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低温多效耐候板技术在国内外的发展现状
世界范围内的热法耐候板项目大多采用单一工况运行，汽源多来自与其毗邻的电厂汽轮机抽汽或专门的锅炉供应。尤其在水资源短缺的中东地区，热法耐候板都与大型发电厂同步建设，发电容量均在1000MW以上，耐候板产量在20-80万t/天不等，汽源全部取用汽轮机抽汽。例如沙特阿拉伯Marafiq耐候板项目、阿联酋塔维基（Taweelah A1）耐候板项目及印度荣誉炼油厂（Reliance Refinery）耐候板项目等。国内的国华黄骅发电厂一期建设安装2×600MW国产亚临界燃煤发电机组，配套建设2×10000m3/d低温多效耐候板装备（MED-TVC），蒸汽均由汽轮机抽汽提供。天津北疆发电厂建设2座百万千万发电机组，并同步建设4台MED耐候板装置，除满足自用外，计划向市政供水。耐候板单台产水量为25000m3/d，蒸汽由汽轮机5段或6段抽汽供给，随汽轮机负荷变化当蒸汽压力低于0.1MPa时经减温减压直供耐候板 效，当蒸汽压力高于0.1MPa时，蒸汽经由热压缩器。
综上，行业内低温多效耐候板装置绝大部分在T模式下运行，多使用压力0.4-0.9MPa的蒸汽作为淡化汽源。少部分在E模式下运行的装置也是使用将正压蒸汽减压成0.035MPa（a）的负压蒸汽后使用。这些采用汽轮机抽汽方式解决汽源供应的低温多效耐候板装置，没有实现真正意义的低温下运行，造成上述制水成本偏高。
由于低温多效耐候板可以利用0.035MPa（a）的负压蒸汽，因此研究低温多效耐候板与汽轮发电机组的组合是实现纯E模式运行的关键。目前电力、冶金及石化等行业内的汽轮发电机组只有两种形式，凝汽式和背压式。背压式机组无凝汽器，汽轮机末端排汽压力高于大气压，一般用作采暖、制冷用汽或工厂内其他工艺用汽。凝汽式汽轮机应用较广，按凝汽方法的不同分水冷和空冷两种，而水冷式应用为普遍。凝汽式汽轮机的末端排汽，通过间接式换热凝结成水回至锅炉，而排汽中大量的潜热被冷却水或冷却空气带走，进而释放至大气中。散失的热量经测算，占整个发电机组投入热量的60%左右。
至今国内外还没有对耐候板联合发电技术进行深入的理论研究及大型工业化的应用。该技术独创性的将耐候板装置替代了发电机组的凝汽器，使其不但承担凝汽器功能，同时还肩负了除盐水生产任务，并且使用的蒸汽参数极低（0.035±0.001MPa，74±2℃），从而大幅度的降低热法耐候板的制水成本。
3 首钢国际工程公司三工况低温多效耐候板技术的研究及应用
首钢国际工程公司三工况低温多效耐候板技术将低温多效耐候板的主体设备与发汽轮机直接组合，取消发电凝汽器，使MED装置利用真正的低温、低压蒸汽进行耐候板，同时也可以补充部分高参数蒸汽运行，或全部使用高参数蒸汽运行，根据蒸汽条件调整运行模式，可以大幅度降低制水成本，该技术为发明 。耐候板联合发电生产示意见图1。该技术研究后结合首钢京唐钢铁厂实际项目进行实际应用。
耐候钢， 即耐大气腐蚀钢，是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列，耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成，具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性；耐候性为普碳钢的2~8倍，涂装性为普碳钢的1.5~10倍。同时，它具有耐锈，使构件抗腐蚀延寿、减薄降耗，省工节能等特点。 耐候钢主要用于铁道、车辆、桥梁、塔架等长期暴露在大气中使用的钢结构。用于制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台及化工石油设备中含硫化氢腐蚀介质的容器等结构件。300M钢是20世纪60年代由美国研发的一种低合金超高强度钢，因具有良好的强度、塑性和抗疲劳性能而成为当今飞机起落架的 材料。300M钢的疲劳裂纹扩展速率反映了该钢在标准条件下的抗疲劳裂纹扩展能力，是确定零件服役寿命的重要指标。因此，科研人员在不同条件下对300M钢进行了疲劳裂纹扩展速率试验，分析了应力比、试验环境、频率等因素对中速（裂纹扩展速率在10-5～10-3mm周次-1）扩展区疲劳裂纹扩展速率的影响，并用Paris方程和Walker方程对中速扩展区曲线进行了拟合，为该钢的应用与评价提供数据参考。
