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| 內容簡介： |
随着我国经济的快速发展，人口的增长和城市化进程的加快，城市生活垃圾产量也在急剧增加；同时，生活垃圾的无害化处理也得到了相应的发展，形成了以焚烧发电为主的处理方式。随着技术的不断发展和行业变化，我国生活垃圾焚烧处理装备向着大型化、高参数的方向迈进，同时，对焚烧系统的高效、低碳、稳定运行提出了更高的要求。
我国自1987年开始从国外引进垃圾发电技术，深圳市首s次新建的垃圾发电厂开始营业，自此，国内的垃圾焚烧发电技术后来居上，迈上了快车道。特别是近年来，随着我国“碳达峰-碳中和”战略目标的提出，垃圾焚烧发电技术发展迅猛。垃圾焚烧发电装机容量由2016年的549万千瓦增至2021年的1729万千瓦，目前垃圾电站的装机容量和垃圾年处理量均列世界第d一。包括水冷壁、过热器、再热器、省煤器在内的锅炉四管是锅炉组件中重要的热量交换部件。由于城市生活垃圾中的氯、硫、碱金属等是不可能消除的成分，因此在垃圾焚烧过程中，锅炉四管金属受热面受到严重的高温腐蚀难以避免。随着垃圾焚烧炉中蒸汽参数逐渐提高，对于锅炉受热面防腐的要求也愈加严格。
当管壁金属或涂层由于腐蚀脱落或使管壁减薄到一定程度时，管内的高压水汽会冲出即出现高压泄漏甚至爆管，迫使锅炉非计划停机维护，不仅会造成严重的安全隐患，也会对发电效率以及垃圾发电经济性都会造成极大影响。因此，一直以来垃圾锅炉的高温腐蚀防护问题，成为阻碍垃圾发电行业发展的瓶颈，严重制约了我国垃圾处理环保产业的快速发展，也是摆在我国垃圾焚烧发电领域科技人员面前亟待解决的问题。多年来，我国该领域的科技人员为此做出了艰苦的努力，取得了不少研究成果。本书是在吸收了近年来国内外垃圾发电高温防腐领域研究的基础上，重点对作者多年来的研究成果进行了阐述，旨在为相关科技人员开发锅炉高温防腐新技术提供基础。
本书共分七章，内容主要包括垃圾电站锅炉高温腐蚀现状与理论、垃圾电站锅炉防腐技术与发展、垃圾电站锅炉合金涂层的材料体系及特性、垃圾电站锅炉合金涂层的高温腐蚀特性、垃圾电站锅炉重熔涂层技术、垃圾焚烧锅炉的防腐优化设计及应用等。
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| 關於作者： |
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龙吉生，男，1966年生于江西省吉安市吉水县，1988年政府公派日本留学并于1994年获工学博士学位。在日本技术开发株式会社工作15年后，于2008年底回国创业，创立了上海康恒环境股份有限公司。现任上海康恒环境股份有限公司董事长兼首席科学家，日本福冈大学客座教授，国务院政府特殊津贴获得者，国家重点研发计划首席科学家。是上海市领军人才，住建部科技委城市环境卫生专委会委员，国家发展改革委PPP专家，住建部可持续发展与资环专委会委员，住建部可持续发展与资源环境专家委员会委员。从事固废处理技术研发和应用近30年，在日期间主持了日本岩手、新泻、宫崎等多个垃圾焚烧项目，回国后主持开发了新一代炉排炉焚烧技术，该技术与装备在国内占据超过1/3的市场份额。带领康恒环境在全国已投资建设约70余座垃圾焚烧发电项目，处理垃圾规模约10万吨/日。曾获国家科学技术进步二等奖（公司）1项（2013）、教j育y部科学技术进步奖一等奖1项（2012）、华夏建设科学技术奖一、二等奖各1项（2011、2020），曾获日中科学技术交流协会“天田科学技术研究奖”（1991）和日本废弃物技术咨询顾问协会“有功奖”（2001）等。已发表学术论文40余篇，参编著作4部，授权专利96项，其中发明专利15项。参编《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2014）等标准规范6项。
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| 目錄：
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序
前言
1 概述 1
1.1 我国生活垃圾产生及处理现状 1
1.1.1 生活垃圾的产生及性质 1
1.1.2 生活垃圾的处理现状 5
