机械设备高温蠕变原因研究

对于某些机械设备的零、部件长时间的在高温条件下进行工作时,即使压力对零、部件所产生的应力远远小于材料的屈服极限,在长时间的高温作用也会逐渐产生明显的塑性变形,这种现象称为金属材料的蠕变。本文通过分析金属材料产生蠕变的原因,以及蠕变对机械设备零、部件强度的影响;研究提高蠕变强度的对策,以确保机械设备运行的可靠性、经济性和安全性。     

蠕变温度运行管道安全性的探讨

简述高温运行的管道产生蠕变的原因 ;应用工程设计中的实践经验和理论研究对蠕变温度运行管道的安全性作探讨性分析     

含球面凹坑缺陷压力管道的高温蠕变应力分析

通过大型有限元分析软件ABAQUS对在蠕变条件下运行、受内压作用含凹坑缺陷管道进行有限元数值模拟,获得蠕变应力重分布的变化过程.结果表明:含局部凹坑缺陷管道,由于受结构不连续和高温条件的影响,导致应力水平提高,降低了管道的承载能力.同时,在高温环境下,应力最大位置和应力集中系数最大位置可能会随蠕变时间的延长而改变.     

《低温低应力压力容器标准的经济性分析》

前言压力容器按工作温度可分为:常温容器(>-20℃～200℃),低温容器(<-20℃),和高温容器(指温度达到材料蠕变温度以上的工作容器,如碳素钢和低合金钢>420℃,奥氏体不锈钢>550℃)。当工作温度<-20℃,且容     

氧化对耐热钢蠕变疲劳寿命影响的研究进展

汽轮机转子等高温部件,长时间受到高温载荷作用,会产生蠕变疲劳损伤,严重危害机组的安全运行。通常,人们认为高温氧化膜的形成减缓了疲劳裂纹的萌生和扩展,具有良好的保护性。可有些学者却发现了相反的结果,真空或惰性气体下的蠕变疲劳性能要比空气中有氧存在时好,高温下更是如此。本文主要综述了高温氧化蠕变疲劳寿命的影响因素,以及高温氧化环境下蠕变疲劳损伤的机理。     

电站锅炉高温管道寿命评估系统设计及应用

针对电站锅炉的高温管道蠕变损伤和材料老化程度日趋严重的问题,结合蒙西地区金属技术监督工作,设计基于电厂运行数据的寿命评估系统。其结合状态检修体制,能对电站锅炉高温管道进行寿命评估,已在部分电厂得到应用,运行情况良好。     

磁致伸缩导波技术在工业管道腐蚀检测中的应用

介绍了磁致伸缩导波检测管道腐蚀缺陷的原理,并采用MsSR3030R导波检测系统对钢质常温压缩空气管道和高温水蒸汽管道(工作温度198℃)进行了现场在线检测。结果表明,该技术可以发现管道发生的腐蚀缺陷,并较为准确地确定其长度方向上的位置,但不能确定缺陷的性质,需要通过其他检测手段进行确认。同时,该技术现场检测的有效长度受到焊缝、支架、弯管等因素的影响较大。     

铝化镍：高性能耐热热扩散涂料

航天和发电用气轮机不断地被推向应用的极限,通常这些极限缘于部件材料的局限性。如运行中的燃烧室及其它在引擎尾部的组成物（叶片和导流片）的温度常常超过871℃。高温为涡轮机提供了高的能量和能效。在此采用的典型部件材质为高温下具有优异强度的高镍含量不锈钢,但这些材料仍遭受着高温氧化和热腐蚀的侵袭。坚硬且耐腐蚀的铝化镍涂料用于保护（649～982）℃高温下部件的历史已有数十年,堆叠煅烧是铝化镍涂料施涂的一种方法：     

酒精蒸馏塔弯头开裂失效分析

酒精（乙醇）蒸馏系统管道分高温段和低温段,高温段工作温度为80℃至120℃,低温段为常温,发生失效泄漏部位均在高温段。该蒸发系统均由304不锈钢制造,按照图纸施工完毕后,采用深井水试压,试验压力为0．4MPa。某企业该设备在投入使用2个月就发生了泄漏,为了查明泄漏原因,     

聚四氟乙烯针刺过滤材料蠕变性能的研究

对纯PTFE带基布针刺非织造滤料在常温20℃下四级不同载荷的蠕变行为及在180℃以上高温下蠕变行为进行测试,通过对实验数据进行处理分析,得到常温下蠕变曲线,该曲线与典型蠕变曲线基本吻合;该材料在220℃以上时,即使在较小的载荷下,也会短时间内出现较大的变形并断裂,故该材料不适合在220℃以上温度下使用。     

