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內(nèi)容簡介

　　隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人口的增長和城市化進程的加快，城市生活垃圾產(chǎn)量也在急劇增加；同時，生活垃圾的無害化處理也得到了相應(yīng)的發(fā)展，形成了以焚燒發(fā)電為主的處理方式。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和行業(yè)變化，我國生活垃圾焚燒處理裝備向著大型化、高參數(shù)的方向邁進，同時，對焚燒系統(tǒng)的高效、低碳、穩(wěn)定運行提出了更高的要求。我國自1987年開始從國外引進垃圾發(fā)電技術(shù)，深圳市首s次新建的垃圾發(fā)電廠開始營業(yè)，自此，國內(nèi)的垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)后來居上，邁上了快車道。特別是近年來，隨著我國“碳達峰-碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)的提出，垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)發(fā)展迅猛。垃圾焚燒發(fā)電裝機容量由2016年的549萬千瓦增至2021年的1729萬千瓦，目前垃圾電站的裝機容量和垃圾年處理量均列世界第d一。包括水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器在內(nèi)的鍋爐四管是鍋爐組件中重要的熱量交換部件。由于城市生活垃圾中的氯、硫、堿金屬等是不可能消除的成分，因此在垃圾焚燒過程中，鍋爐四管金屬受熱面受到嚴重的高溫腐蝕難以避免。隨著垃圾焚燒爐中蒸汽參數(shù)逐漸提高，對于鍋爐受熱面防腐的要求也愈加嚴格。當(dāng)管壁金屬或涂層由于腐蝕脫落或使管壁減薄到一定程度時，管內(nèi)的高壓水汽會沖出即出現(xiàn)高壓泄漏甚至爆管，迫使鍋爐非計劃停機維護，不僅會造成嚴重的安全隱患，也會對發(fā)電效率以及垃圾發(fā)電經(jīng)濟性都會造成極大影響。因此，一直以來垃圾鍋爐的高溫腐蝕防護問題，成為阻礙垃圾發(fā)電行業(yè)發(fā)展的瓶頸，嚴重制約了我國垃圾處理環(huán)保產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，也是擺在我國垃圾焚燒發(fā)電領(lǐng)域科技人員面前亟待解決的問題。多年來，我國該領(lǐng)域的科技人員為此做出了艱苦的努力，取得了不少研究成果。本書是在吸收了近年來國內(nèi)外垃圾發(fā)電高溫防腐領(lǐng)域研究的基礎(chǔ)上，重點對作者多年來的研究成果進行了闡述，旨在為相關(guān)科技人員開發(fā)鍋爐高溫防腐新技術(shù)提供基礎(chǔ)。本書共分七章，內(nèi)容主要包括垃圾電站鍋爐高溫腐蝕現(xiàn)狀與理論、垃圾電站鍋爐防腐技術(shù)與發(fā)展、垃圾電站鍋爐合金涂層的材料體系及特性、垃圾電站鍋爐合金涂層的高溫腐蝕特性、垃圾電站鍋爐重熔涂層技術(shù)、垃圾焚燒鍋爐的防腐優(yōu)化設(shè)計及應(yīng)用等。

作者簡介

　　龍吉生，男，1966年生于江西省吉安市吉水縣，1988年政府公派日本留學(xué)并于1994年獲工學(xué)博士學(xué)位。在日本技術(shù)開發(fā)株式會社工作15年后，于2008年底回國創(chuàng)業(yè)，創(chuàng)立了上?？岛悱h(huán)境股份有限公司。現(xiàn)任上?？岛悱h(huán)境股份有限公司董事長兼首席科學(xué)家，日本福岡大學(xué)客座教授，國務(wù)院政府特殊津貼獲得者，國家重點研發(fā)計劃首席科學(xué)家。是上海市領(lǐng)軍人才，住建部科技委城市環(huán)境衛(wèi)生專委會委員，國家發(fā)展改革委PPP專家，住建部可持續(xù)發(fā)展與資環(huán)專委會委員，住建部可持續(xù)發(fā)展與資源環(huán)境專家委員會委員。從事固廢處理技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用近30年，在日期間主持了日本巖手、新瀉、宮崎等多個垃圾焚燒項目，回國后主持開發(fā)了新一代爐排爐焚燒技術(shù)，該技術(shù)與裝備在國內(nèi)占據(jù)超過1/3的市場份額。帶領(lǐng)康恒環(huán)境在全國已投資建設(shè)約70余座垃圾焚燒發(fā)電項目，處理垃圾規(guī)模約10萬噸/日。曾獲國家科學(xué)技術(shù)進步二等獎（公司）1項（2013）、教j育y部科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎1項（2012）、華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)獎一、二等獎各1項（2011、2020），曾獲日中科學(xué)技術(shù)交流協(xié)會“天田科學(xué)技術(shù)研究獎”（1991）和日本廢棄物技術(shù)咨詢顧問協(xié)會“有功獎”（2001）等。已發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇，參編著作4部，授權(quán)專利96項，其中發(fā)明專利15項。參編《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485-2014）等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范6項。