1.2 生活垃圾焚烧技术发展及难点 9
1.2.1 垃圾焚烧大型化及蒸汽高参数化发展 9
1.2.2 锅炉长周期安全稳定运行的需求凸显 15
参考文献 19
2 垃圾焚烧锅炉高温腐蚀现状与理论 21
2.1 背景及意义 21
2.1.1 垃圾焚烧锅炉受热面爆管现状 21
2.1.2 垃圾焚烧锅炉的高温腐蚀问题 24
2.1.3 垃圾焚烧锅炉高温防腐的迫切性 25
2.2 垃圾焚烧锅炉高温腐蚀类型 26
2.2.1 含氯气体引起的腐蚀 26
2.2.2 固态碱金属氯化物引起的腐蚀 26
2.2.3 熔融态碱金属氯化物引起的腐蚀 27
2.3 垃圾焚烧锅炉高温腐蚀产物 28
2.3.1 垃圾焚烧锅炉管壁的腐蚀产物 28
2.3.2 氯化腐蚀的基本过程 30
2.4 垃圾焚烧锅炉高温腐蚀机理 31 2.4.1 高温腐蚀的规律 31
2.4.2 高温氯腐蚀微观过程 32
2.4.3 高温腐蚀的影响因素 33
2.5 高温腐蚀速度规律 36
2.5.1 腐蚀速度与管壁温度间的关系 36
2.5.2 腐蚀速度的主要影响因素 40
2.5.3 高温腐蚀速率小结 46
参考文献 48
3 垃圾焚烧锅炉防腐涂层技术与发展 50
3.1 垃圾焚烧锅炉管基材 51
3.2 基于制备工艺的防腐涂层体系 54
3.2.1 热喷涂技术 55
3.2.2 堆焊技术 64
3.2.3 感应熔焊技术 67
3.2.4 渗铝涂层技术 70
3.2.5 纳米陶瓷涂层技术 72
3.2.6 激光熔覆涂层技术 74
3.3 涂层材料体系设计及其协同发展 76
3.3.1 合金材料体系 77
3.3.2 金属陶瓷材料体系 77
3.3.3 涂层工艺与材料的协同发展 77
参考文献 79
4 垃圾焚烧锅炉防腐涂层的材料体系及特性 85
4.1 高温防腐合金 85
4.1.1 镍基高温耐蚀合金 85
4.1.2 Ni
Cr 型耐蚀合金 88
4.1.3 Ni
Mo 型耐蚀合金 88
4.1.4 Ni
Cr
Mo 系耐蚀合金 89
4.2 Ni
Crx
Mo 系高温耐蚀合金涂层 89
4.2.1 Ni
Crx
Mo 系高温耐蚀合金涂层制备 89
4.2.2 Ni
Crx
Mo 系耐蚀合金涂层显微硬度分析 91
4.2.3 Ni
Crx
Mo 系耐蚀合金涂层显微组织分析 91
4.2.4 Ni
Crx
Mo 系高温耐蚀合金涂层电化学测试分析 98 4.3 Ni
Cr
Mox 系高温耐蚀合金涂层 101
4.3.1 Ni
Cr
Mox 系高温耐蚀合金涂层制备 101
4.3.2 Ni
Cr
Mox 系高温耐蚀合金涂层组织 102
4.3.3 Ni
Cr
Mox 系高温耐蚀合金浸泡腐蚀性能 104
参考文献 114
5 垃圾焚烧锅炉防腐涂层的高温腐蚀特性 117
5.1 Ni
Cr
Mo 系合金涂层的高温氯腐蚀特性 117
5.1.1 Ni
Cr
Mo 系合金涂层高温腐蚀试验设计 117
5.1.2 高温碱金属氯化物熔盐腐蚀实验 118
5.1.3 TP347H 不锈钢的高温氯腐蚀 121
5.1.4 Ni
Cr
Mo 系镍基合金的高温氯腐蚀 127
5.1.5 Ni
Cr
Mo 系镍基合金涂层的高温氯腐蚀 132
5.1.6 Ni
Cr
Mo 系镍基合金涂层的高温腐蚀机理 137
5.1.7 Ni
Cr
Mo 系合金涂层的高温氯腐蚀特性总结 140
5.2 高 Mo/W 系 Ni
Cr
Mo 合金涂层的高温氯/硫腐蚀特性 141
5.2.1 高 Mo/W 系 Ni
Cr
Mo 合金涂层的制备 141
5.2.2 高温氯硫实验过程 142
5.2.3 TP347H 不锈钢的高温氯硫腐蚀 144
5.2.4 NiCr17Mo 合金涂层的高温氯硫腐蚀特性 150
5.2.5 NiCrMo10W 系合金涂层的高温氯硫腐蚀特性 156
5.2.6 高 Mo/W 系 Ni
Cr
Mo 合金涂层的高温氯硫腐蚀机理 162
5.2.7 高 Mo/W 系 Ni
Cr
Mo 合金涂层的高温氯硫腐蚀特性总结 166
参考文献 167
6 垃圾焚烧余热锅炉受热面重熔涂层技术研究 172
6.1 二次重熔技术 172
6.1.1 应用背景 172
6.1.2 国内外研究现状 173
6.2 耐垃圾焚烧烟气重熔涂层的制备工艺 175
6.2.1 实验材料 176
6.2.2 热喷涂层的制备 176
