超超临界火电机组材料研究及选材分析

由于蒸汽温度和压力的提高对火电机组关键部件的抗蠕变、疲劳、高温氧化与腐蚀等性能都提出了更苛刻的要求，耐热材料的开发及其应用是发展超超临界发电技术的最重要的基础。通过对国际上各阶段的材料研究计划介绍以及对超超临界机组中各关键部件采用的耐热材料发展的论述，归纳和总结了现阶段超超临界火力发电机组所采用的几种典型新型耐热钢的性能，并根据机组的不同参数对锅炉部件材料的选择进行了分析和讨沦。     

超音速火焰喷涂制备NiCr金属陶瓷涂层的抗高温硫腐蚀与冲蚀磨损性能

为解决燃用高硫煤的超临界、超超临界机组锅炉受热面发生的高温硫腐蚀与冲蚀磨损,采用超音速火焰喷涂技术,喷涂自主开发的NiCr金属陶瓷涂层,研究该涂层的抗高温硫腐蚀性能以及冲蚀磨损性能,并通过现场挂片试验,考察涂层经过8 000 h服役后的剥落情况。喷涂态NiCr金属陶瓷涂层孔隙率为0.55%。在700℃环境中的高温硫腐蚀试验结果表明NiCr金属陶瓷涂层具有比2Cr13高的抗高温硫腐蚀能力,同时该涂层具有较高的抗冲蚀磨损性能。该研究利用超音速火焰喷涂的NiCr金属陶瓷涂层在贵州某燃用硫含量为2.81%的高硫煤火电厂中经8000h现场挂片服役后,涂层表面完好,结果表明该NiCr金属陶瓷涂层可有效提高超临界、超超临界机组受热面的抗高温硫腐蚀和磨损性能。     

超超临界锅炉新型耐热钢VM12

在超临界火电机组领域,当前实际应用的铁素体耐热钢最高运行蒸汽温度为620°C左右,德国瓦卢瑞克曼内斯曼钢厂的VM12设计工作蒸汽温度可达650°C,初期的实验室及工业化试制试验结果证明,VM12的抗蠕变及抗蒸汽氧化性能可以满足650°C下服役要求,并具有良好的可加工性。详细介绍了VM12的试验过程及结果。     

火电机组锅炉管表面改性技术研究现状

表面改性是提高材料耐蚀性能的有效途径,优化的的表面改性技术对于提高火电机组锅炉受热面抗烟灰/气腐蚀与饱和蒸汽氧化性能具有显著效果。该文综述了表面改性技术在电站锅炉受热面烟气侧与蒸汽侧的应用现状,结合火电机组锅炉部件在服役过程中出现的腐蚀特征,着重对现有的常规表面改性技术(如扩散涂层、金属覆盖层、喷丸等)进行分析探讨,并进一步展望了表面改性技术在电站锅炉防护方面的研究方向,提出待澄清的若干问题。     

超超临界火电机组钢材选用分析

为了实现火电机组高效、清洁利用能源,高参数、大容量的超超临界机组得以发展。火电机组蒸汽温度和压力的进一步提高,对材料的性能提出了更严苛的要求。归纳了目前超超临界机组不同部件耐热钢的选用,总结了耐热钢使用过程中存在的主要问题,概述了700 ℃超超临界机组的开发对材料性能的需求。     

超超临界压力锅炉高温部件材料简析

超超临界压力火力发电机组的大量应用,使其在最近数10年内将有广阔的前景,而蒸汽温度和压力的提高对关键部件材料的抗蠕变、疲劳、高温氧化与腐蚀等性能都提出了更苛刻的要求。对现阶段超超临界压力锅炉关键部件所采用的几种典型耐热钢的性能进行了介绍,并对其选材进行了分析,提出了使用意见。     

1000MW机组蒸汽管道氧化皮吹扫工艺研究

为分析超超临界1 000 MW机组锅炉高温过热器管泄漏原因,对现场采集的管样进行了宏观形貌检查、理化性能试验、显微组织分析及材料硬度测试。结果表明,锅炉高温过热器管泄漏原因为管道内氧化皮剥落,堵塞管道,引起局部过热所致。对此,提出利用高低压旁路,进行常态化蒸汽吹扫,以实现锅炉蒸汽管道内氧化皮受控剥落、有序排出,保证机组后期的运行安全。氧化皮常态化吹扫方案实际应用效果良好,可为同类机组提供参考。     

