超临界锅炉耐热钢研究

 　　超临界锅炉耐热钢研究

　　超超临界压力锅炉的发展及应用

　　从目前世界火力发电技术水平来看，提高火电厂效率的方法除整体煤气化联合循环(IGCC)、增压流化床联合循环(PFBC)外，还有超超临界压力技术(USC)。我国已经把大幅度提高发电效率、加速发展洁净煤技术的超超临界机组作为我国可持续发展、节约能源、保护环境的重要措施。

　　1、超超临界压力锅炉的发展

　　世界上第一台实验性的超临界锅炉是西门子公司根据捷克人马克·本生1919年的专利方案制造的。超超临界机组并不是按步就班由22.2MPa、538℃/538℃向上发展的，蒸汽参数经历高—低—高的过程。1949年原苏联安装了第一台超超临界试验机组，直流锅炉出口参数为29.4MPa、600℃(12t/h)，经节流至15MPa后通入汽轮机，以后又生产了29.4MPa、650℃型号为P—100—300的100MW机组，作为改造中压机组的前置级。1956年西德投运1台参数为34MPa、610℃/570℃/570℃、容量为88MW的机组。美国在50年代末投运了2台具有代表性的超超临界机组，菲罗电厂6号机组，容量为125MW、参数为31MPa、621℃/566℃/538℃;艾迪斯顿电厂1号机组，参数为34.3MPa、649℃/566℃/566℃、容量为325MW。费城电力公司的这台艾迪斯顿1号机从1960年开始按设计参数运行8年，后因出现一些故障，主要是材料问题，1968年起参数降为31MPa、610℃/557℃/557℃。美国一开始就试制这样高参数的超超临界机组，不可避免地频繁发生事故，故不得不降低参数运行。在开发初期，过高的蒸汽参数超越了当时的技术水平。以后将蒸汽降至24.1MPa、538℃～566℃，并逐步完善，这种蒸汽参数保持了20余年。日本引进美国的技术并结合欧洲的适合变压运行的本生式直流炉，成功地开发了超超临界机组。在1989年和1991年成功地投运2台700MW、31MPa、566℃/566℃/566℃的机组，运行情况良好，可用率水平很高。1998年投运主蒸汽和再热蒸汽温度均为600℃的原町2号1000MW机组，该机组实测发电机端效率达44.7%。欧洲在1995～1999年间至少投运9台蒸汽压力28.5MPa～31.0MPa、温度545℃～587℃的超超临界机组，在建的还有10台，并将蒸汽温度提高至600℃以上。其中丹麦已投运的2台超超临界机组的热效率可达47%～49%。

　　2、蒸汽参数的选择

　　机组的蒸汽参数是决定机组热经济性的重要因素。一般，压力是16.6～31.0MPa、温度在535℃～600℃的范围内，压力每提高1MPa，机组的热效率上升0.18%～0.29%;新蒸汽温度或再热蒸汽温度每提高10℃，机组的热效率就提高0.25%～0.3%;如果采用二次再热的机组就比一次再热机组的热效率高1.5%～2.0%。现在常规的超临界机组采用的蒸汽参数为24.1MPa、538℃/566℃。超超临界机组一般采用二次再热，其参数为：31.0MPa、566℃/566℃/566℃或31.0MPa、593℃/593℃/593℃或34.5 MPa、649℃/593℃/593℃。超超临界机组的供电端效率见表1所示。

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超临界与超超临界汽轮机耐热钢的研究进展， 钢铁研究学报， 19(9), 1 (2007)) [5] R.Viswanathan, W.Bakker, Materials for ultra-supercritical coal power plants-boiler materials: Part ... ---摘自《热钢析出相的 析出相的》

超（超）临界机组新型耐热钢与合金的冶炼、轧制与锻造、热处理应用研究及质量控制； 4、设备设计、制造、焊接工艺及质量监控； 5、安装单位焊接、热处理工艺及质量检测实... ---摘自《中国能源学会》

0℃超超临界燃煤机组中锅炉的 蒸汽温度升高、 压力有所增大， 这就要求过热器、 再 热器等主要受热面管材具有良好的高温持久性能 1 张新， 等： S a n i c r o2 5耐热钢的研究现... ---摘自《San icr》