不锈钢在能源发电中的应用

随时获得能源和电力是现代社会的基础。在过去的一个世纪，不锈钢在燃料开采和发电领域都起到了重要作用；生产更加“绿色”的能源对不锈钢的需求会更大。

今天，我们从更加困难的资源环境里开采石油和天然气，这常常意味着液体又“酸”又“热”（含硫化氢），并且可能含氯化物。通常要用不锈钢来应对这些腐蚀环境，使用的合金类型从316L (S31603)到双相钢和超级双相钢，甚至还要用镍基合金。近海油气平台使用不锈钢，因为它们能抗海水腐蚀。液化天然气的典型储存温度是 -162°C，它的储罐和管道一般都用304L(UNS S30403)。即使在更低的温度下，304L仍能保持高延展性。

1、水力发电

在水力发电中，水轮机叶片常常采用可硬化不锈钢如410NiMo (S41500) 或一种 16Cr-5 Ni- 1.5Mo 合金 (EN 1.4418,无 UNS号码)制造。大坝闸门常用304L或316L不锈钢制造，而滚轴导轨则由一种沉淀硬化型不锈钢如17-4PH (S17400)制造。

2、燃烧发电

不锈钢在燃煤发电厂有很多用途。既在高温燃烧部分，也用于较低温度环境的腐蚀防护。在过去的35年里，不锈钢被用于烟气清洁系统，与镍基合金一起发挥作用，降低二氧化硫的排放。近年来，它已用于降低汞的水平。含铬10.5%的铁素体不锈钢 (如 UNSS40977或 EN 1.4003)被用于运输成百万吨的煤，特别是通过铁路货运车厢。这种不锈钢和304 (S30400)都被用作滑道运煤，磨损是这种运输方法的一个难题。

燃烧天然气发电的电厂对汽轮机工作的使用更像喷气发动机对它的使用方法。汽轮机本身使用镍基合金，而很多其它部件如再热器外壳则使用301 (S30100)和321 (S32100)制造。

从化石燃料燃烧发电排放的气体中捕捉和贮存碳的技术尚在开发之中。然而很清楚的是，某些设计要求使用大量的不锈钢。例如，可以去除二氧化碳的胺洗涤器可能就需要用到种类广泛的不锈钢：316L, 410NiMo, 347(S34700), 2205双相钢(S32205), 904L (N08904)和6%Mo系列(如 S31254 或N08367)。

3、核能发电

虽然核电领域与化石燃料发电厂有很多共同之处，但仍有一些与核废料有关的特殊用途。在运输过程中，为让核废料放射出的中子减速，要用到一种含至少0.5% 硼的改版304 (S30462)。名为NAG（硝酸级）的特殊改版304L则用于燃料再处理。

4、潮汐能发电

很多利用波浪和潮汐能的设备都正处在开发之中。其中的一些原型设备用到不锈钢，这些不锈钢在石油天然气工业中有着长期的海水环境使用记录。把知识传递到这种新能源领域将变得愈加重要。双相和超级双相合金把强度与耐蚀性结合到一起，将很可能在这种苛刻的使用环境中起到重要的作用。

5、太阳能发电

不锈钢是太阳能利用的天然材料。用途包括太阳能热水器、薄膜光电(PV)池板的基底层、晶体光电池板的支持板和连接器以及阳光收集系统的大面积反射镜。生物燃料行业(7)已经在受益于不锈钢具有的耐蚀和耐热性能。在厌氧消化时，304不锈钢就用于大型消化池及相联的管道系统。304还广泛用于从玉米或甘蔗中提取乙醇的生产。316L用于更为腐蚀的环境。因为不锈钢在高温时具有高强度和耐蚀性，因此被用于这一领域的各种热态工艺中。

其它正在开发中的使用了不锈钢的技术包括燃料电池、废弃物转化能源、地热、核聚变及能量储存。社会的未来依赖于创新和可再生能源，这一点是明确的，同样明确的是不锈钢将是这些生产技术中不可缺少的一个部分。