喷丸处理对18-8型奥氏体耐热钢抗蒸汽氧化性能的影响

对不同服役时间和在650℃、27 MPa条件下蒸汽氧化试验后的喷丸与未喷丸钢管,分别进行了氧化膜特征分析。结果表明:在超超临界状态下,喷丸TP347H及喷丸S30432的抗蒸汽氧化性能优于TP347HFG,喷丸S30432的抗蒸汽氧化性能优于HR3C;喷丸处理是提高18-8型奥氏体耐热钢抗蒸汽氧化性能最有效的途径。     

超(超)临界机组锅炉氧化皮监控及综合治理技术

目前,超(超)临界参数机组的锅炉受热面管氧化皮生成、脱落是一个业内公认的难题,当机组在最大负荷(即最高温度)下运行,随着运行时间的增加和蒸汽温度设计值的增大,这一问题更加明显。分析了锅炉受热面管氧化皮产生、脱落原因及其安全隐患,阐述了亚临界、超临界、超超临界参数机组不同管材锅炉受热面的氧化状况,对比了锅炉给水加氧处理前、后受热面管氧化皮情况,提出了锅炉受热面管氧化皮的监控与综合治理技术措施,可为超(超)临界机组锅炉氧化皮处理提供参考。     

一种新型铁素体耐热钢

针对一种w(Cr)=15%(简称15%Cr)的新型铁素体耐热钢展开文献调研和分析,摸清该新型铁素体耐热钢的的设计思路、强化机理、组织性能和研究现状。结果表明:15%Cr铁素体耐热钢具有较好的组织稳定性,比传统的w(Cr)=9%~12%的铁素体钢具有更优的持久强度和抗蒸汽氧化性能,有很大潜力成为用于650℃超超临界火电机组高温部件的候选钢种。     

超临界和超超临界技术及其发展

要提高火电机组热效率,就要提高蒸汽压力和温度参数,因此发展超临界、超超临界机组是必然的.为此,综述了国内外超临界和超超临界技术的发展历程和各阶段的技术特点,并对未来的发展作了介绍.指出了发展超临界和超超临界机组应该关注经济问题、金属材料的发展和焊接问题,重点介绍了超临界、超超临界锅炉用新型铁素体和奥氏体钢种的发展情况和部分新钢种的高温性能.     

700℃超超临界机组高温材料研发的最新进展

尽可能提高电厂效率,大力发展超超临界燃煤火电技术,是当前降低火电CO2排放最现实、最可行、最经济、最有效的途径。实现700℃超超临界技术的关键是开发能够在蒸汽温度700℃条件下长期安全运行的高温金属材料,这些材料必须要具有:(1)耐高温的持久强度;(2)耐烟气侧的高温腐蚀;(3)抗蒸汽侧氧化及氧化层剥落;(4)良好的抗热疲劳性能。为此,介绍了欧盟AD700和COMTES700等计划,以及美国和日本的700℃超超临界计划对高温材料研发的最新进展,其中包括材料试验、高温材料部件挂炉试验结果和示范厂计划。与此同时,还就高温金属材料用于700℃超超临界机组的制约因素的解决方案进行了探讨。     

700℃超超临界机组高温材料研发的最新进展

尽可能提高电厂效率,大力发展超超临界燃煤火电技术,是当前降低火电CO2排放最现实、最可行、最经济、最有效的途径。实现700℃超超临界技术的关键是开发能够在蒸汽温度700℃条件下长期安全运行的高温金属材料,这些材料必须要具有:(1)耐高温的持久强度;(2)耐烟气侧的高温腐蚀;(3)抗蒸汽侧氧化及氧化层剥落;(4)良好的抗热疲劳性能。为此,介绍了欧盟AD700和COMTES700等计划,以及美国和日本的700℃超超临界计划对高温材料研发的最新进展,其中包括材料试验、高温材料部件挂炉试验结果和示范厂计划。与此同时,还就高温金属材料用于700℃超超临界机组的制约因素的解决方案进行了探讨。     

