Knoten verleihen dem Rohr eine wirksame Radialunterstützung und verbessern so dieWiderstandsfähigkeit gegen Schwingungen und Schaukelninnerhalb des Rauchgases.

In derTemperaturbereich 580 bis 650 °C, die für den Wirkungsgrad der Kraftwerke entscheidend ist, übertrifft ihre Hochtemperaturfestigkeit bei weitem die der billigereren Niedriglegierten wie P22,Während seine Kosten deutlich niedriger sind als die von fortgeschrittenen austenitischen Edelstahlen wie TP347H.Es ist die kostengünstigste und zuverlässigste Wahl für reifes Material, um ultra-superkritische Technologie bei 600 °C zu erreichen.
Durch die ausgezeichnete thermische Ermüdungsfähigkeit können Kessel mit solchen Heizflächen sich besser an häufige An- und Abschaltvorgänge und Schwerlastzyklen anpassen.die für Stromnetze mit einem zunehmenden Anteil an erneuerbaren Energien von entscheidender Bedeutung ist.