不鏽鋼在能源發電中的應用

不鏽鋼在能源發電中的應用

隨時獲得能源和電力是現代社會的基礎。在過去的一個世紀，不鏽鋼在燃料開采和發電領域都起到了重要作用；生產更加“綠色”的能源對不鏽鋼的需求會更大。

隨時獲得能源和電力是現代社會的基礎。在過去的一個世紀，不鏽鋼在燃料開采和發電領域都起到了重要作用；生產更加“綠色”的能源對不鏽鋼的需求會更大。

今天，我們從更加困難的資源環境裡開采石油和天然氣，這常常意味著液體又“酸”又“熱”（含硫化氫），並且可能含氯化物。通常要用不鏽鋼來應對這些腐蝕環境，使用的合金類型從316L (S31603)到雙相鋼和超級雙相鋼，甚至還要用鎳基合金。近海油氣平台使用不鏽鋼，因為它們能抗海水腐蝕。液化天然氣的典型儲存溫度是 -162°C，它的儲罐和管道一般都用304L(UNS S30403)。即使在更低的溫度下，304L仍能保持高延展性。

1、水力發電

在水力發電中，水輪機葉片常常采用可硬化不鏽鋼如410NiMo (S41500) 或一種 16Cr-5 Ni- 1.5Mo 合金 (EN 1.4418,無 UNS號碼)製造。大壩閘門常用304L或316L不鏽鋼製造，而滾軸導軌則由一種沉澱硬化型不鏽鋼如17-4PH (S17400)製造。

2、燃燒發電

不鏽鋼在燃煤發電廠有很多用途。既在高溫燃燒部分，也用於較低溫度環境的腐蝕防護。在過去的35年裡，不鏽鋼被用於煙氣清潔係統，與鎳基合金一起發揮作用，降低二氧化硫的排放。近年來，它已用於降低汞的水平。含鉻10.5%的鐵素體不鏽鋼 (如 UNSS40977或 EN 1.4003)被用於運輸成百萬噸的煤，特彆是通過鐵路貨運車廂。這種不鏽鋼和304 (S30400)都被用作滑道運煤，磨損是這種運輸方法的一個難題。

燃燒天然氣發電的電廠對汽輪機工作的使用更像噴氣發動機對它的使用方法。汽輪機本身使用鎳基合金，而很多其它部件如再熱器外殼則使用301 (S30100)和321 (S32100)製造。

從化石燃料燃燒發電排放的氣體中捕捉和貯存碳的技術尚在開發之中。然而很清楚的是，某些設計要求使用大量的不鏽鋼。例如，可以去除二氧化碳的胺洗滌器可能就需要用到種類廣泛的不鏽鋼：316L, 410NiMo, 347(S34700), 2205雙相鋼(S32205), 904L (N08904)和6%Mo係列(如 S31254 或N08367)。

3、核能發電

雖然核電領域與化石燃料發電廠有很多共同之處，但仍有一些與核廢料有關的特殊用途。在運輸過程中，為讓核廢料放射出的中子減速，要用到一種含至少0.5% 硼的改版304 (S30462)。名為NAG（硝酸級）的特殊改版304L則用於燃料再處理。

4、潮汐能發電

很多利用波浪和潮汐能的設備都正處在開發之中。其中的一些原型設備用到不鏽鋼，這些不鏽鋼在石油天然氣工業中有著長期的海水環境使用記錄。把知識傳遞到這種新能源領域將變得愈加重要。雙相和超級雙相合金把強度與耐蝕性結合到一起，將很可能在這種苛刻的使用環境中起到重要的作用。

5、太陽能發電

不鏽鋼是太陽能利用的天然材料。用途包括太陽能熱水器、薄膜光電(PV)池板的基底層、晶體光電池板的支持板和連接器以及陽光收集係統的大麵積反射鏡。生物燃料行業(7)已經在受益於不鏽鋼具有的耐蝕和耐熱性能。在厭氧消化時，304不鏽鋼就用於大型消化池及相聯的管道係統。304還廣泛用於從玉米或甘蔗中提取乙醇的生產。316L用於更為腐蝕的環境。因為不鏽鋼在高溫時具有高強度和耐蝕性，因此被用於這一領域的各種熱態工藝中。

其它正在開發中的使用了不鏽鋼的技術包括燃料電池、廢棄物轉化能源、地熱、核聚變及能量儲存。社會的未來依賴於**和可再生能源，這一點是明確的，同樣明確的是不鏽鋼將是這些生產技術中不可缺少的一個部分。