火力发电厂用钢新进展.pdfVIP

2015年第 2期 现 代 冶 金 火力发 电厂用钢新进展 (美国)ThomasB．Gibbons等 摘 要 ：当前超临界发电材料发展的先进状态变化是依据燃煤火力发电厂高效优先和广泛机遇，这些包括经济增 长放缓 ，强调资源再生 ，与新材料高温服役要求相比的技术落后。目前马氏体钢局限于620℃，低于700℃使用镍 基合金又不经济，公用行业不得不放弃传统的增加蒸汽温度的方法。论文的 目的是研究确定具有 “GapClosing”潜 能钢的进一步潜能，如生产出现有马氏体钢的限制与最低使用温度 Ni基合金之间有充分强度的钢成为可能。描 述了提到的具有某些这种潜能的合金和其典型特性。 关键词：锅炉；透平机；超临界；马氏体钢 时是全世界运行最大和最高效的工厂。然而，为了 1 介绍 提高可行性，随后主蒸汽条件分别降低到29．7MPa 全球在燃煤电厂努力引入更高的蒸汽温度开始 和608℃，仅在此之前，这种蒸汽条件可与 日本和欧 于 1980年，推出欧洲的501计划与美 国EPR1计划 洲工厂的相媲美。 和 日本的EPDC进行竞争。项 目启动起初是 由于需 1997年，日本的一个 USC燃煤 电厂引领 了更高 要更有效地使用有限的和 昂贵的(至少在欧洲和 日 的蒸汽温度 ，随后类似技术在欧洲，丹麦公司EL— 本)资源化石燃料。后来意识到，从化石燃料的燃 SAM推行。 烧和其它来源排放的二氧化碳对气候变化带来了潜 USC燃煤火力发电厂的现状见表 1，可以看 出， 在的有害影响。所有电厂发电技术的关键是在更高 经汽轮机叶片设计优化和海水冷却，目前在单加热 温度服役的材料要具有 良好的高温强度且具有生产 条件下的效率约45％。不需要任何更先进的技术， 和制造成本可行条件下发电成本可被消费者接受。 用双重加热和设计上小的改进就可提高效率到 最近认定，更高发电效率可以弥补能源损耗与 49％ 。 捕获二氧化碳和罚款带来的损失 (CCS)，引进此项 因此，先进的超超临界技术 (A—USC)将被用 技术减小对发电总成本的影响，显然增加 电力成本 于提高效率，如果经济条件许可，将明显提高现有水 对 国家经济有潜在的危害。 平，关键是与成本相关的可适应高蒸汽温度和压力 在此背景下，材料发展计划开始广泛专注于进 的进材料相关。 一 步改善高强度马 氏体钢和众所周知的P91合金 3 材料性能的局 限 钢 ，在欧洲和 日本钢铁生产企业进行的这项改善材 料工作主要是增强其在最高温度下的性能。这些合 这几年传统的电力工程技术已经逐步完善，包 金用于管和其它厚断面部件、汽轮机转子和其他组 括蒸汽温度、压力变化以及逐渐引进新材料。真正 件。开发的奥氏体钢在过热器和再热器应用取得了 的进步始于7O年代，蒸汽温度从540。提高到 目前 效果，合金强度提高的同时具有 良好的耐腐蚀和抗 610qc，使风险降到最低、新材料和服役条件得到逐 氧化性能 。 步改善 。 最初预测先进 的含铬 9％一12％的马氏体钢， 2 目前USC技术发展水平状态 (600℃蒸汽) 服役于较高蒸汽温度，其强度特性允许设备温度达