超超临界机组锅炉用新型耐热钢的焊接

目前火电机组正在向着高参数大容量方向发展,蒸汽温度和压力进一步提高,为此开发了一些新型马氏体耐热钢和奥氏体耐热钢。这些钢的合金元素含量较以前的锅炉用钢更高,焊接性能相比之下有所下降。文章主要介绍了超超临界机组用新钢种的焊接性能、化学成分、焊接接头的组织、蠕变性能和典型的失效方式等。     

超超临界1000MW机组锅炉寿命管理技术研究

针对超超临界1000MW机组,从锅炉的结构、材质及运行特点出发,通过对多项关键技术如耐热钢、高温受热面炉内温度场、锅炉动态寿命、炉管内氧化皮剥落或异物堵塞、壁温监测及多级超限统计等的研究,构建了锅炉管、锅炉部件的状态监测和寿命评估模型。基于浏览器和服务器(B/S)结构,开发出超超临界机组锅炉寿命管理系统。     

超超临界火电机组用钢性能数据库及管理系统

大力发展超超临界火电机组是我国实现节能减排的有效途径,而高端耐热钢是发展超超临界火电机组的重要基础。文章分析了建立我国超超临界火电机组用钢性能数据库的必要性和可行性,利用Visual Basic6.0作为前台开发工具和SQL Server2000作为后台数据库,开发了超超临界火电机组用钢性能数据库,并对其基本功能进行了简介。     

新型耐热钢T23的特性与早期失效分析

T23钢是T22钢经降C和强化而开发的新型锅炉用钢,与我国开发的钢102(12Cr2MoWVTiB)有近似的合金系统和含量,其常温力学性能和高温蠕变断裂强度明显优于T22钢,冷裂纹敏感性比T22钢低,再热裂纹敏感性远高于T22钢,抗蒸汽氧化性能与T22钢相当。但T23钢在超临界锅炉应用中先后出现了过热器管内壁氧化皮剥落导致爆管事件,在超超临界锅炉中又出现了水冷壁焊缝裂纹、泄漏等早期失效问题。基于T23钢的力学性能、蒸汽氧化性能和焊接性能分析及故障件的表面剥落物、爆口或断口的金相分析,找出故障原因,提出改进建议,对未来的超(超)临界锅炉设计和焊接工艺改进均有参考价值。     

超超临界机组锅炉用不锈钢管表面冷作硬化处理对其抗蒸汽氧化性能的影响

通过对一组运行了4年的不锈钢过热器管样内表面机加工区和非机加工区氧化皮的结构和形貌特征进行对比分析,探讨内表面冷作硬化处理对于超超临界机组锅炉用不锈钢管蒸汽氧化性能的影响.结果表明,内表面冷作硬化处理对于改善细晶TP347H FG和Super304奥氏体不锈钢在相对较低温度蒸汽中的抗氧化性能非常有效,但在600℃左右高温蒸汽中Super304管样内表面冷作硬化效应消失,除冷作硬化试样氧化皮的总体厚度略薄外,氧化皮的结构形貌特征与未冷作硬化处理的管样没有多大区别.另外,含Cr量大于22%的SAVE25具有非常优秀的抗蒸汽氧化性能,其机加工区域和未机加工区域的蒸汽氧化行为没有任何区别.     

超临界、超超临界锅炉用钢

提高火力发电厂效率的主要途径是提高蒸汽的参数即提高蒸汽的压力和温度，而提高蒸汽参数的关键有赖于金属材料的发展。从发展超临界、超超临界机组与发展新钢种的关系以及超临界、超超临界锅炉对钢材的要求，概述了火电锅炉用钢的发展历程以及部分新钢种的性能。     

超临界锅炉高温过热器氧化皮脱落导致爆管的原因分析及对策

针对超临界锅炉过热器氧化皮脱落引发的爆管问题,分析氧化皮的生成机理,提出防止高温过热器受热面超温运行,减小受热面温度周期性波动和温度变化速率,合理控制锅炉启停过程的操作工艺,及时检测、清理相关部位的氧化皮等措施,为超临界机组的安全稳定运行提供了参考依据。