生物質(zhì)電站換熱管材料SUS316耐腐蝕性能研究.pdf

1、隨著化石能源的枯竭，環(huán)境的污染與破壞，全球?qū)⒓哟罅Χ葘?duì)能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。我國(guó)的生物質(zhì)能極為豐富，生物質(zhì)在利用過(guò)程中，產(chǎn)生較少的廢棄物，實(shí)現(xiàn)低碳少硫，直接轉(zhuǎn)化生產(chǎn)氣體、液體、固體的可再生能源產(chǎn)品，可以大規(guī)模的替代化石能源，成為平衡能源與環(huán)境問(wèn)題最好的能源。近年來(lái)，為鼓勵(lì)和促進(jìn)生物質(zhì)能發(fā)展，我國(guó)政府部門出臺(tái)一系列法律法規(guī)，實(shí)施相關(guān)發(fā)展強(qiáng)制性政策，刺激了生物質(zhì)電站的規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化。不同于一般的火力發(fā)電機(jī)組，由于生物質(zhì)自身的燃料特性，特別

2、是堿金屬和氯的存在，將加速鍋爐管道的積灰、結(jié)渣和腐蝕，甚至引起爆管。因此研究堿金屬對(duì)生物質(zhì)電站爐管的腐蝕，對(duì)確保機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要的意義。
　　本文以取自廣東湛江生物質(zhì)電站鍋爐材料SUS316為研究對(duì)象，模擬生物質(zhì)鍋爐過(guò)熱器區(qū)高溫腐蝕設(shè)計(jì)了高氯腐蝕試驗(yàn)系統(tǒng)，探討SUS316在飽和KCl蒸汽氣氛中的高溫腐蝕行為。實(shí)驗(yàn)在600 ℃、650 ℃、700 ℃，分別設(shè)置7個(gè)時(shí)間梯度（1 h、4 h、7 h、10 h、15 h、20

3、h、30 h），在飽和KCl蒸汽和空氣中進(jìn)行腐蝕，通過(guò)計(jì)算分析腐蝕增重，然后在各溫度下進(jìn)行腐蝕動(dòng)力學(xué)曲線擬合。同時(shí)為模擬生物質(zhì)堿金屬熔鹽熱腐蝕過(guò)程，設(shè)計(jì)高溫電化學(xué)測(cè)試臺(tái)架，研究探討SUS316在熔融鹽介質(zhì)中的熱腐蝕。高溫電化學(xué)試驗(yàn)研究，主要是在不同溫度下測(cè)試金屬材料腐蝕電位、極化電阻、電化學(xué)阻抗譜測(cè)量。試驗(yàn)后首先通過(guò)掃描電鏡(SEM/EDX)觀察樣品表面腐蝕產(chǎn)物進(jìn)形貌和X-射線衍射(XRD)和產(chǎn)物相分析。探討堿性物質(zhì)對(duì)金屬材料腐蝕的作用

4、機(jī)制和影響規(guī)律。研究得出主要結(jié)論如下：
　　1.氣氛中含微量的KCl蒸汽能明顯促進(jìn)SUS316的高溫腐蝕，主要是通過(guò)與試樣表面的氧化膜反應(yīng)生成Cl2，而Cl2能夠滲透到基體界面處生成具有揮發(fā)性的Fe的氯化物實(shí)現(xiàn)的，此加速腐蝕行為可用“活化氧化”理論來(lái)解釋。
　　2.在熔融鹽電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)中，高溫下腐蝕初期金屬試片表面發(fā)生氧化反應(yīng)生成一層氧化膜，在氧化膜的兩側(cè)進(jìn)行原電池反應(yīng)，腐蝕初期反應(yīng)速率主要受擴(kuò)散控制。后期電化學(xué)反應(yīng)速度主