降温水帘改变河南省火电格局 让人们用上环保节能的风电40NiCrMo7

当你打开电源开关，点亮你家电灯的，也许就来自风力发电。许继集团研发生产的2兆瓦系列双馈异步风力发电机组，一台风机满负荷运行时，一个小时发电2000度，能够让一个普通市民家庭用上一年。

如今，已有4台这样的风电机组在三门峡运行，并和国家电网并网成功。南阳方城风力发电场、平顶山叶县风力发电场，正在筹备之中。3个风力发电场建成投产后，将改变河南省火力发电一统江湖局面。

A

把问题解决在地面

4月11日，许昌市中原电气谷许继风电科技公司，3.6万平方米大的生产车间内，摆放着一台台正在组装的2兆瓦系列双馈异步风力发电机。车间西北角，是全功率试验控制中心。

“嗡——”伴随着电机的轰鸣声，一台即将出厂的风力发电机，由两台大型电机牵引着转动。

“现在做的是空转试验，主要看风机各个转动部分有没有异常。”该中心负责人乔晓光说，随后还要进行并网试验和满功率试验。

我们日常用的电是交流电，供用电标准频率为50赫兹。风机发出的电只有稳定在50赫兹，才能和国家电网并网。乔晓光比喻，风机发出的电好比一块表，一秒钟转50圈，而电网这块表也是一秒钟转50圈，两块表只有完全同步了，这两股电才能合成一股，否则就会出现短路等电网事故。

试验要进行两天，是风机出厂前的一次全面体检。乔晓光说，风机主机重68吨，安装时要吊到80米高空，仅吊装一次费用需要20万元，因此吊装前必须做到万无一失，把问题解决在地面。

B

风机具有中国特色

许继集团2006年开始涉足风电产业，是国内首家实现全套风机控制工程产业化的企业。

风电公司生产部经理金刚介绍，为研制出适合中国国情的风机，许继集团成立了100多人的研发团队，与美国Windtec公司合作，将该公司双馈异步风力发电机组技术吸收消化，于2009年底研制出了2兆瓦系列双馈异步风力发电机。洛阳LYC公司为该风机提供了整机轴承配套服务。

掰着手指，金刚一口气说出了该风机在我国的4个第一：第一款智能型电网友好风电机组、第一款抗风沙抗低温风电机组、第一款系列化同时通过GL和鉴衡认证的风电机组、第一款完全国产化并拥有自主知识产权的风电机组。

C

改变河南省能源结构

河南拥有平顶山、焦作等大型煤矿，有许多坑口发电站，是一个以火电为主的能源大省。

许继生产的2兆瓦系列双馈异步风力发电机组，目前已有4台在三门峡运行，并和国家电网并网成功，1台正在调试。许继集团朱选杰透露，南阳方城风力发电场、平顶山叶县风力发电场正在筹备之中，预计今年将供货。

“河南省的3个风力发电场运行后，将改变河南省的能源结构，从而打破火电一统天下的局面。” 朱选杰说，风电绿色环保，在可利用的能源中，是最具有发展潜力的清洁能源。

摘要：通过热处理工艺试验、Charpy冲击试验、金相组织检验、冲击断口形貌分析、绘制40NiCrMo7材料的低温特性曲线等，研究了离心压缩机用40NiCrMo7材料的低温性能，为该材料在低温条件下的应用提供了理论依据。
关键词：低温性能；冲击试验；40NiCrMo7
0引言
　　低温的定义，按照GB150-2011压力容器的规定[1]，低于-20℃界定为低温。对于评定材料低温性能的试验方法，具有工程意义且比较实用的主要有冲击试验方法和落锤试验方法，对应的国标分别是GB/T229-2007[2]和GB/T6803-2008[3]，对应的ASTM标准分别是ASTMA370-2007[4]和ASTME208-2006[5]。低温冲击韧性的评定方法，主要有能量法、断口形貌法、测量侧膨胀值法等，本文就是参照ASTMA370-2007标准和GB/T229-2007标准对40NiCrMo7材料进行低温性能的研究。
　　此次研究所用的40NiCrMo7材料的材质编号是11-5286，来料的粗加工尺寸是Φ150mm×1600mm，加工成10个Φ150mm×150mm的试棒，分别编号11-5286-1~11-5286-10，按照NQT1、NQT2、NQT3三种热处理工艺进行试验，该材料的化学成分符合标准的要求，本试验所用的摆锤式冲击试验机型号是：JWB-300。试验用的低温装置是用液氮和酒精的混合液作为恒温介质在低温锅中保温。
140NiCrMo7材料的低温Charpy冲击试验
　　低温冲击的试验数据见表1，从试验数据的总体来看还是比较有规律的，试验的温度越低，冲击值也越低，但冲击值同回火温度的关系并不像常温冲击那么明显，随着回火温度的提高冲击值增大，而变化不大。在-70℃及以上的数据中，只有编号11-5286-3在-60℃时的数据不理想，在它下面的两组数据（编号分别为11-5286-31和11-5286-32）是在该试块上取的双倍，数据比较理想。而编号为11-5286-12和11-5286-51的数据也是后取的。-80℃的数据都不理想。


2金相组织分析
　　对正火、NQT2热处理的试样进行了金相检验，照片见图1和图2。


　　图1是正火状态的金相照片，这个组织是比较典型的铁素体+珠光体，珠光体的含量多于铁素体的含量。图2是NQT2热处理的金相照片，组织为回火索氏体。
3低温冲击断口形貌
　　冲击试样采用国标GB/T229-2007金属材料夏比摆锤冲击试验方法规定的标准试样[2]，但冲击试样的尺寸没有进行投影检查。在NQT2热处理工艺参数处理后的CharpyV型缺口冲击试验的试验数据见表2，其对应的断口形貌见图3，从表2可以查出各编号试块的冲击试验温度。图3的断口形貌图是在金相显微镜上放大10倍的照片，从图3中的六个断口形貌图看，规律是很明显的，随着冲击试验温度的降低，剪切断面的面积所占的比例在逐渐减少，解理断面的面积所占的比例在逐渐增大。



4低温特性曲线
　　利用表2中的试验数据，做出了冲击功与试验温度的散点图见图4。冲击功随温度的变化便一目了然。


5结论
　　按照GB/T229-2007金属材料夏比摆锤冲击试验方法中[2]，冲击试验的能量法评定，如果以27J为合格，那么在-70℃以上的低温冲击试验都是合格的。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　参考文献
[1]GB150-2011.压力容器[S].
[2]ASTMA370-2007.钢产品力学性能试验的标准试验方法[S].
[3]GB/T229-2007.金属材料夏比摆锤冲击试验方法[S].
[4]GB/T6803-2008.铁素体钢的无塑性转变温度落锤试验方法[S].
[5]ASTME208-2006.铁素体钢的无塑性转变温度落锤试验方法[S].

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