Análise da aplicação do aço inoxidável na indústria de energia nova nos próximos 30 anos

Com o objetivo proposto de pico de carbono e neutralidade de carbono, a direção do futuro desenvolvimento da transição energética da China foi determinada. Novas fontes de energia substituirão gradualmente o carvão, reduzindo assim as emissões de dióxido de carbono e realizando a transição da China de alto carbono para baixo carbono.

O aço inoxidável é a nossa indústria emergente estratégica e indústria de fabricação de equipamentos atualizando material high-end, é a implementação da estratégia nacional de carbono duplo, material chave de transformação da estrutura de energia, está recebendo cada vez mais atenção.

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(1) A Aplicação do Aço Inoxidável na Geração de Energia

1. Geração de Energia Hidrelétrica

O impulsor da turbina hidráulica é feito de aço inoxidável e é aplicado na forma de fundição na fase inicial.

Devido ao desenvolvimento da turbina para grande capacidade e alta direção de queda, a fim de melhorar o desempenho do impulsor, produtos forjados foram adotados e o tipo de aço foi transferido do tipo Cr13 inicial para o aço 00Cr13Ni5Mo com boa soldabilidade.

Além disso, 0Cr18Ni9N(304N) e 2205 placas compostas de aço inoxidável duplex têm sido usadas com sucesso para alguns componentes resistentes à corrosão e ao desgaste em usinas hidrelétricas.

2. Geração de Energia Térmica

O problema importante da geração de energia térmica é melhorar a eficiência térmica.

A fim de melhorar a eficiência térmica das caldeiras das usinas termelétricas, equipamentos de grande escala e condições de vapor de alta temperatura e alta pressão são a direção de desenvolvimento inevitável.

Atualmente, as caldeiras subcríticas e super intermediárias foram industrializadas. Com o aumento da pressão e da temperatura, o material original do tubo de aço do superaquecedor não pode mais atender aos requisitos, e o aço inoxidável austenítico com boa resistência a altas temperaturas, como 321 e aço inoxidável 316, é usado em seu lugar.

 

(1) Tipo Cr12, 304, 310 série de aço inoxidável resistente ao calor para unidades de energia térmica ultra-supercríticas.

(2) Lâminas de turbina com tipo Cr13, lCr12Ni3Mo2Nb, 17-4PH; Haste, válvula deslizante, manga com infiltração de N 1Cr13; Mola com 3Cr13, 4Cr13; CF8C e assim por diante; Rotor X12Cr MoWVNb N10.1.1.

(3) Mola de pressão constante do gerador com 17-7PH.

(4) A superfície auto-nano melhora a resistência à oxidação do aço inoxidável 1Cr17.

3. Geração de Energia Nuclear

A usina nuclear envolve uma ampla gama de materiais, incluindo principalmente combustível nuclear, moderador de nêutrons, controle de reação nuclear e materiais de reflexão, refrigerante do reator e materiais da estrutura do reator. Entre eles, o aço inoxidável é usado principalmente como material de estrutura de reator.

Material de revestimento de combustível nuclear de usinas de energia nuclear, invólucro de pressão de reatores nucleares, componentes internos de reatores, tubo de transferência de calor de gerador de vapor e assim por diante são todos os principais materiais estruturais.

As ligas de aço e níquel tornaram-se o alvo da seleção de materiais estruturais para usinas nucleares devido à tecnologia de produção madura e fontes amplas.

 

De acordo com a introdução, o consumo de capacidade de geração de energia de 1 milhão de quilowatts de usinas nucleares mais de 50000 toneladas de aço, vaso de pressão do corpo do reator, componente de estaca, mecanismo de acionamento da haste de controle, equipamentos, componentes, peças da chave do sistema de circuito peças como aço e liga de níquel, seu número chega a milhares de toneladas, em termos de reator de água pressurizada e reator de água fervente, equipamentos e componentes em contato com o circuito primário de refrigerante, Mais de 90% são feitos de aço e níquel liga, e o aço inoxidável representa 80-90% do aço e liga de níquel

4. Geração de energia das marés

Muitos dispositivos estão sendo desenvolvidos para aproveitar a energia das ondas e das marés. Alguns dos protótipos usam aço inoxidável, que tem um longo histórico em ambientes de água do mar na indústria de petróleo e gás. Transferir conhecimento para essa nova energia se tornará ainda mais importante.

As ligas bifásicas e super bifásicas combinam resistência com resistência à corrosão e provavelmente desempenharão um papel importante neste ambiente de serviço hostil.

(1) Aço inoxidável resistente à corrosão da água do mar, aço inoxidável de alta resistência para geração de energia das ondas.

(2) Aço inoxidável de alta resistência 06 Cr17Ni7Ti0.8Al2 e 00Cr13Ni8Mo2Al para rolo de controle e trilha de barragem marítima de geração de energia maremotriz.

(3) Resistência à cavitação abrasiva da água do mar série de aço inoxidável.

5. Geração de energia solar

O aço inoxidável é um material natural para aplicações de energia solar, incluindo aquecedores solares de água, substratos para painéis fotovoltaicos de película fina (PV), painéis de suporte e conectores para painéis de luz de cristal e espelhos de grande área para sistemas de captação de sol.

 

(1) Aço inoxidável para placa de coleta de geração de energia solar, tanque de armazenamento, placa de fundo de favo de mel amorfa, placa plissada do trocador de calor e assim por diante.

(2) geração de energia solar térmica com resistência à corrosão média de troca de calor, baixo coeficiente de permeabilidade de hidrogênio com aço inoxidável econômico.

(3) absorção direta de energia solar de aço inoxidável amorfo.

