我國西北地區最大百萬調峰機組應用納米高熵陶瓷涂層

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“十四五”以來，甘肅新能源呈現出規模化、集約化發展的強勁勢頭。截至2023年底，甘肅新能源裝機規模超過5000萬千瓦，占電力裝機比重超過60%，占比居全國第2。為實施清潔隴電外送，甘肅正在全面推動外送通道建設如隴電入魯、隴電入浙、隴電入川等。火電調峰是甘肅由“風光大省”向“風光強省”邁進的有效支撐。近期，中國科學院蘭州化學物理研究所高祥虎研究員團隊聯合甘肅電投常樂發電有限責任公司（以下簡稱常樂電廠），成功將納米高熵陶瓷涂層技術應用于國內在建規模最大的6×1000MW超超臨界機組，同時也是我國西北地區最大的調峰機組，為解決電站鍋爐輻射受熱面結焦、高溫腐蝕關鍵技術難題提供了有力支撐。相關論文發表于《熱力發電》。

高祥虎研究員表示，“新疆煤是甘肅等周邊省份火電企業主要燃用煤種，由于含有較高成分的堿金屬、氯元素或硫元素等，易導致鍋爐輻射受熱面結焦、高溫腐蝕、爆管、煤耗高等問題，嚴重影響電站鍋爐的安全性和經濟性，成為甘肅、新疆、青海乃至全國火電行業急需解決的關鍵技術難題；在中國科學院戰略性先導科技專項（A類）--‘煤炭清潔燃燒與低碳利用專項’的支持下，我們團隊研發的納米高熵防護與節能增效陶瓷涂層，突破了陶瓷材料防結焦、耐高溫腐蝕、紅外增效、高導熱率、熱膨脹系數可調等關鍵技術，同時具有降低煤耗、提高煤種適應性的多功能特點，可應用于大型調峰電站及其他常規電站。”

在常樂電廠的大力支持下，該材料先后在其2號、4號機組開展應用。經過一年多的運行實踐，爐膛內水冷壁管壁表面光滑致密、無結焦、附著物易清除，未出現凹坑和管壁減薄等腐蝕情況，充分證明了該技術優異的耐高溫腐蝕和防結焦性能。這一成果得到了西安熱工研究院有限公司現場檢測的認可，也獲得了行業權威專家的高度評價。

評審專家組一致認為，納米高熵陶瓷防護涂層防結焦、防腐蝕效果良好，具有較高的科研價值和工程應用前景。據悉，該技術將于2025年在甘肅超超臨界1000MW調峰機組開展大規模示范應用。項目研究成果將輻射推廣至新疆、青海、內蒙、貴州等省，為我國煤電向基礎性、支撐性、調節性電源轉型提供技術支撐。

該項研究成果標志著蘭州化物所在納米高熵陶瓷涂層技術得到了業界的廣泛認可。高祥虎研究員表示，“我們團隊將繼續面向國家‘碳達峰、碳中和’、新時代西部大開發戰略需求及中國科學院黨組關于搶占科技制高點要求，緊緊圍繞電站關鍵材料，開展需求導向研究，加強與央企和國企合作，推動相關技術的規模化應用，為能源新質生產力發展提供技術支撐。

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