圖書目錄

序
前言

1 概述 1
1.1 我國生活垃圾產(chǎn)生及處理現(xiàn)狀 1
1.1.1 生活垃圾的產(chǎn)生及性質(zhì) 1
1.1.2 生活垃圾的處理現(xiàn)狀 5
1.2 生活垃圾焚燒技術(shù)發(fā)展及難點 9
1.2.1 垃圾焚燒大型化及蒸汽高參數(shù)化發(fā)展 9
1.2.2 鍋爐長周期安全穩(wěn)定運行的需求凸顯 15
參考文獻 19
2 垃圾焚燒鍋爐高溫腐蝕現(xiàn)狀與理論 21
2.1 背景及意義 21
2.1.1 垃圾焚燒鍋爐受熱面爆管現(xiàn)狀 21
2.1.2 垃圾焚燒鍋爐的高溫腐蝕問題 24
2.1.3 垃圾焚燒鍋爐高溫防腐的迫切性 25
2.2 垃圾焚燒鍋爐高溫腐蝕類型 26
2.2.1 含氯氣體引起的腐蝕 26
2.2.2 固態(tài)堿金屬氯化物引起的腐蝕 26
2.2.3 熔融態(tài)堿金屬氯化物引起的腐蝕 27
2.3 垃圾焚燒鍋爐高溫腐蝕產(chǎn)物 28
2.3.1 垃圾焚燒鍋爐管壁的腐蝕產(chǎn)物 28
2.3.2 氯化腐蝕的基本過程 30
2.4 垃圾焚燒鍋爐高溫腐蝕機理 31 2.4.1 高溫腐蝕的規(guī)律 31
2.4.2 高溫氯腐蝕微觀過程 32
2.4.3 高溫腐蝕的影響因素 33
2.5 高溫腐蝕速度規(guī)律 36
2.5.1 腐蝕速度與管壁溫度間的關(guān)系 36
2.5.2 腐蝕速度的主要影響因素 40
2.5.3 高溫腐蝕速率小結(jié) 46
參考文獻 48
3 垃圾焚燒鍋爐防腐涂層技術(shù)與發(fā)展 50
3.1 垃圾焚燒鍋爐管基材 51
3.2 基于制備工藝的防腐涂層體系 54
3.2.1 熱噴涂技術(shù) 55
3.2.2 堆焊技術(shù) 64
3.2.3 感應(yīng)熔焊技術(shù) 67
3.2.4 滲鋁涂層技術(shù) 70
3.2.5 納米陶瓷涂層技術(shù) 72
3.2.6 激光熔覆涂層技術(shù) 74
3.3 涂層材料體系設(shè)計及其協(xié)同發(fā)展 76
3.3.1 合金材料體系 77
3.3.2 金屬陶瓷材料體系 77
3.3.3 涂層工藝與材料的協(xié)同發(fā)展 77
參考文獻 79
4 垃圾焚燒鍋爐防腐涂層的材料體系及特性 85
4.1 高溫防腐合金 85
4.1.1 鎳基高溫耐蝕合金 85
4.1.2 Ni
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Cr 型耐蝕合金 88
4.1.3 Ni
?
Mo 型耐蝕合金 88
4.1.4 Ni
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Cr
?
Mo 系耐蝕合金 89
4.2 Ni
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Crx
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Mo 系高溫耐蝕合金涂層 89
4.2.1 Ni
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Crx
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Mo 系高溫耐蝕合金涂層制備 89
4.2.2 Ni
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Crx
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Mo 系耐蝕合金涂層顯微硬度分析 91
4.2.3 Ni
?
Crx
?
Mo 系耐蝕合金涂層顯微組織分析 91
4.2.4 Ni
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Crx
?
Mo 系高溫耐蝕合金涂層電化學(xué)測試分析 98 4.3 Ni
?
Cr
