金属陶瓷发热体电阻温度系数的高效测定研究

采用了一种全新的方法对金属陶瓷发热体的电阻温度系数(Temperature Coefficient of Resistance,TCR)进行检测。该法利用外加电源对发热体进行动态升温,并连续监测发热体的温度和阻值变化,通过最小二乘法拟合电阻-温度数据,进行数学计算得到TCR值。研究进一步分析了影响检测稳定性的因素,包括红外聚焦方法、测温点位置、连接点位置及输出电压的选择,并验证了新方法测得的数据准确性与重复性。结果表明,新方法与国标法测试结果基本一致,但具有检测时间短、检测限高、检测数据点多等优势,适用于快速批量测试金属陶瓷发热体的TCR值。

耐熔锌腐蚀材料及热镀锌内加热技术

实现内加热方式的关键是解决耐锌蚀材料问题。研制开发的耐锌蚀金属复层材料 ,经试验证明与熔锌不润湿、不互溶、不被熔锌所腐蚀 ,其耐熔锌腐蚀寿命可与无机陶瓷材料相媲美 ,强度和韧性又远高于无机陶瓷材料 ,能经受锌液凝固时所产生的收缩力和生产过程中工件的机械碰撞 ,满足频繁启动锌锅的生产要求 ,完全适用于热镀锌行业中的恶劣工况条件。基于该材料在耐蚀、强度和导热性等方面的优良特性 ,成功地制造出效率高、寿命长、工作稳定的大功率加热器 ,用其直接加热锌液 ,实现了工业热镀锌内加热方式 ,收到显著地节锌、节电、改善生产环境的效果。

高膨胀系数、低软化温度、高电阻率无铅微晶封接玻璃的研发

介绍了高膨胀系数(α)、低软化温度(Tf,俗称熔点)、高电阻率(ρ)无铅微晶封接玻璃的发展和研究现状。分析了元素周期表中Pb对角线及其邻近元素的氧化物在玻璃中替代PbO的可能性,探讨了富含常见玻璃生成体氧化物、有条件形成玻璃氧化物的无铅微晶封接玻璃。详细讨论了富含Bi2O3微晶封接玻璃的成分设计、制备工艺、主要性质和产品开发情况。得到如下结论:富含PbO的微晶封接玻璃能获得高α、低Tf和高ρ;但因其对环境有害已逐渐被法律所禁止。富含玻璃生成体SiO2、P2O5、B2O3、As2O3、GeO2或Sb2O3系统的无铅微晶封接玻璃,或因其不能同时兼顾高α、低Tf、高ρ(如SiO2、P2O5或B2O3),或因该氧化物的毒性(如As2O3)、成本高(如GeO2),或因其制备条件苛刻(如Sb2O3),而应用受限。有条件玻璃生成体Al、V、Te、Mo、Se和Ti的氧化物中,富含Al2O3的玻璃因α低和Tf高而未发现有作为无铅微晶封接玻璃主要成分的相关报道;其他或者因其毒性(如V2O5)、成本高(如Te、Mo或Se的氧化物)等,不适合作为家用电器电热管用的金属-金属间封接;含TiO2的玻璃因极易析晶及α低而未发现有作为无铅微晶封接玻璃主要成分的相关报道。富含元素周期表中Pb对角线及其邻近元素Sn、In、Tl或Bi氧化物的无铅微晶封接玻璃,或因制备工艺苛刻(如SnO),或因该氧化物的毒性(如Tl2O3)、成本高(如In2O3)而应用受限;富含Bi2O3的无铅微晶封接玻璃,无毒且同时兼具高α、低Tf、高ρ的特点,适用于家用电器中金属-金属间的封接。

T91钢在碱金属氯化物介质中的高温腐蚀行为

模拟生物质电厂锅炉过热器的烟气侧环境,对过热器材料T91进行了高温腐蚀研究。采用试样腐蚀增重试验,测得了腐蚀动力学曲线;采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等,对T91试样腐蚀后的形貌、结构、元素含量和腐蚀产物的组成进行了分析。结果表明,T91的腐蚀对KCl蒸汽和反应温度比较敏感,随着温度的增高,腐蚀速率增加,腐蚀动力学曲线基本符合抛物线规律;T91的主要腐蚀产物为Fe_2O_3和(Fe_(0.6)Cr_(0.4)))2O)3,同时含有少量的Fe_3O_4和K_2Fe_4O_7。

热镀锌内加热技术及金属加热器

比较热镀锌锅各种加热方式的利弊 ,指出利用陶瓷锌锅内加热方式是解决目前热镀锌工业中诸多问题较为理想的途径。针对实现热镀锌内加热技术的材料关键 ,研制出同时具有耐熔锌腐蚀和较高机械强度的金属复层材料 ,并首次研制出适合热镀锌工况条件的金属内加热器。该加热器在 3个工厂的成功应用充分显示出这种加热器具有耐腐蚀、抗冲击、无需装卡、易于维修、性能稳定、寿命长等特点。内加热技术实施 1年多收到了显著的节锌、节电。

