火电厂耐热钢材的发展与应用研究.pdfVIP

Academ lC 学术 火电厂耐热钢材的发展与应用研究 中国能源建设集团山西电力建设—公司一王关西 摘要 ： 火电厂超超临界初组对钢材的性能提出了更高的要求，要求钢材满足耐高温、高压、 高腐蚀等性能。文章介绍了火电厂锅炉用耐热钢材的发展情况 ．对几种耐热新型钢材 料进行了介绍和探讨。 1．概述 它旋转部件承受巨大 的离心力，运行参数的提 普通的12Cr％钢作为565~C以下汽机转子锻件 火力发电行业 目前面临两方面的压力，一 高对耐热钢 的热强性能提出了更高要求，而汽 具有足够的持久强度和抗热疲劳性能 以及韧性 是市场竞争的加剧需要降低成本，二是对全球 缸、阀门等 由于温度和压力的提高也需要更好 等。9-12Cr％汽机用钢的合金强化趋势与锅炉 环境 问题 的日益关注，要求发 电厂降低S0X、 的热强性能，高温紧固件需要有更高的拉伸屈 钢是类似的。 N0x、C02的排放，满足严格 的环保要求。基于 服强度和蠕变松弛强度、在蒸汽环境下的抗应 3．3． Ni基高温合金 常规的发电系统，提高机组的蒸汽参数，即机 力腐蚀能力 以及足够 的韧性、塑性 以避免蠕变 高温合金早 已用于航空领域，在 目前的蒸 组的超临界 (Sc)和超超 临界化 (USC)，发展 裂纹形成。 汽发电机组中仅限用于叶片和紧固件材料。在 高经济性、高效率的高参数、大容量机组，是 3．火电厂锅炉用耐热钢材的发展 电力行业只有采用先进的高温度设计才会对这 解决这些 问题的关键。 目前，我 国正积极发展 3．1．低合金 (卜3％Cr)钢 类材料产生兴趣。如果蒸汽参数提高到700~C以 超超』临界燃煤发 电技术，而超超临界机组对钢 低合金钢在火电厂锅炉中作为压力部件得 上，机组的许 多部件将只能采用高温合金。包 材的性能提出了更高的要求。 到 了大量应用，特别是过热器、再热器的低温 括定 向凝固和单晶合金在内的Ni基合金正在进 2．火电厂超超临界机组对材料的要求 区域 以及水冷壁，在联箱和管道中应用也比较 行评估应用在汽轮机中。 超超临界机组相对超 临界机组蒸汽温度和 普遍。其关键的性能要求包括：450~C以下 良好 通常认为蒸汽温度700~C左右的超临界锅炉 压力参数的提高，对电站关键部件材料带来了 的抗拉强度 (120MPa)；550℃以下的持久强度； 设计中将要求联箱和主蒸汽管道在最高750~C下 更高和更新的要求，尤其是材料的热强性能、 无需焊后热处理 的优异焊接性能；良好的蒸汽 工作，这远远超 出了铁素体钢 的能力，而奥 氏 抗高温腐蚀和氧化能力、冷加工和热加工性能 氧化性能；通过堆焊或喷涂获得优异的抗烟气 体钢 的热疲劳问题也使得它们用于此厚壁部件 等，因此材料和制造技术成为发展先进机组的 腐蚀性能。 不太可能。尽管蠕变强度的要求对Ni基高温合 技术核心。高的蒸汽参数对火 电厂用钢提 出了 长期以来，这类钢 中的主力钢种包括锅炉 金来说不过分，但其它要求如焊接性能、成形 更苛刻的要求，对锅炉来说具体表现在： 材料 P11、P22以及 12CrlMoV等和汽轮机材料 性能和抗腐蚀性能不容易达到。 2．1．高温强度 1CrMoV。随后开发了T／P23，通过在T22基础成 4． 结语 对于主蒸汽管道、过热器 ／再热器管、联 分中以w取代部分M0并添加№、v提高蠕变强度， 我 国对于现阶段超超临界机组所需各种新 箱和水冷壁材料都必须有与高蒸汽参数相适应 降低 了C提高焊接性能，同时加入微量B提高 材料的加工工艺和服役特性研究也刚起步，缺 的高温持久强度。 淬透性以获得完全的贝氏体组织。