Zastosowanie rur z kołkami ASME A335 P9 w kotłach elektrowni węglowych

W elektrowniach na węgiel, zwłaszcza w zaawansowanych jednostkach ultra-superkrytycznych dążących do ekstremalnej wydajności,Wykorzystanie rury ASME A335 P9 z plamami jest precyzyjnym wyborem inżynieryjnym w celu radzenia sobie z ekstremalnymi warunkami pracy i przełamania barier wydajności.Nowoczesne kotły użyteczności publicznej ciągle wymagają wyższych parametrów pary, aby osiągnąć większą efektywność cieplną.w wyniku czego temperatury ścian metalowych w wysokokaloryzowanych regionach supergrzejnika i przegrzejnika pozostają stale w zakresie krytycznym od 580°C do 650°CŚrodowisko to stwarza pozornie sprzeczne wymagania wobec materiału:musi posiadać wystarczającą wytrzymałość w wysokich temperaturach, aby wytrzymać deformację wkrętową, wytrzymują korozję oksydacyjną i erozję popiołów lotniczych z gazu dymnego zawierającego siarkę oraz mają odporność na zmęczenie termiczne, aby poradzić sobie z częstymi cyklami obciążenia i uruchamianiem / wyłączaniem.Stawienie czoła temu kompleksowemu wyzwaniuJako standaryzowana 9 chrom-1 molibdenowo-ferytyczna stal, w której wprowadzono wprowadzenie metody w celu uzyskania najwyższego poziomu elastyczności.Zawartość chromu w zawartości około 9% zapewnia jej wyższą odporność na utlenianie w porównaniu z zwykłymi stali niskiego stopnia, natomiast dodanie molibdenu znacząco zwiększa jego odporność na wkręcanie się w wysokich temperaturach.tworzący rdzeń szkieletu, który wspiera bezpieczne działanie wysokich parametrów pary.

Jednakże sama solidna rurka ciśnieniowa nie wystarcza do skutecznego wychwytywania ogromnej energii cieplnej w gazie spalinowym,ponieważ niski współczynnik konwekcyjnego przeniesienia ciepła po stronie gazowej kotła jest głównym wąskim gardłem ograniczającym ogólną wydajnośćDokładnie w tym miejscu decydującą rolę odgrywa konstrukcja płetw z plamami.ten projekt rozszerza obszar przenoszenia ciepła po stronie spalin od kilku do ponad dziesięciu razyW ten sposób, w sposób silny, przełamuje się barierę przenoszenia ciepła i efektywnie przenosi wysokiej jakości energię cieplną do pary wewnątrz rurki.Ta struktury z plamami wykazuje wyjątkowe zalety w gazie spalinowym obciążonym popiołem lotniczym: szerokie, niezablokowane drogi przepływu są mniej podatne na skażenie popiołem, a mocne punkty spawania skutecznie wytrzymują długotrwałą erozję przez pył.W połączeniu z właściwą dobrą odpornością na zużycie materiału P9, zapewnia to długoterminową niezawodność elementu wymiany ciepła w trudnych warunkach.

Norma ASME A335 reguluje bezszwedzone rury ferrytowe ze stali stopowej do obsługi w wysokiej temperaturze, a stopień P9 (9Cr-1Mo) stanowi średnią do wysoką stopień stali stopowej z chromu i molibdenu.
P9 zawiera około 9% chromu (Cr) i 1% molibdenu (Mo). Chrom znacząco zwiększa odporność na utlenianie i korozję w wysokich temperaturach;molibden znacznie zwiększa wytrzymałość na wysokie temperatury i odporność na pełzanie.
Norma zapewnia nie tylko skład chemiczny, ale takżepoprzez specyfikację procesów obróbki cieplnej (normalizacja i hartowanie) oraz właściwości mechanicznych (minimalna wydajność i wytrzymałość na rozciąganie przy podwyższonych temperaturach), gwarantuje długotrwałą stabilność mikrostrukturalną materiału i zdolność do nośności obciążenia w temperaturze roboczej.

Parametry pary nowoczesnych jednostek ultra-nadkrytycznych zostały zwiększone do 600-620 °C i 25-30 MPa i powyżej, stwarzając "trzy wysokie wyzwania" dla materiałów powierzchniowych grzewczych kotłów:wytrzymałość na wysokie temperatury, odporność na korozję gazów spalinowych i odporność na zmęczenie termiczne.

W kluczowych sekcjach kotła, takich jak wysokotemperaturowy supergrzejnik i przegrzejnik, wysokotemperaturowa wytrzymałość rur P9 jest podstawą, a"Wzmacniacz" jest strukturą pękniętych płetw.które przekształcają ten fundament w efektywną możliwość transferu ciepła.

• Podstawowa sprzeczność: Niski współczynnik transferu ciepła przez konwekcję po stronie spalin kotła jest wąskim gardłem ograniczającym ogólną wydajność wymiany ciepła.
• Rozwiązanie z płetwami:
  1. Poprzez spawanie gęstych kłębek rozszerza powierzchnię przeniesienia ciepła z boku spalin o8-15 razy, potężnie zwiększając efektywność odzysku energii cieplnej wysokiej jakości i bezpośrednio zwiększając efektywność cieplną kotła.
  2. Szerokie kanały pomiędzy kłębami są:nie jest łatwo zatrzymywany przez drobny popiołJego solidna stopiona struktura jest równieżprzewyższające wrażliwe rany lub wbudowane płetwy, co czyni go bardziej odpowiednim dla środowisk o dużej prędkości i wysokim poziomie pyłu.
  3. Spawane kłęby skutecznie dodają wsparcie promieniowe do rury, poprawiając bank rurodporność na wibracje i kołysaniew gazie spalinowym.

WZakres temperatur 580-650°C, co ma kluczowe znaczenie dla wydajności elektrowni, jego wytrzymałość w wysokich temperaturach znacznie przewyższa wytrzymałość tańszych stali niskopołurowych, takich jak P22,podczas gdy jego koszt jest znacznie niższy niż w przypadku zaawansowanych stali nierdzewnych austenitycznych, takich jak TP347H.Jest to najbardziej opłacalny i niezawodny wybór dojrzałego materiału do osiągnięcia technologii ultra-nadkrytycznej o temperaturze 600 °C.
Jego doskonała wydajność termiczna umożliwia kotłom wyposażonym w takie powierzchnie grzewcze lepsze dostosowanie się do częstego uruchamiania/zatrzymywania i cykli dużego obciążenia,który jest niezbędny dla sieci energetycznych z rosnącym udziałem energii odnawialnej.