600MW回转式空气预热器冷端金属温度试验研究

在实际运行中,回转式空气预热器冷端金属受热面 容易发生低温腐蚀和堵灰。由于回转式空气预热器的受热 面在运行过程中是不断转动的,所以受热面温度的测量非 常困难。该文提出一种温度测量方案,可确定不同工况下低 温受热面温度变化曲线和平均温度,从而可较为全面的了 解回转式空气预热器金属温度分布。基于数学推导和试验 数据,获得了空预器低温段受热面平均温度和最低温度的 计算公式,为暖风器的经济运行提供了理论和实际依据, 提高了电厂的经济性。

回转式空气预热器的冷段堵灰分析与进口风温计算

根据文献[1]推出的回转式空气预热器的冷段受热面的平均金属壁温计算式,分析了最低壁温计算中存在的问题,建议了合理的最低壁温,对某燃煤电厂的220 MW机组锅炉的回转式空气预热器的冷段最低壁温、酸露点温度与冷风温度进行了计算与比较,空气预热器发生堵灰的根本原因在于烟气中存在SO3以及受热面金属壁温低于烟气露点。对此,提出了提高受热面壁温在烟气以上的控制措施。所得结论对合理选取回转式空气预热器的最低进口风温,避免冷段堵灰、电站锅炉的安全运行具有重要的工程参考价值。

水套炉受热面垢下腐蚀加速机理分析

依据金属腐蚀电化学过程相关理论的一般性原理,对水套炉受热面垢下腐蚀加速机理做了较为详细的理论分析。指出受热面结垢处与周围环境温度和热负荷的不平衡,导致形成温度差和浓度差电池,发生电化学过程使得受热面结垢处金属壁加速腐蚀。最后提出了减缓腐蚀的途径。

锅炉新型暖风器及其自动控制装置应用实践

原常规设计中采用的锅炉暖风器控制系统由于水击等原因不能实现自动控制。介绍一种新型锅炉暖风器及其自动控制装置的应用实践。由于采用了暖风器疏水侧控制技术,保证暖风器内汽水分层、压力稳定,合理地解决了水击问题,无论机组负荷和外界温度如何变化,都能将锅炉冷端壁面温度自动控制在(75±1)℃,在控制锅炉低温腐蚀的同时能有效节能。

金属陶瓷发热体中陶瓷基体的设计和制备

以碳化硅、工业氢氧化铝、苏州土、钾长石、氧化钙为主要原料,设计了B系列配方。采用半干压成型和注凝成型两种不同的方法来制备金属陶瓷发热体基体,并确定最佳配方及制备工艺参数。以期在降低成本的同时,使其用途更加广泛。实验制备出了陶瓷基体并成功得到经二次烧成后内部镶嵌钨丝的样品。通过XRD和SEM等现代测试技术对材料的性能和微观结构进行了表征,相组成分析结果表明,样品的主晶相为碳化硅和方石英。显微结构分析表明,样品中生成了碳化硅晶粒且热导率与氧化铝陶瓷相比大大提高。

高效金属内加热管的研制及应用

实现内加热方式的关键是解决耐锌蚀材料问题。研制开发的耐锌蚀金属覆层材料，经多年试验证明该材料与熔锌不互溶，不被熔锌所腐蚀，其耐熔锌腐蚀寿命可与无机陶瓷材料相媲美。其强度和韧性远高于无机陶瓷材料，能经受锌液凝固时所产生的收缩力和生产过程中工件的机械碰撞，满足频繁启动锌锅的生产要求，完全适用于热镀锌行业中的恶劣工况条件。利用该材料在耐蚀、强度和导热性等方面的优良特性，成功地制造出效率高、寿命长、工作稳定的大功率加热器，用其直接加热锌液，实现了工业热镀锌内加热方式，节锌、节电。

真空电阻炉中的金属加热体

描述了在真空电阻炉中金属加热体的应用,讨论其性能和结构特点。

热镀锌内加热用高效金属加热管的研制

实现热镀锌内加热方式的关键是解决耐锌蚀材料问题。天津工大镀锌设备有限公司研制开发的耐锌蚀金属复层材料,经多年试验证明,该材料与熔锌不润湿、不互溶、不被熔锌所腐蚀,其耐熔锌腐蚀寿命可与无机陶瓷材料相比美,强度和韧性又远高于无机陶瓷材料,能经受锌液凝固时所产生的收缩力和生产过程中工件的机械碰撞,满足频繁启动锌锅的生产要求,完全适用于热镀锌行业中的恶劣工况条件。基于该材料在耐蚀、强度和导热性等方面的优良特性.成功地制造出效率高、寿命长、工作稳定的大功率加热器。用其直接加热锌液,理想地实现了工业热镀锌内加热方式,收到了显著地节锌、节电、改善生产环境的效果。