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Mox 系高溫耐蝕合金涂層 101
4.3.1 Ni
?
Cr
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Mox 系高溫耐蝕合金涂層制備 101
4.3.2 Ni
?
Cr
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Mox 系高溫耐蝕合金涂層組織 102
4.3.3 Ni
?
Cr
?
Mox 系高溫耐蝕合金浸泡腐蝕性能 104
參考文獻 114
5 垃圾焚燒鍋爐防腐涂層的高溫腐蝕特性 117
5.1 Ni
?
Cr
?
Mo 系合金涂層的高溫氯腐蝕特性 117
5.1.1 Ni
?
Cr
?
Mo 系合金涂層高溫腐蝕試驗設(shè)計 117
5.1.2 高溫堿金屬氯化物熔鹽腐蝕實驗 118
5.1.3 TP347H 不銹鋼的高溫氯腐蝕 121
5.1.4 Ni
?
Cr
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Mo 系鎳基合金的高溫氯腐蝕 127
5.1.5 Ni
?
Cr
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Mo 系鎳基合金涂層的高溫氯腐蝕 132
5.1.6 Ni
?
Cr
?
Mo 系鎳基合金涂層的高溫腐蝕機理 137
5.1.7 Ni
?
Cr
?
Mo 系合金涂層的高溫氯腐蝕特性總結(jié) 140
5.2 高 Mo/W 系 Ni
?
Cr
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Mo 合金涂層的高溫氯/硫腐蝕特性 141
5.2.1 高 Mo/W 系 Ni
?
Cr
?
Mo 合金涂層的制備 141
5.2.2 高溫氯硫?qū)嶒炦^程 142
5.2.3 TP347H 不銹鋼的高溫氯硫腐蝕 144
5.2.4 NiCr17Mo 合金涂層的高溫氯硫腐蝕特性 150
5.2.5 NiCrMo10W 系合金涂層的高溫氯硫腐蝕特性 156
5.2.6 高 Mo/W 系 Ni
?
Cr
?
Mo 合金涂層的高溫氯硫腐蝕機理 162
5.2.7 高 Mo/W 系 Ni
?
Cr
?
Mo 合金涂層的高溫氯硫腐蝕特性總結(jié) 166
參考文獻 167
6 垃圾焚燒余熱鍋爐受熱面重熔涂層技術(shù)研究 172
6.1 二次重熔技術(shù) 172
6.1.1 應(yīng)用背景 172
6.1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 173
6.2 耐垃圾焚燒煙氣重熔涂層的制備工藝 175
6.2.1 實驗材料 176
6.2.2 熱噴涂層的制備 176
6.2.3 涂層的二次重熔 177
6.3 重熔涂層的實驗方法 180
6.3.1 測試方法 180 6.3.2 物相分析 182
6.4 重熔涂層的顯微組織與元素分布 185
6.4.1 火焰噴涂 185
6.4.2 火焰重熔 187
6.4.3 激光重熔 194
6.4.4 感應(yīng)重熔 197
6.4.5 小結(jié) 201
6.5 重熔涂層的顯微硬度 202
6.5.1 火焰重熔層的顯微硬度 202
6.5.2 激光重熔層的顯微硬度 203
6.5.3 感應(yīng)重熔層的顯微硬度 203
6.6 重熔涂層的高溫腐蝕特性 204
6.7 二次重熔工藝對比 210
6.8 感應(yīng)重熔涂層的工程應(yīng)用 212
參考文獻 216
7 垃圾焚燒鍋爐的防腐優(yōu)化設(shè)計及應(yīng)用 219
7.1 高參數(shù)余熱鍋爐防腐設(shè)計現(xiàn)狀及趨勢 219
7.1.1 主蒸汽參數(shù)對防腐設(shè)計的影響 219
7.1.2 綜合經(jīng)濟效益分析 226
7.2 典型垃圾焚燒鍋爐防腐工程應(yīng)用案例及分析 228
7.2.1 我國南部某垃圾焚燒發(fā)電項目 228
7.2.2 我國北部某垃圾焚燒發(fā)電項目 257
參考文獻 273
后記 276