(4) alta taxa de absorção de calor, menos energia de calor refletida, tratamento de superfície preta de aço inoxidável.

(5) O aquecedor solar de água usa AISI304, 444, Cr17Mo2Ti e B445J1M.

(6) Aço inoxidável AISI304 para filme flexível de eletrodo solar e substrato flexível para bateria.

6. MEquipamento de geração de energia de fluido magnético

 

(1) 00Cr26 Mol, 0Cr27 para o ânodo do canal de geração de energia de trios magnéticos a carvão, aço inoxidável resistente ao calor 02Cr27.5Al6.5RE para a China.

(2) Aço inoxidável e aço Fe-Cr-Al para materiais de parede fria de geração de energia MHD.

(3) Estrutura de enxofre magnético supercondutor, rotor gerador de fluido magnético, equipamento de transmissão para aço inoxidável não magnético de temperatura ultrabaixa.

7. Energia geotérmica

(1) Resistência a sulfeto, trocador de calor de água geotérmica de alta temperatura de ácido de íon cloreto com aço inoxidável econômico Mo.

(2) A resistência à corrosão é fraca, trocador de calor de água geotérmica de alta temperatura com aço inoxidável 0Cr13, lCr13.

(3) Aço inoxidável martensítico 0 Cr13 Ni5 Mo para o rotor da turbina da usina geotérmica.

8. Geração de energia residual

(1) Série de aço inoxidável e aço inoxidável resistente à abrasão para geração de energia por incineração de resíduos.

(2) Aço resistente ao calor de aço inoxidável para geração de energia em massa da planta.

(3) Tubo de superaquecimento de caldeira de geração de energia residual de alta eficiência 0Cr25 Ni20, 0Cr25 Ni20Nb0.4N, 0Cr22Ni25 Mo1.5Nb0.15N, 0Cr 25Ni13Mo1W, etc.

9. Células de Combustível

(1) Aço inoxidável Cr22Al 10 resistente ao calor para células de combustível de carbonato fundido.

(2) Super aço inoxidável para separadores de células de combustível de eletrólito de polímero.

(3) Aço inoxidável tratado pela tecnologia de filme para células a combustível sólido.

(4) XlNi Cr MoCu25.20.5, XlNi Cr Ni MoCu25.20.7, X2 Cr Ni Mn MoN 25.18.6.5 super aço inoxidável para placas bipolares de células de combustível de membrana de troca de prótons.

(5) placa de suporte de célula de combustível 500~700℃ AISI 430.

(6) Diferentes tipos de aço inoxidável para células a combustível criogênicas com polímeros como eletrólitos.

(7) Aço inoxidável RMG, 232J3 para células a combustível de óxido sólido.

(8) Aço inoxidável ferrítico de terceira geração para haste de interligação de célula de combustível.

(9) Aço inoxidável para substrato de célula solar de silício amorfo.

(10) material de placa composta de 0.3 mm de cobre sem oxigênio/aço inoxidável/tubo de vácuo grau Ni para bateria de micro botão.

(2) A aplicação de aço inoxidável no desenvolvimento de energia de hidrogênio

O uso de hidrogênio precisa começar com a produção de hidrogênio porque o hidrogênio raramente existe na natureza como uma substância simples, ele precisa ser produzido por processos industriais e todos os equipamentos de produção de hidrogênio requerem aço inoxidável.

Segundo informações relevantes, a Europa investirá mais de 750 bilhões de euros em dióxido de carbono em 2025. Entre agora e 2040, a energia do hidrogênio verde (que depende principalmente de energia livre de emissões, ou seja, eólica, solar (00591) e hidreletrólise) aumentou de 8.5 milhões de toneladas para 30 milhões de toneladas.

Grandes quantidades de aço inoxidável e ligas de níquel são usadas na produção, transporte, armazenamento e uso de hidrogênio. Os eletrolisadores que produzem hidrogênio verde requerem muito aço inoxidável e algumas ligas de níquel, como placas bipolares.

O transporte de longa distância e de alta capacidade e armazenamento de hidrogênio, como sistemas de terminais portuários, reboques e estações de reabastecimento, contêm alguns componentes de aço inoxidável e até mesmo de liga de níquel.

E de equipamentos de produção de hidrogênio para utilização de energia de hidrogênio precisa de aço inoxidável.

Após a liquefação, o hidrogênio precisa ser armazenado e transportado por caminhão, navio, reboque e oleoduto. As estações de hidrogênio usam aço inoxidável e podem precisar de hidrogênio para energia no futuro.

O hidrogênio também será usado como fonte de energia para caldeiras, usinas termelétricas, carros, ônibus, caminhões, trens, navios, empilhadeiras e outros veículos. A maioria dos componentes de geradores eletrolíticos e células de combustível é feita de aço inoxidável para transportar e armazenar hidrogênio por longas distâncias e em grandes volumes, como sistemas de terminais portuários, reboques e postos de abastecimento.

Essas instalações e ferramentas incluem algumas peças de aço inoxidável e até mesmo de liga de níquel. No processo de utilização do hidrogênio, existem componentes fixos de energia, unidades de cogeração e mais ligas de aço inoxidável e níquel. No futuro, as células de combustível serão mais usadas em ônibus, caminhões, trens, navios e empilhadeiras, e usarão mais placas bipolares, aço inoxidável e conjuntos de liga de níquel.

Conclusão

A médio e longo prazo (os próximos 30 anos, até 2050), a transição energética é a tendência do The Times.

É claro que o futuro da sociedade depende de fontes de energia novas e renováveis. Também está claro que o aço inoxidável será uma parte indispensável dessas tecnologias de produção.