Εφαρμογή του ASME A335 P9 σε λέβητες ηλεκτροπαραγωγών άνθρακα

Στους σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με καύση άνθρακα, ιδιαίτερα στις προηγμένες υπερ-επικριτικές μονάδες που επιδιώκουν ακραία απόδοση,Η χρήση σωλήνων με πτερύγια ASME A335 P9 αποτελεί μια ακριβή μηχανική επιλογή για την αντιμετώπιση ακραίων συνθηκών λειτουργίας και την επίλυση των φραγμών απόδοσηςΟι σύγχρονες λέβητες συνεχώς πιέζουν για υψηλότερες παραμέτρους ατμού για την επίτευξη μεγαλύτερης θερμικής απόδοσης.που οδηγεί σε θερμοκρασίες των μεταλλικών τοιχωμάτων στις περιοχές υπερθέρμανσης και επαναθέρμανσης υψηλών θερμοκρασιών σταθερά εντός του κρίσιμου εύρους 580 °C έως 650 °CΑυτό το περιβάλλον παρουσιάζει φαινομενικά αντιφατικές απαιτήσεις στο υλικό:πρέπει να διαθέτει επαρκή αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες για να αντιστέκεται στην παραμόρφωση με έλξη, αντέχουν στην διάβρωση από την οξείδωση και την διάβρωση από τις ιπτάμενες στάχτες από τα αέρια καπνού που περιέχουν θείο και έχουν την αντοχή στην θερμική κόπωση για να αντιμετωπίζουν συχνές κυκλικές φορτισμούς και εκκίνηση/αποστολή.Αντιμετώπιση αυτής της συνολικής πρόκλησηςΤο υλικό ASME A335 P9 παρέχει μια θεμελιώδη λύση.Η περιεκτικότητά του σε χρώμιο περίπου 9% του παρέχει ανώτερη αντοχή στην οξείδωση σε σύγκριση με τους συνηθισμένους χάλυβες χαμηλής κράμασης, ενώ η προσθήκη μολυβδενίου αυξάνει σημαντικά την αντοχή του σε σέρμανση σε υψηλές θερμοκρασίες, γεγονός που καθιστά την αντοχή του εξαιρετική γύρω από τη βασική θερμοκρασία των 600 °C,σχηματίζοντας τον πυρήνα του σκελετού που υποστηρίζει την ασφαλή λειτουργία των υψηλών παραμέτρων ατμού.

Ωστόσο, ένας ισχυρός σωλήνας υπό πίεση από μόνος του δεν είναι επαρκής για την αποτελεσματική συλλογή της τεράστιας θερμικής ενέργειας στα καυσαέρια,δεδομένου ότι ο χαμηλός συντελεστής μεταφοράς θερμότητας με τη διασύνθεση στην πλευρά του αερίου του λέβητα είναι το κύριο εμπόδιο που περιορίζει τη συνολική απόδοσηΗ δομή των πτερυγίων με τα πτερύγια παίζει καθοριστικό ρόλο.Αυτό το σχέδιο επεκτείνει την περιοχή μεταφοράς θερμότητας στην πλευρά των καυσαερίων κατά αρκετές έως πάνω από δέκα φορές, σπάζοντας με δύναμη το φράγμα μεταφοράς θερμότητας και μεταφέροντας αποτελεσματικά υψηλής ποιότητας θερμική ενέργεια στον ατμό μέσα στον σωλήνα.Αυτή η δομή με τα σφαιρίδια αποδεικνύει μοναδικά πλεονεκτήματα στο αέριο καπνού που φορτίζεται με πεταχτή στάχτηΟι ευρείες, ανεμπόδιστες διαδρομές ροής είναι λιγότερο επιρρεπείς σε μόλυνση από στάχτες και τα ανθεκτικά σημεία συγκόλλησης αντέχουν αποτελεσματικά στην μακροχρόνια διάβρωση από σκόνη.Σε συνδυασμό με την εγγενή καλή αντοχή στην φθορά του υλικού P9, αυτό εξασφαλίζει τη μακροπρόθεσμη αξιοπιστία του θερμοδιαλύτη σε σκληρά περιβάλλοντα.

