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火電調(diào)峰是甘肅由“風(fēng)光大省”向“風(fēng)光強(qiáng)省”邁進(jìn)和清潔隴電外送的有效支撐。目前，甘肅已運(yùn)行和正在建設(shè)的超超臨界1000MW火電調(diào)峰機(jī)組有19座，將陸續(xù)助力甘肅省新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展和“沙戈荒”大型能源基地建設(shè)。甘肅電投常樂(lè)發(fā)電有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱常樂(lè)電廠)6Í1000MW機(jī)組是國(guó)內(nèi)在建規(guī)模最大的百萬(wàn)機(jī)組，是祁韶特高壓直流輸電工程的唯一配套火電電源，同時(shí)也是我國(guó)西北地區(qū)最大的調(diào)峰機(jī)組。新疆煤是甘肅等周邊省份火電企業(yè)主要燃用煤種，由于含有較高成分的堿金屬、氯元素或硫元素等，易導(dǎo)致鍋爐輻射受熱面結(jié)焦、高溫腐蝕、爆管、煤耗高等問(wèn)題，嚴(yán)重影響電站鍋爐的安全性和經(jīng)濟(jì)性，成為甘肅、新疆、青海乃至全國(guó)火電行業(yè)急需解決的關(guān)鍵技術(shù)難題。
中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所低碳能源材料組高祥虎研究員團(tuán)隊(duì)近年來(lái)圍繞電站關(guān)鍵材料，專注于大型電站鍋爐輻射受熱面防護(hù)與節(jié)能增效關(guān)鍵技術(shù)研究。團(tuán)隊(duì)研發(fā)的納米高熵防護(hù)與節(jié)能增效陶瓷涂層，突破了陶瓷材料防結(jié)焦、耐高溫腐蝕、紅外增效、高導(dǎo)熱率、熱膨脹系數(shù)可調(diào)等關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)具有降低煤耗、提高煤種適應(yīng)性的多功能特點(diǎn)，可滿足大型調(diào)峰電站及其他常規(guī)電站的使用需求。在常樂(lè)電廠的大力支持下，該材料先后在其2號(hào)、4號(hào)機(jī)組開展應(yīng)用。在爐膛服役1年后，使用了涂層材料的水冷壁管壁表面光滑致密、無(wú)結(jié)焦、附著物易清除、未出現(xiàn)凹坑和管壁減薄等腐蝕情況，表現(xiàn)出優(yōu)異的耐高溫腐蝕和防結(jié)焦性能。經(jīng)西安熱工研究院有限公司現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，管壁厚度較噴涂前無(wú)明顯變化。對(duì)照相同區(qū)域未噴涂防護(hù)涂層的水冷壁表面均出現(xiàn)明顯的腐蝕凹坑，并附著有褐色的腐蝕產(chǎn)物。
近期，蘭州化物所組織行業(yè)權(quán)威專家對(duì)納米高熵陶瓷防護(hù)涂層使用效果進(jìn)行評(píng)審。評(píng)審專家組一致認(rèn)為：納米高熵陶瓷防護(hù)涂層防結(jié)焦、防腐蝕效果良好，具有較高的科研價(jià)值和工程應(yīng)用前景。該技術(shù)將于2025年在甘肅超超臨界1000MW調(diào)峰機(jī)組開展大規(guī)模示范應(yīng)用。項(xiàng)目研究成果將輻射推廣至新疆、青海、內(nèi)蒙、貴州等省，為我國(guó)煤電向基礎(chǔ)性、支撐性、調(diào)節(jié)性電源轉(zhuǎn)型提供技術(shù)支撐。
相關(guān)研究應(yīng)用成果以“納米高熵陶瓷涂層在超超臨界1000MW調(diào)峰機(jī)組鍋爐的防結(jié)焦耐腐蝕性能研究”為題，發(fā)表在《熱力發(fā)電》上。
該工作得到了中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(A類)--“煤炭清潔燃燒與低碳利用專項(xiàng)”、甘肅電投常樂(lè)發(fā)電有限責(zé)任公司、東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司、華能蘭州西固熱電有限公司、西安熱工研究院有限公司、首航高科能源技術(shù)股份有限公司、武威市城區(qū)集中供熱有限公司的大力支持。
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