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鈦在能源上的應用

2015-04-23 11:34    瀏覽:502    評論:0
IP屬地 陜西
  在煤炭、電力(核電和火電)、油氣和太陽能等工業中得到了應用。
  (1)煤矸石的利用是變廢為寶的創舉。煤矸石是采煤中的廢棄物,估計全國已有數億噸之巨。我國從1972年就開始利用煤矸石生產氯化鋁或硫酸鋁。在更新工藝中,不銹鋼濃縮器的腐蝕相當嚴重,我國自制鈦反應釜、攪拌器和盤管加熱器(氯化鋁用)和濃縮加熱器(硫酸鋁用)已有十年以上的運轉實踐。
  (2)濱海電站凝汽器用薄壁鈦管。60年代之前均采用鋁黃銅或B30白銅管,隨著海水污染日趨嚴重,使用壽命明顯下降。早在60年代英國就已使用全鈦凝汽器,70年代日本推出薄壁(0.3-0.5mm)焊接鈦管的凝汽器,成本大幅度下降。直至1987年,工業發達國家已有30%采用鈦凝汽器。由于核電站對于安全運行可靠性要求特別高,所以尤其重視鈦凝汽器的使用,大部分采用薄壁焊接鈦管和無縫鈦管。我國在70年代后期開始試驗國產鈦管。1983年以來,先后在浙江臺州電廠、上海金山熱電廠、浙江鎮海電廠等9個電廠采用18臺全鈦凝汽器,共用鈦管700t,使用效果十分理想。
  (3)油氣鉆采中,英國在深600m、262℃的含5%H2S和25%NaCl中,使用了鈦制鉆采設備。前蘇聯采用了鈦泵、鈦閥和鈦制沖洗鹽水設備。我國在天然氣井口為解決600—700atm的高溫H2S、C02和水蒸汽的腐蝕,使用了Ti-6Al—4V的閥板、閥座和閥桿,長期使用效果甚好。      (4)海上油氣開采要長期承受海水腐蝕和應力腐蝕。國外廣泛采用Ti-6Al—4V作為石油平臺支柱、繩索支架、海水循環加壓系統的高壓泵、提升管及聯結器等。因為Ti-6A1-4V不僅耐海水腐蝕,而且具有高韌性、高屈服強度和高疲勞極限。最近國外選擇鈦的預應力采油管接頭,這種接頭組裝簡便快捷、重量輕,并保持彈性密封性,鈦是最佳的優選材料。我國的海洋石油工業正進入大規模開發階段,當前平臺的結構件和關鍵部件及設備均從國外進口,國內材料很少應用。但可以預期,鈦將會在這里找到廣闊的市場。
  (5)核電站放射性廢物蒸發器的操作溫度高于130℃,濃縮時還有產生沉積物而發生縫隙腐蝕的可能性。因此,蒸發器的最佳材料應是Ti-6Al-4V,在承受高壓的情況下可以選用Ti-15Al-2.5Sn。
  (6)汽輪機透平葉片原用0Crl3不銹鋼,由于在沉積物中有縫隙腐蝕和點蝕問題,疲勞壽命下降。鈦合金是最理想的材料。前蘇聯開發出了Ti—5Al—2.5Sn蒸汽透平長葉片,并已推廣應用于生產。近年來美、日等國傾向于使用Ti-6Al—4V。
  (7)電站鍋爐水的脫鹽裝置,不論電滲析淡化還是蒸餾法除鹽,鈦設備鈦陽極均是理想的材料。在凝聚沉降法除去水中膠體雜質系統中也成功地使用了鈦制溶解槽和加熱器。
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