Το πρότυπο ASME A335 διέπει τους αδιάβροχους σωλήνες από σίδηρο σιδηρουργικού κράματος για υψηλής θερμοκρασίας, και η ποιότητα P9 (9Cr-1Mo) αντιπροσωπεύει μέση έως υψηλή ποιότητα χρωμίου-μολυβδενίου.
Το P9 περιέχει περίπου 9% Χρώμιο (Cr) και 1% Μολυβδανό (Mo). Το Χρώμιο βελτιώνει σημαντικά την οξείδωση σε υψηλές θερμοκρασίες και την αντοχή στη διάβρωση.το μολυβδαίνιο ενισχύει σημαντικά την αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και την αντοχή σε σύρσεις.
Το πρότυπο εξασφαλίζει όχι μόνο τη χημική σύνθεση αλλά καιμέσω της προδιαγραφής των διεργασιών θερμικής επεξεργασίας (κανονικοποίηση και θέρμανση) και των μηχανικών ιδιοτήτων (ελάχιστη απόδοση και αντοχή σε έλξη σε υψηλές θερμοκρασίες), εγγυάται τη μακροχρόνια μικροδομική σταθερότητα του υλικού και την αντοχή του σε θερμοκρασίες λειτουργίας.

Οι παράμετροι ατμού των σύγχρονων υπερκριτικών μονάδων έχουν αυξηθεί σε 600-620 °C και 25-30 MPa και άνω, θέτοντας "τρεις μεγάλες προκλήσεις" για τα υλικά επιφάνειας θέρμανσης λέβητα:αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίεςΟι φυσικές ιδιότητες του P9 παρέχουν στοχευμένες λύσεις:

Σε βασικά τμήματα λέβητα όπως η υπερθέρμανση υψηλής θερμοκρασίας και η επαναθέρμανση, η αντοχή υψηλής θερμοκρασίας του σωλήνα P9 είναι το θεμέλιο, και ηΗ δομή των πτερυγίων είναι ο "ενισχυτής"που μετατρέπει αυτό το θεμέλιο σε αποτελεσματική ικανότητα μεταφοράς θερμότητας.

• Βασική Αντίφαση: Ο χαμηλός συντελεστής μεταφοράς θερμότητας με τη διασύνθεση στην πλευρά των καυσαερίων του λέβητα αποτελεί το εμπόδιο που περιορίζει τη συνολική απόδοση της ανταλλαγής θερμότητας.
• Η Λύση με τα Πτερυγμένα Πτερύγια:
  1. Με την συγκόλληση πυκνούς πύργων, διευρύνει την περιοχή μεταφοράς θερμότητας από την πλευρά των καυσαερίων κατά8-15 φορές, αυξάνοντας σημαντικά την απόδοση ανάκτησης θερμικής ενέργειας υψηλής ποιότητας και αυξάνοντας άμεσα την θερμική απόδοση των λέβητων.
  2. Τα πλατιά κανάλια μεταξύ των κολών είναιδεν εμποδίζεται εύκολα από λεπτές στάχτεςΗ ισχυρή συγκολλημένη δομή του είναι επίσηςανώτερος από ευάλωτη πληγή ή ενσωματωμένα πτερύγια, καθιστώντας το πιο κατάλληλο για περιβάλλοντα υψηλής ταχύτητας και υψηλής σκόνης.
  3. Οι συγκολλημένοι πύργοι προσθέτουν αποτελεσματικά ακτινοβολητική υποστήριξη στον σωλήνα, βελτιώνοντας τηναντοχή σε δονήσεις και κλίσειςμέσα στο αέριο καπνού.

ΣτοΠεριοχή θερμοκρασίας 580-650°CΗ αντοχή του σε υψηλές θερμοκρασίες υπερβαίνει κατά πολύ αυτή των φθηνότερων χαμηλής κράσεως χάλυβα όπως το P22,ενώ το κόστος του είναι σημαντικά χαμηλότερο από αυτό των προηγμένων αυστενιτικών ανοξείδωτων χάλυβα όπως TP347H.Είναι η πιο οικονομικά αποδοτική και αξιόπιστη επιλογή ώριμου υλικού για την επίτευξη τεχνολογίας υπερκριτικής θερμοκρασίας 600 °C.
Η εξαιρετική θερμική αντοχή του επιτρέπει στις λέβητες που είναι εξοπλισμένες με αυτές τις επιφάνειες θέρμανσης να προσαρμόζονται καλύτερα στις συχνές εκκίνησης/κλείδωσης και στους κύκλους βαρύτητας.που είναι ζωτικής σημασίας για τα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας με αυξανόμενο μερίδιο ανανεώσιμης ενέργειας.