6.2.3 涂层的二次重熔 177
6.3 重熔涂层的实验方法 180
6.3.1 测试方法 180 6.3.2 物相分析 182
6.4 重熔涂层的显微组织与元素分布 185
6.4.1 火焰喷涂 185
6.4.2 火焰重熔 187
6.4.3 激光重熔 194
6.4.4 感应重熔 197
6.4.5 小结 201
6.5 重熔涂层的显微硬度 202
6.5.1 火焰重熔层的显微硬度 202
6.5.2 激光重熔层的显微硬度 203
6.5.3 感应重熔层的显微硬度 203
6.6 重熔涂层的高温腐蚀特性 204
6.7 二次重熔工艺对比 210
6.8 感应重熔涂层的工程应用 212
参考文献 216
7 垃圾焚烧锅炉的防腐优化设计及应用 219
7.1 高参数余热锅炉防腐设计现状及趋势 219
7.1.1 主蒸汽参数对防腐设计的影响 219
7.1.2 综合经济效益分析 226
7.2 典型垃圾焚烧锅炉防腐工程应用案例及分析 228
7.2.1 我国南部某垃圾焚烧发电项目 228
7.2.2 我国北部某垃圾焚烧发电项目 257
参考文献 273
后记 276
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| 內容試閱：
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随着我国经济的快速发展、人口的增长和城市化进程的加快，城市生活垃圾产量也在急剧增加；同时，生活垃圾的无害化处理也得到了相应的发展，形成了以焚烧发电为主的处理方式。随着技术的不断发展和行业变化，我国生活垃圾焚烧处理装备向着大型化、高参数的方向迈进，同时，对焚烧系统的高效、低碳、稳定运行提出了更高的要求。 1987 年，我国开始从国外引进垃圾焚烧发电技术，深圳市首个新建的垃圾焚烧发电厂开始营业。进入 21 世纪，国内的垃圾焚烧发电技术后来居上，迈上了快车道。特别是近年来，随着我国“碳达峰碳中和”战略目标的提出，垃圾焚烧发电技术发展迅猛。垃圾焚烧发电装机容量由 2016 年的 549kW 增至 2022 年的 2386kW，垃圾日处理量由 2016 年的 25.6 万 t/d 增至 2022 年的 97.8 万 t/d。目前，垃圾电站的装机容量和垃圾日处理量均列世界第一。由于城市生活垃圾中的氯、硫、碱金属等是不可能消除的成分，因此在垃圾焚烧过程中，锅炉四管（水冷壁、过热器、再热器、省煤器）金属受热面难以避免受到严重的高温腐蚀。随着垃圾焚烧炉中蒸汽参数逐渐提高，对于锅炉受热面防腐的要求也越加严格。 当管壁金属或涂层由于腐蚀脱落，使管壁减薄到一定程度时，管内的高压水汽会冲出，即出现高压泄漏甚至爆管，迫使锅炉非计划停机维护。管壁腐蚀不仅会造成严重的安全隐患，也会对发电效率及经济性造成极大影响。因此，垃圾焚烧锅炉的高温腐蚀防护问题成为阻碍垃圾发电行业发展的瓶颈，严重制约了我国垃圾处理环保产业的快速发展，也是摆在我国垃圾焚烧发电领域科技人员面前亟待解决的问题。多年来，我国该领域的科技人员为此做出了艰苦的努力，取得了不少研究成果。本书是在吸收了近年来国内外垃圾焚烧余热锅炉高温防腐领域研究的基础上，重点对作者多年来的研究成果进行了阐述，旨在为相关科技人员开发锅炉高温防腐新技术提供基础。 本书共分为七章，内容主要包括概述、垃圾焚烧锅炉高温腐蚀现状与理论、垃圾焚烧锅炉防腐涂层技术与发展、垃圾焚烧锅炉防腐涂层的材料体系及特性、垃圾焚烧锅炉防腐涂层的高温腐蚀特性、垃圾焚烧余热锅炉受热面重熔涂层技术研究、垃圾焚烧锅炉的防腐优化设计及应用等。本书可作为新能源技术和表面工程与技术等专业科技人员参考，又可作为相关专业的研究生、本科生的选修或参考教材。 本书由龙吉生、曲作鹏、刘亚成撰写，参与撰写工作的还有焦学军、白力、杜海亮、高峰、龚越、祖道华、韩建国、王永田、黄一茹、王琬丽。 锅炉防腐团队由上海康恒环境股份有限公司和华北电力大学曲作鹏教授团队组成，作者衷心感谢锅炉防腐团队在本书撰写过程中持续提供技术支持。特别感谢华北电力大学刘吉臻院士在本书成稿过程中提出的许多宝贵建议。 限于编者水平，书中难免存在不妥之处，恳请读者和专家批评指正。 作 者 2023 年 12 月
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