TRIZ理论在解决回转式空气预热器低温腐蚀以及堵灰问题中的应用

回转式空气预热器冷端传热元件的低温腐蚀、堵灰现象在国内外非常普遍,且受到众多电厂的关注,该问题会严重影响到锅炉的安全运行,导致诸如排烟温度增高、热风温度降低、阻力增大、漏风率上升等问题。根里奇·阿奇舒勒创立的TRIZ理论是一种综合的创新方法,可促进发明创造并得到优异的创新产品,它能够帮助我们系统地分析问题,发现问题的本质以及矛盾,从而得到问题实质解。本文针对回转式空气预热器低温腐蚀以及堵灰问题,采用TRIZ理论进行了深入分析。     

多晶硅表面金属催化化学腐蚀法制绒研究现状

在多晶硅太阳能电池的生产过程中, 金刚线切割技术(Diamond wire sawn, DWS)具有切割速度快、精度高、原材料损耗少等优点, 受到了广泛关注。金刚线切割多晶硅表面形成的损伤层较浅, 与传统的酸腐蚀制绒技术无法匹配, 金属催化化学腐蚀法应运而生。金属催化化学腐蚀法制绒具有操作简单、结构可控且易形成高深宽比的绒面等优点, 具有广阔的应用前景。本文总结了不同类型的金属催化剂在制绒过程中的腐蚀机理及其形成的绒面结构, 深入分析和讨论了具有代表性的银、铜的单一及复合催化腐蚀过程及绒面结构和电池片性能。最后对金刚线切割多晶硅片表面的金属催化化学腐蚀法存在的问题进行了分析, 并展望了未来的研究方向。     

干熄焦锅炉炉管失效机理分析

通过对干熄焦锅炉炉管及腐蚀产物开展系统研究，提出炉管失效原因为氧化/硫腐蚀＋高温粉尘冲刷。长寿命炉管仅耐磨层发生了较为严重的氧化及硫腐蚀，而近基体层发生了轻微氧化及硫腐蚀，基体只发生了轻微氧化；短寿命炉管耐磨层、近基体层以及基体裂纹内均发生了较为严重的氧化及硫腐蚀，且存在珠光体球化、内表面产生全脱碳层等缺陷。推测短寿命炉管存在超温现象，而超温可加剧氧化及硫腐蚀反应。此外，短寿命炉管遭受了较为严重的高温粉尘冲刷，不仅可造成炉管减薄，还会导致炉管表面温度升高。因此，减少循环气体中粉尘量尤其是大颗粒，可有效减弱冲刷以及控制炉管表面温度，是提高炉管使用寿命的关键。     

超低排放改造后烟气余热利用设备存在问题及防治措施

随着火电厂超低排放改造的普遍应用，低温省煤器等烟气余热利用设备获得了广泛应用。本文针对烟气余热利用设备在实际工程应用中所存在的低温腐蚀、磨损、积灰堵塞以及振动等问题，分析了形成原因及主要影响因素，提出了选用耐低温腐蚀性能优异的材料制造换热器，合理设计受热面结构型式，控制烟气流速和受热面金属壁温，加装吹灰设备以及导流板和防振隔板等防治对策，有效地解决了烟气余热利用设备所存在的低温腐蚀、磨损、积灰堵塞以及振动等问题。     

纤维增强复合材料结构局部形状与环境腐蚀速率的关系研究

纤维增强复合材料(FRP)结构在外部环境作用下,不同位置的腐蚀速率并不一致,与该位置处FRP形状和环境作用有关。由于FRP结构形状多变的特点,常在梁柱交界处、FRP型材棱角处存在内凹角和外凸角,这些位置结构的腐蚀往往最为严重。本文对环境作用下FRP结构棱角处腐蚀速率的差异进行了理论分析和数值模拟。利用菲克定律下的扩散规律和有限元软件,计算了构件棱角不同角度与扩散速率的关系。定义并计算了棱角处于不同角度时的局部影响系数,结果表明,内部凹角对结构的腐蚀呈减弱影响,外部凸角对腐蚀呈放大效应。利用粒子抛射沉积与环境沉积的相似性,采用蒙特卡罗方法建立了不同粒子数目的粒子抛射沉积模型。定义并计算了角部的环境富集系数,分析发现凹角处会对环境产生汇集作用,凸角对环境分布影响相对较小。综合考虑了棱角对扩散速率的影响和环境富集的影响,定义并计算了结构形状影响系数,结果表明,结构物表面凸出和凹陷处更易受到环境腐蚀,结构耐久性设计时应考虑在棱角进行特殊防护设计。通过计算的结构形状影响系数可以为耐久性定量设计提供计算支持。     

基于力测量法研究滑石的晶面各向异性

层状硅酸盐矿物滑石在解离时会形成具有明显性质差异的2种表面，滑石的晶面各向异性会导致矿物不同表面表现出不同的润湿性以及不同的电荷密度。通过原子力显微镜力（AFM）曲线测量以及经典DLVO理论计算，对滑石的非极性面和极性面进行深入研究，首先利用AFM力曲线测量和计算，得到不同pH值时氮化硅的电位值，利用AFM直接力测量法对符合粗糙度要求的滑石非极性面和极性面样品在10 mmol/L的KCl溶液中进行测量，得到不同pH值环境下的力曲线，通过DLVO理论拟合计算得到滑石非极性面和极性面的表面电位值。滑石的非极性面电位值在研究的pH范围内一直为负，且恒定，极性面电位值随pH升高而降低，零电点出现在pH=7.6左右。将计算得到的滑石表面电位与氮化硅之间的作用力拟合曲线与实际测得的作用力进行对比发现，计算值与测量值基本一致，拟合度较高。