多热源互补耦合低温供热技术

通过分析多热源互补耦合供热现状,集中论述了燃气冷凝锅炉、热泵、太阳能和生物质气构成的多热源互补耦合低温供热系统的形式和特点,指出了未来供热的发展方向。     

超临界CO2环境下Fe-22Cr-25Ni奥氏体耐热钢的腐蚀行为研究

研究了Fe-22Cr-25Ni奥氏体耐热钢在600℃/700℃、15 MPa超临界CO₂环境中的高温腐蚀行为。采用拉曼光谱仪、辉光放电光谱仪、扫描电镜和能谱分析仪对腐蚀产物的成分、含量和元素分布进行表征。实验结果表明:Fe-22Cr-25Ni奥氏体耐热钢在600℃/700℃下的腐蚀动力学符合类抛物线规律,腐蚀增重的变化量随温度的升高而增大;通过观察表征结果和热力学计算得出腐蚀产物成分主要为Cr₂O₃,从气体侧到基体侧依次为最外侧的是Mn的氧化物、内部的Cr₂O₃和Mn-Cr氧化物、氧化层/基体界面处的SiO₂层,以及基体内的碳化物和内氧化物;C主要沉积于腐蚀产物表面,贫Cr区的宽度和深度随时间的增大而增大。同时根据O元素和C元素的质量比及热力学计算结果,提出C极有可能以离子状态发生内扩散。      

超临界二氧化碳环境下耐热钢T91腐蚀行为机理研究

超临界二氧化碳循环发电系统具有效率高、设备体积小和用水量小等优点，其应用前景广阔，该系统高温部件结构材料的抗腐蚀性能是确保系统长周期安全高效运行的决定因素之一。本文在超临界二氧化碳环境下开展高温部件典型材料耐热钢T91的腐蚀机理试验，利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和辉光放电光谱仪分析耐热钢T91表面腐蚀产物类型、成分及其分布。结果发现:在试验条件下超临界二氧化碳环境中，耐热钢T91腐蚀动力学规律符合抛物线型腐蚀规律，说明腐蚀过程受离子扩散控制；耐热钢T91腐蚀的主要类型为全面腐蚀，并且腐蚀产物表面出现C富集现象；耐热钢T91表面的腐蚀产物从气固界面到基体依次为Fe3O4、(Fe,Cr)3O4与碳化物和弥散于基体的碳化物；超临界二氧化碳环境中腐蚀产物(Fe,Cr)3O4层与耐热钢T91基体出现渗碳现象，说明腐蚀过程中发生氧化和碳化反应，研究结果丰富了超临界二氧化碳腐蚀中C元素的演变规律。     

高温CO_2环境中耐热合金腐蚀行为研究

研究了高温CO_2环境中耐热合金的腐蚀行为及机理。实验选取12CrMoV,T24,T91,VM12和282等典型耐热合金进行500,600和700℃的高温CO_2腐蚀实验。应用激光拉曼光谱仪和扫描电子显微镜等设备对腐蚀产物进行微观表征。实验结果表明,耐热钢在高温CO_2环境中的腐蚀动力学遵循抛物线型腐蚀规律,而高温合金氧化增重基本不变。耐热合金的抗腐蚀能力依次为:282VM12T91T2412CrMoV,说明CO_2环境中耐热合金中Cr含量越高,抗腐蚀性能越强。耐热钢主要发生氧化和碳化反应,耐热钢表面的腐蚀产物从气/固界面依次是板条状的Fe_2O_3、Fe_3O_4、(Fe,Cr)_3O_4和渗碳区,提出了高温CO_2环境中耐热钢的腐蚀模型。     

