电站过热器材料在超临界水中的腐蚀机理研究

发布时间：2018-07-15 09:13

【摘要】：超(超)临界火电机组可以显著地提高电站机组效率、降低CO2排放量,是我国火电发展的主要方向。但是随着蒸汽参数的提高,电站锅炉高温受热面尤其是过热器管材料将处于具有极强腐蚀性的超临界水环境中。发电厂高温锅炉管蒸汽侧氧化皮脱落堵塞引起的超温、爆管,影响超超临界锅炉长期安全、稳定运行。因此,探究不同蒸汽参数对锅炉管腐蚀特性的研究,有助于揭示氧化膜的生长与剥落机理。因此,开展不同参数下的氧化膜腐蚀机理研究具有重要意义。本论文主要开展了马氏体钢P92以及奥氏体钢TP347HFG在不同温度、压力、溶解氧以及不同流动状态下的氧化试验。温度为550-700℃、压力为0.1-25MPa、溶解氧为0-2000ppb、流速为0-5ml/min。获得了两种钢在不同温度、压力、流速以及溶解氧下的氧化动力学曲线,并且利用扫描电镜和X射线衍射仪分析了氧化膜的微观形貌以及主要的氧化物相成分。此外,利用同位素标记法(18O2+H216O)探究了P92钢在2000ppb溶解氧超临界水中的氧化特性,获得溶解氧在超临界水中的作用机理。通过分析马氏体钢P92与奥氏体钢TP347HFG在不同温度下的氧化特性,发现铁离子沿着氧化膜内层的扩散是马氏体钢氧化速率的控制因素,并且温度的变化会影响两种钢的氧化动力学。通过分析压力的影响,发现随着压力的增大马氏体钢P92的氧化速率逐渐增大,尤其是处于超临界状态时氧化速率急剧增加。通过不同溶解氧环境实验以及同位素标记实验,发现溶解氧不但参与了氧化反应并且提高了超临界水环境的氧化还原电位,提高了氧化膜的生长速率。并且溶解氧量的大小会显著影响氧化膜物相成分。结合实验结果,分析了马氏体钢P92与奥氏体钢TP347HFG氧化膜的剥落特性,获得了两种钢在超临界水氧化过程中的剥落机理。
[Abstract]:Supercritical thermal power units can significantly improve the efficiency of power plant units and reduce CO2 emissions, which is the main direction of thermal power development in China. However, with the increase of steam parameters, the high temperature heating surface of power plant boiler, especially the superheater tube material, will be in the extremely corrosive supercritical water environment. The long term safe and stable operation of the ultra-supercritical boiler is affected by the excessive temperature and tube burst caused by the exfoliation and blockage of the steam side of the high temperature boiler tube in power plant. Therefore, studying the corrosion characteristics of boiler tubes with different steam parameters is helpful to reveal the growth and spalling mechanism of oxide film. Therefore, it is of great significance to study the corrosion mechanism of oxide film under different parameters. In this paper, the oxidation tests of martensite steel P92 and austenitic steel TP347HFG at different temperature, pressure, dissolved oxygen and flow state were carried out. The temperature is 550-700 鈩，

本文编号：2123560