超超临界百万机组高温蒸汽管道材料的选用分析

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1、超超临界百万机组高温蒸汽管道材料的选用分析超超临界百万机组高温蒸汽管道材料的选用分析超超临界百万机组高温蒸汽管道材料的选用分析超超临界百万机组高温蒸汽管道材料的选用分析超超临界百万机组高温蒸汽管道材料的选用分析超超临界百万机组高温蒸汽管道材料的选用分析超超临界百万机组高温蒸汽管道材料的选用分析超超临界百万机组高温蒸汽管道材料的选用分析第42卷第2期2011年3月锅炉技术BOIIERTECHNOIOGYVo1.42,NO.2Mar.,2O1l文章编号:CN311508(2011)03004106超超临界百万机组高温蒸汽管道材料的选用分析徐大伟,于海田,吴非文(1.中国水利电力物资

2、有限公司,北京100045;2.西安热研究院,陕西西安710032)关键词:超超临界;许用应力;高温蒸汽管道摘要:百万超超临界机组高温管道用钢设计的关键是选择合适的材料,目前国内外已投产或在建的百万机组高温管道用钢基本以P91,P122,E911和P92材料为主.以上4个钢种的最新试验数据和研究成果为依据,以2005年开T的上海外高桥电厂三期百万机组项目为例,从技术角度和经济角度对以上4种材料进行比较分析论证,并针对百万机组高温蒸汽管道材料的选用提出了自己的意见和建议.中图分类号:TK225文献标识码:A0前言临界百万机组蒸汽管道材料的使用提供参考.国内超超临界百万机组的设计和

3、建设初始于华能玉环电厂,后期国内百万机组高温蒸汽管道材料的选用基本沿袭玉环电厂的选材方式(即主蒸汽管道选用P92材料,而热段管道选用P92或者P91材料).2005年以来,根据超超临界机组材料性能研究的最新进展,包括欧洲合作蠕变委员会(简称ECCC)等机构对P92,E911及P122等材料持久强度进行了的最新评价,这为百万机组高温蒸汽管道材料的选用提出了新的课题.本文的目的,在上海外高桥电厂三期2×1000Mw机组主蒸汽和再热热段管道材料的的选取进行分析和论证,以便为国内日渐增多的超超1百万机组高温蒸汽管道用钢的选材原则百万超超临界机组高温管道用钢设计的关键是选择合适的材料,一

4、般需要从蠕变强度,抗高温蒸汽氧化性能,抗热疲劳性能,长期组织稳定性和焊接性能等几方面加以考虑.2百万机组高温蒸汽管道用钢比较分析目前,国外用于运行参数为25.0～30.0MPa,600℃/600oC等级机组的高温蒸汽管道材料有A335P91,NF616(A335P92),HCMl2A(A335P122),E911,他们是在相同的思路下研制开发的,具有相似的基本特点.图1l1为9～12Cr钢的研发过程.600℃100000h持久强度I!!::竺!I+MoHCM9M+VfSTBA271一+N~[9Cr-2MoVNbl+Nb熙NFA49213V.Nb..()n.;～;.——‘1:二:

5、:::ITempaloyF-9+M0一——12Cr一05Mol+Mol+匝固叵一HT91HT9(DINX20CrfDINX20CrMoV121)MoWV1211图19～12Cr钢的研发收稿日期:2O10—01—25作者简介:徐大伟(1973),男,硕士,主要从事高温金属材料的销售和研发工作.锅炉技术第,42卷以下将就此4种材料的化学成分,许用应力,焊接性能,长时组织稳定性,高温抗氧化性和供应等方面分别进行比较和分析.4种材料的化学成分比较表l:.从各白化学成分中可以看出P9l,P92和E9l1是9%Cr钢的变质钢,而Pl22为12Cr2.1化学成分的变质钢.表1化学成分比较表从

6、各自化学成分巾可以看出P91,P92和E911是9Cr钢的变质钢,而P122为12Cr的变质钢.2.2许用应力2.2.1TP91钢在日本,P91钢的最高使用温度超过了600℃(橘湾火力l号);在瓦卢瑞克一曼内斯曼公司关于P91材料的手册巾,认为其适用于锅炉外部的零部件(如管道和集箱),蒸汽温度高达6lO℃(1130.F)左右.ASME规范巾列明rP91材料的许用应力见表2.表2T/P91钢许用应力注:畦厚>3”时为66MPa.2.2.2P122和P92钢ASME规范巾P92和Pl22的数据是日本新日铁公司和住友公司根据短时间蠕变断裂数据外推出来的.欧洲对此外推数据提质疑,

7、按照欧洲的外推数据,这两种钢与E911相比强度上仅仅略占优势,而且根据他们对P92较长时间的研究结果,P92,P122在长时间的运行中强度降低幅度比E911大.2004年时日本发生Pl22爆管事故,应日本政府要求,2005年日本高铬钢许用应力委员会(简称SHC)对P122材料的许用应力重新进行了评估,其许用应力变化见表3J.表3SHC对KA—SUS410J3TP(P122)重新评估前后的许用应力值ECCC于2005年对P92持久强度值进行_r重新评估并给m了最新的许用应力值见表4:表4P92