金属纤维红外辐射采暖器的开发

为降低采暖能耗,解决室内污染物排放超标的问题,将金属纤维红外燃烧技术与辐射采暖技术相结合,设计了一种金属纤维红外辐射采暖器,该系统主要包括燃烧控制器、风机、燃气电磁阀、燃气调节阀、空气-燃气混合器、点火针、金属纤维等部件。通过对该辐射传热模型的理论分析给出了采暖器安装高度的计算方法,并利用实验手段研究该采暖器的各项工作性能。结果表明,该采暖器工作120min后,房内温度15~22℃,平均18~19℃(目标17℃),已达到采暖要求;实验房间内0~20 min温度上升速度较快,20 min后温度上升较缓慢,采暖器工作120min后,物体温度约高于空气温度2.8℃。当空燃比介于1.1~1.5时,CO与NOx的排放量均低于50×10-6,已达到污染物排放标准;随空燃比增加,CO与NOx的排放量降低,且CO排放量降低更为显著。通过对系统的辐射传热模型理论分析,给出安装高度与功率、辐射表面尺寸定量关系。

油田水套炉的结构优化

油田水套炉是油气生产、输送中的主要耗能设备,国内水套炉整体技术装备水平不高。分析了油田水套炉传热的薄弱环节及其强化措施,在应用三维内肋管强化换热技术的基础上,设计了裙式火筒烟管结构,并对水套炉的结构形式进行了整体优化。设计开发的油田水套炉实现了高效化和小型化,水套炉热效率超过90%,而金属耗量降低到5.17 t/MW。

双金属翅片管蒸汽加热器优化设计软件的开发与应用

提出了以风侧流阻最小为目标函数， 传热负荷与迎风面尺寸为约束条件的双金属翅片管换热器优化设计模型， 并开发出了相应的设计软件，成功地进行了在尿素大颗粒工程中五台蒸汽加热器的优化设计。

金属/陶瓷层状结构复合材料及热镀锌内加热器

热镀锌行业存在锌液腐蚀问题,内加热器由于材料限制不能做成大尺寸,不能解决大尺寸锌锅内加热问题。利用金属黏接的复合技术,将陶瓷材料和金属材料复合成复合材料套管。复合材料同时具有优良的耐熔锌腐蚀性和高的力学性能,复合材料的抗折强度增至2 700 MPa,导热性良好,加热器的内外温差仅约100℃。利用复合材料套管制造的热镀锌用内加热器,可制成任意尺寸,采用能源主要有电、气、油等,具有寿命长、成本低、使用方便、维修容易等特点,彻底解决锌锅的内加热问题。

顶置式燃气全预混液槽加热器的研究

针对目前国内液槽加热器的存在现状,设计了一套顶置式的燃气全预混燃烧液槽加热系统,将加热浸管改造为可拆卸移动的箱状吊装入液槽内,解决了改造老式液槽(特别是非金属液槽)需在侧面液位下方开孔的难题,优化了燃气液槽加热器的结构,保证了其更为便捷可移动的效果。对样机进行了测试,分析了在某功率不同过剩空气系数下的CO和NOx排放量等实验数据,为进一步研究和设计金属纤维燃气全预混小功率液槽加热系统打下良好基础。

氧化铝陶瓷电热元件的节能研究

文章对比测试了氧化铝陶瓷发热片与PTC陶瓷发热片的通电发热效率,对比测试发现在其他相同测试条件下,在加热效果优于PTC发热组件的前提下,氧化铝发热组件比PTC组件节能20%以上。本文通过深入分析材料特性,运用粒子碰撞散射理论,从理论上明确论证与解释了氧化铝陶瓷发热片比PTC节能的根本原因。并且利用实测功率因素,理论计算出MCH相对PTC节能23.36%,与实验各种测试结果较为吻合。

冷凝式燃气热水器中金属材料的腐蚀原因分析

某品牌家用冷凝式燃气热水器,使用期间多次出现错误报警,维修时发现冷凝水箱漏水导致主板损坏,原因是内部壳体和管路发生腐蚀。燃气热水器一旦发生腐蚀和泄漏,则存在危害人身安全的风险。因此研究其腐蚀失效过程、防止类似事件再发生意义重大。实验采用扫描电镜、能谱成分分析、金相显微镜等对某冷凝式燃气热水器的腐蚀微观形态、腐蚀产物成分和微观组织进行了分析。宏观形貌和微观分析表明,热水器在上部烟气排放口和下部进出水孔公螺纹接头两个区域发生了严重腐蚀,腐蚀位置均属于异种金属装配处,且均是电位较低的金属发生腐蚀。能谱成分分析表明,腐蚀产物中含有较高含量的硫和氧,这表明金属在含硫酸根的潮湿腐蚀性介质下发生了电偶腐蚀。金相分析表明,进出水孔公螺纹的材料组织中存在晶界析出相,降低了材料耐蚀性能,使材料发生沿晶腐蚀开裂,断裂的金属呈现掉块状剥落。因此,异种金属连接、燃气燃烧产生的硫化物以及水蒸气凝露是燃气热水器发生上述腐蚀和泄漏的主要原因。建议改进热水器组件所采用的材料,采用单一铝材制造,可以有效消除组件材料的电位差和电偶腐蚀的发生。