4种先进超超临界电站锅炉用高温合金高温腐蚀性能实验研究

目的研究Haynes 625、Haynes 617、Haynes 120和Inconel 740H四种先进超超临界电站锅炉用高温合金在高温模拟煤灰环境下的腐蚀行为及机理。方法利用XRD、SEM、EDS等分析手段对样品表面腐蚀产物进行微观分析。结果四种高温合金均具备一定的抗高温模拟煤灰腐蚀能力。未涂抹煤灰样品的腐蚀动力学遵循抛物线规律,说明所选高温合金在750℃的高温腐蚀行为主要受离子扩散控制。在涂抹模拟煤灰环境下,材料的氧化增重依次为:Haynes 617Haynes 625Inconel 740HHaynes 120。Haynes 625与Haynes 617腐蚀产物为双层结构的氧化物,氧化内层主要为富Cr氧化膜,氧化外层主要成分为(Ni,Mn)Cr_2O_4;Inconel 740H与Haynes 120表面未见双层结构氧化物。结论氧化物结构与合金中铬元素含量有关,同时与合金中附加元素(如钴元素)的含量和行为有一定联系。四种高温合金抗高温腐蚀性能从大到小依次为:Haynes 120Inconel 740HHaynes 625Haynes 617。与以往研究相比,并未发现腐蚀产物中存在S,表明腐蚀过程中腐蚀产物中的S来自于SO_2气氛,而非煤灰中的硫酸盐。     

超临界二氧化碳环境中耐热材料的腐蚀行为研究

选取5种典型耐热材料T91、VM12、Super 304H、Inconel 617和Sanicro 25为实验材料,在600℃、15 MPa条件下进行超临界二氧化碳腐蚀实验.通过分析天平获得耐热材料增重量变化;利用拉曼光谱仪、X射线衍射仪和辉光放电光谱仪对耐热材料表面腐蚀产物进行物相和成分表征;利用电子显微镜进行表面和断面形貌观测,最后分析耐热材料的腐蚀行为.结果表明:T91和VM12符合抛物线型.腐蚀动力学规律,Super 304H、Inconel 617和Sanicro 25则增重量不明显,没有明显规律;增重量与耐热材料的Cr质量分数呈反比关系;在高温超临界二氧化碳环境中耐热材料发生了氧化和碳化反应;T91和VM12没有贫Cr现象,而Super 304H、Sanicro 25和Inconel 617则具有明显的贫Cr区域,且贫Cr区域厚度由小到大依次为:Inconel 617＜Sanicro 25＜Super 304H.     

超临界CO2动力循环高温材料腐蚀研究进展

超临界CO2动力循环具有效率高、结构紧凑、噪声小等优点,可应用于舰船动力、核电、光热发电等领域.该循环的长时运行依赖于工质与材料的相容性与化学稳定性.超临界CO2中典型耐热钢及合金的腐蚀特性方面已形成部分理论共识:铁素体耐热钢的抗腐蚀性能劣于奥氏体耐热钢及合金;超临界CO2中C的扩散反应形成复杂碳化物,在一定程度上降低了耐热钢及合金的高温强度;超临界CO2中的微量杂质H2O会加速耐热钢及合金的腐蚀;表面预氧化、渗铝和涂层等处理可提高耐热钢及合金的抗腐蚀性能.应力作用机制、蠕变疲劳交互作用、渗碳无损检测、定量诊断和腐蚀寿命预测将成为未来超临界CO2动力循环高温材料腐蚀深入研究的重点方向.     

两级低压引射器的结构设计与数值分析

引射器是目前家用燃气热水器、壁挂炉中燃烧器的重要组成部件,承担着两种以上介质相互引射及其混合的关键任务。首先对燃气燃烧器用的两级引射器进行了结构设计和优化,并对设计出的两种两级引射器进行了二维、稳态的数值模拟,探究了两级引射器内燃气和空气进行动量及质量交换的混合过程,采用质量引射系数和出口甲烷质量分数标准差系数来分别表征引射器的引射性能和混合性能,研究了引射器结构参数和运行参数对引射器性能的影响。研究表明,两种两级引射器均可以引射超过化学当量比的空气,第一级引射器混合段的长度存在最优值使引射器质量引射系数达到最大,当引射器其他参数相同时,优化后的两级引射器在不同背压下引射性能均有提升,在不同背压下混合性能有所降低,背压越高引射性能提升程度越大,混合性能降低程度越小。