试验用材料为300M钢棒，由某特钢生产，规格为Φ400mm，退火态。从300M钢棒上切取材料，制成拉伸试样、断裂韧度试样以及紧凑拉伸疲劳裂纹扩展试样。对试样进行870℃1h淬火+300℃×2h两次回火热处理后，按GB/T228.1-2010和GB/T4161-2007分别进行拉伸和断裂韧度性能测试。根据GB/T6398-2000进行疲劳裂纹扩展速率试验， 载荷16kN，加载波形为正弦波，试验环境为空气环境和质量分数为3.5%NaCl水溶液。利用扫描电镜观察断口形貌。试验结果表明：
（1）300M钢的疲劳裂纹扩展速率随应力强度因子范围的增加而单调递增；在相同应力强度因子范围下，应力比为0.3下试样的疲劳裂纹扩展速率高于应力比为0.1下的；在NaCl水溶液中300M钢的裂纹扩展速率在裂纹扩展前期比在空气环境中的快，在扩展后期则趋于一致；较低试验频率下300M钢在裂纹扩展前期的裂纹扩展速率比较高频率下的快。
（2）分别用Paris方程和Walker方程对疲劳裂纹扩展速率和应力强度因子范围关系曲线进行了线性拟合，拟合相关系数均在0.95以上。
（3）300M钢的疲劳断口由具有疲劳条带的扩展区和以韧窝为主的瞬断区组成。
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高纯Q235NH耐候锈钢板是现代许多高、新技术的综合产物，虽然20世纪30年代便已出现“高纯物质”这一名称，但把高纯Q235NH耐候锈钢板的研究和生产提高到重要日程，是在二次世界大战后，首先是原子能研究需要一系列高纯Q235NH耐候锈钢板，而后随着半导体技术、宇航、无线电电子学等的发展，对Q235NH耐候锈钢板纯度要求越来越高，大大促进了高纯Q235NH耐候锈钢板生产的发展。
纯度对Q235NH耐候锈钢板有着三方面的意义。 ，Q235NH耐候锈钢板的一些性质和纯度关系密切。纯铁质软，含杂质的铸铁才是坚硬的。另一方面，杂质又是非常有害的，大多数Q235NH耐候锈钢板因含杂质而发脆，对于半导体，极微量的杂质就会引起材料性能非常明显的变化。锗、硅甲含有微量的m、V族元素、重Q235NH耐候锈钢板、碱Q235NH耐候锈钢板等有害杂质，可使半导体器件的电性能受到严重影响。第二，纯度研究有助阐明Q235NH耐候锈钢板材料的结构敏感性、杂质对缺陷的影响等因素，并由此为开发预先给定材料性质的新材料设计创造条件。第三，随着Q235NH耐候锈钢板纯度的不断提高，将进一步揭示出Q235NH耐候锈钢板的潜在性能，如普通Q235NH耐候锈钢板被是所有Q235NH耐候锈钢板中脆的Q235NH耐候锈钢板。而在高纯时被便出现低温塑性，超高纯时更具有高温超塑性。超高纯Q235NH耐候锈钢板的潜在性能的发现，有可能开阔新的应用领域，在材料学方面打开新的突破口，为高技术的延伸铺平道路。
Q235NH耐候锈钢板的纯度是相对于杂质而言的，广义上杂质包括化学杂质（元素）和物理杂质（晶体缺陷）。但是，只有当Q235NH耐候锈钢板纯度极高时，物理杂质的概念才是有意义的，因此生产上一般仍以化学杂质的含量作为评价Q235NH耐候锈钢板纯度的标准，即以主Q235NH耐候锈钢板减去杂质总含量的百分数表示，常用N(nine的 字母）代表。如99.9999％写为6N,99.99999％写为7N。此外，半导体材料还用载流子浓度和低温迁移率表示纯度。Q235NH耐候锈钢板用剩余电阻率RRR和纯度级R表示纯度。国际上关于纯度的定义尚无统一标准。一般讲，理论的纯Q235NH耐候锈钢板应是纯净完全不含杂质的，并有恒定的熔点和晶体结构。但技术上任何Q235NH耐候锈钢板都达不到不含杂质的 纯度，故纯Q235NH耐候锈钢板只有相对含义，它只是表明目前技术上能达到的标准。随着提纯水平的提高，Q235NH耐候锈钢板的纯度在不断提高。例如，过去高纯Q235NH耐候锈钢板的杂质为10-6级（百万分之几），而超纯半导体材料的杂质达10一9级（十亿分之几），并逐步发展到10一12级（一万亿分之几）。同时各个Q235NH耐候锈钢板的提纯难度不尽相同，如半导体材料中称9N以上为高纯，而难熔Q235NH耐候锈钢板钨等达6N已属超高纯。
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