一段炉输气总管改造总结

输气总管是连接一段炉和二段炉的重要输气管道,内部设有2层衬里以保护管道外壁不超温,若衬里出现异常脱落或老化,输气总管外壁很容易超温蠕变,带来很大的运行风险。采取整体更换外壳及内部耐火衬里,并在2根分集气管对应部位增加钢内衬的方法,对输气总管进行了改造。改造后,主管线壳体外表温度由150℃降至115℃,效果比较明显。     

锅炉烟气脱硫系统防腐的改进

通过对锅炉烟气脱硫系统防腐的改进（主要是采用聚丙烯等材料）,解决了烟气的露点腐蚀问题。改进后,可以增大锅炉内部的空气预热器、软水加热器等换热设备的面积,多回收烟气的热量;出锅炉的烟气温度可以降至约40℃,烟气系统的设施、设备、管路体积和管径减小,质量减轻,比传统设计的投资可降低约20％．     

焦炉烟气余热回收发电技术分析

煤焦化行业是高污染、高排放的行业,所排放的焦炉烟气温度一般大于300℃,既浪费能源又污染环境,是急需解决的问题。针对目前焦化企业焦炉烟气余热资源无序排放的现状,提出了采用先进的热管技术回收焦炉烟气热能及使用螺杆动力机取代传统汽轮发电机技术的新方案,分析了实施改造前后的能源消耗和经济效益。结果表明,焦炭生产能力为90万t/a的焦化厂,将烟气温度由300℃降至150℃,可回收能量折标准煤量为7598 t/a,由机组发电产生的经济效益为127.60万元/a。因此采取先进可靠的焦炉烟气余热发电技术是焦化行业实现节能减排和可持续发展的较好选择。     

基于Aspen Plus的褐煤高温烟气和回转管式干燥过程模拟

为了研究高温烟气干燥和回转管式干燥特性,采用Aspen Plus软件对高温烟气干燥和回转管式干燥过程进行流程模拟,并运用能量平衡法和分析方法对2种干燥系统能量利用效率进行分析。结果表明,Aspen Plus能够较好地模拟高温烟气干燥和回转管式干燥过程。烟气和蒸汽温度分别为750和203.1℃时,回转管式干燥的热利用效率为71.27%,较高温烟气干燥高4.04%,而回转管式干燥利用效率为87.68%,较高温烟气干燥高49.33%。随干燥介质温度升高,高温烟气干燥与回转管式干燥热利用效率提高,利用效率降低。     

活性炭表面模拟烟气与元素汞间均/异相氧化反应特性

通过固定床吸附实验,在130℃温度下模拟研究燃煤烟气组分在椰壳活性炭(CS-AC)表面吸附气态元素汞(Hg⁰)过程中的作用与影响,揭示模拟烟气组分、Hg⁰以及活性炭表面三者间的均相、异相氧化反应特性。实验研究了CS-AC在N₂和模拟烟气气氛下对Hg⁰的吸附,模拟烟气组分与Hg⁰间的均相氧化反应,以及吸附模拟烟气组分后CS-AC在N₂气氛下对Hg⁰的吸附。研究表明在N₂气氛下CS-AC对Hg⁰不具备物理吸附的能力,而在模拟烟气组分下CS-AC对Hg⁰具有较强的吸附能力,初始吸附效率达80%。仅在模拟烟气均相反应作用下,大约只有14%的Hg⁰被氧化为Hg²⁺。经过预先跟常规模拟烟气吸附反应,CS-AC表面具备一定氧化性化学元素基团（如NO_x）后,能够在N₂气氛下对Hg⁰进行化学吸附,初始吸附效率达67%左右。可以认为模拟烟气和Hg⁰两者间的均相作用不是促进CS-AC在模拟烟气组分下对Hg⁰具有较强的吸附能力的主因。活性炭吸附Hg⁰的过程中,活性炭表面在烟气组分氧化Hg⁰的过程中起到了积极的促进作用。无论在N₂气氛下,还是在模拟烟气下,CS-AC吸附Hg⁰是气氛中氧化性组分、Hg⁰和活性炭表面三者间的异相化学氧化吸附反应过程。     

Ce-Fe/ZSM-5催化剂用于燃机烟气SCR脱硝的性能

采用浸渍法制备了一系列Ce?Fe/ZSM-5催化剂,基于燃机烟气工况研究了Fe含量及Ce掺杂量对Fe/ZSM-5催化剂的中高温脱硝性能的影响,并结合一系列表征技术对其物化性能进行研究。结果表明,Fe含量为4wt%时,Fe/ZSM-5催化剂在550℃下NOx转化率为77.11%。掺杂Ce后Ce?Fe/ZSM-5催化剂的高温脱硝效果明显提升,Ce负载量为1wt%时,550℃时NOx转化率仍保持95.92%,催化剂有优异的中高温催化活性,比Fe4/ZSM-5提高了18.81%。同时改变烟气中的NO2和O2含量,发现NO2和O2浓度增加均可提高催化剂的脱硝性能,水热老化测试表明Ce1?Fe4/ZSM-5催化剂具有优异的水热稳定性,分别在10vol% H2O, 600℃和10vol% H2O, 800℃条件下老化后,在450?550℃内NOx转化率保持约90%。适量掺杂Ce后催化剂表面Lewis酸含量及强度增强,表面吸附氧比例增大,Ce与Fe元素间的协同作用提高了催化剂的高温氧化还原能力,提升了高温活性,因此促进了中高温条件下SCR反应的进行。     

燃烧器上摆角度对四角切圆锅炉再热蒸汽温度偏差影响的数值模拟

采用燃烧器上摆和附加风上摆角度偏差设置的方法来降低锅炉烟温偏差和再热蒸汽温度偏差。对一台700 MW四角切圆燃烧锅炉不同燃烧器上摆角度条件下的炉内燃烧过程进行了数值模拟,模拟结果与试验值符合较好。燃烧器上摆角度增加,炉内气流的旋转动量矩和屏区入口的残余旋转动量矩减小,水平烟道内烟气速度和温度偏差降低。附加风上摆角度的偏差设置可降低屏区入口的残余旋转动量矩,进而减小烟气速度和温度偏差。燃烧试验表明,燃烧器上摆11°和附加风上摆角度的偏差设置10°可将再热蒸汽温度偏差由20℃左右降低至4℃以下,是一种有效降低烟气和再热蒸汽温度偏差的手段。     

管道腐蚀剩余寿命预测方法对比研究

随着我国油气管道建设的不断推进,钢制管道也更普遍的应用于油、气输送行业。但是钢制管道在潮湿的环境下极易发生腐蚀,因腐蚀造成的穿孔现象给石化行业的安全生产带来了巨大的挑战。本文通过对几种腐蚀剩余寿命预测方法进行优化对比分析,并给出了个各自的适应范围。从理论上为油、气管道维护工作者提供必要的技术参考。从而可以根据理论的剩余寿命,加强对油气管道的维护,防止或减轻腐蚀速率。该方法的使用不仅可以产生显著的经济效益,而且还具有巨大的社会效益。     

活性炭混合钢渣烧结烟气脱硫脱硝实验研究

采用混合法用钢渣与活性炭制备混合钢渣活性炭吸附剂，对其进行XRF, BET, SEM和FT-IR等表征，于可编程电加热固定床反应器中进行模拟烧结烟气脱硫脱硝实验，考察反应温度、SO2浓度及[NH3]/[NO]浓度比、O2含量等因素对混合钢渣活性炭的吸附及催化性能的影响。结果表明，模拟烧结烟气中SO2初始浓度0.06vol%, NO初始浓度0.04vol%, O2含量15vol%及反应温度120℃条件下，最高脱硫脱硝率分别为79%和34%。按浓度比[NH3]/[NO]=1通入还原剂NH3时，脱硫脱硝率均升高，表明钢渣具有一定催化还原作用。脱硝率随反应温度升高而下降，O2含量提高有利于混合钢渣活性炭对SO2和NO的吸附。掺混钢渣降低了吸附剂的比表面积，但钢渣中含一定量Fe2O3，具有一定催化还原作用，有利于NO吸附。同时，加入钢渣也是对固废资源的合理利用，达到“以废制污”的目的。     

高温烟气中煤焦气化行为

针对高温烟气中煤焦的气化行为,本文采用FactSage 6.1计算了煤焦在高温烟气下的高温反应特性,并利用热重分析仪分析了煤焦气化行为。通过沉降炉实验进一步研究了不同温度、气体配比、粒径条件下气体产物的动态析出特性,同时计算了评价指标α、β、LHV值。结果表明：随着温度的升高,气体产物H₂和CO的含量增加,β、α、LHV值增大,CH₄和CO₂的含量下降。在温度为1200℃时,β、α值分别由CO₂/CO比为10∶70时的10.80%、5.21%增加到CO₂/CO比为50∶30时的24.71%、41.06%。同时,随着CO₂/CO比值的增大,高温烟气对煤焦气化反应抑制减弱。通过对比反应温度和粒径对煤焦气化反应的影响,得出反应温度远大于粒径对煤焦气化反应的影响。通过实验验证了向高温烟气中喷吹煤焦制备高品质可燃气体方法的可行性。