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1、超临界/超超临界锅炉选材用材发电设备(2004No.5)材料技术超临界/超超临界锅炉选材用材张 显(北京巴布科克·威尔科克斯有限公司,北京100043) 摘 要:介绍了近年来用于锅炉的一些新型材料的发展状况,并对其在超临界/超超临界机组锅炉高温部件上的选择和应用进行了分析。 关键词:超临界/超超临界锅炉;铁素体钢;奥氏体钢 中图分类号:TK225文献标识码:A文章编号:16712086X(2004)0520307206MaterialOptionsforSupercritical/Super2
2、SupercriticalBoilersZHANGXian(Babcock&WilcoxBeijingCompanyLtd.,Beijing100043,China)Abstract:Thedevelopmentstatusofsomenewtypematerial,usedforboilersinrecentyears,inbeingpresent2edtogetherwithananalysisoftheiroptionandapplicationinboilersforhightemperat
3、urecomponentsofsupercriti2cal/super2supercriticalsets.Keywords:supercritical/super2supercriticalboiler;ferriticsteel;austeniticsteel 提高火力发电机组的参数,是提高机组效率发展,提高材料的高温性能,近20多年来,美、日、和节能环保的最重要途径。随着锅炉压力的提欧等发达国家在开发电站新材料技术方面进行了高,水的饱和温度也相应提高,汽化潜热却相应减大量的试验研究,以进一步
4、提高铁素体钢的高温少,饱和水和饱和蒸汽的比重差也随之减少。当蠕变断裂强度和提高奥氏体钢的高温强度、抗氧压力达到22.12MPa时,汽化潜热等于零,汽水比化抗腐蚀性、适用性和经济性等为主要研究方向,重差也定于零。水在这个压力下,加热至374℃充分利用多元复合强化原理,研究开发了一批性时即被全部汽化。这个压力就称为临界压力。超能优异的新型钢种,应用于超临界/超超临界机临界压力时的情况与临界压力时的情况相同,由组,并渐已成为主力钢种。水变成蒸汽是连续单相的。典型的超临界锅炉蒸1常用新型铁素体和奥氏体锅炉用
5、汽参数一般为23.5MPa～26.54MPa、538℃～钢543℃/538℃～566℃,一般认为当压力超过28MPa、温度超过600℃以上时,就称为超超临界1.1 新型铁素体锅炉用钢锅炉。传统的低合金铁素体类耐热钢,用于亚临新型铁素体锅炉用耐热钢主要分为2%Cr、界机组,几乎已经达到了它的使用极限。因此热9%Cr、12%Cr三大系列。强钢性能的提高和发展,成为建设超临界/超超临2%Cr系列界机组的关键技术之一。(1)2.25Cr21Mo(T22/P22)钢:T22/P22钢为适应火力发电机组向超临界
6、/超超临界的在上世纪70年代已得到了广泛的应用。收稿日期:2004202226作者简介:张 显(19632),男,北京巴布科克·威尔科克斯有限公司高级工程师,主要从事材料标准化工作。·307·发电设备(2004No.5)超临界/超超临界锅炉选材用材(2)2.25Cr21.6W2V2Cb(HCM2S或T23)(5)NF12钢和SAVE12钢:正在开发中的耐钢:在T22/P22基础上,以W、V、Nb取代Mo,并热钢,通过Ta、Nb等合金化,使600℃的强度提高降低C含量而得到的新型钢种,已经列入ASME
7、到了650℃,并已经在实验室得到验证。规范CASE2199。HCM2S(T23)比T22具有较高1.2 新型奥氏体锅炉用钢的蠕变抗力和性价比,具有优良的焊接性能而无新型奥氏体锅炉用不锈钢主要分为18%Cr、须焊前或焊后热处理,应作为水冷壁、低温过热器20%～25%Cr两大系列。等部件的首选材料。18%Cr系列9%Cr系列(1)TP304H、TP321H、TP316H钢:一般高(1)T91/P91(9Cr1MoVNb)钢:T91/P91钢温蒸汽下被广泛的使用,尤其是TP304H使用的具有高的强度和韧性
8、、抗热疲劳性能,作为620℃最为普遍,但其容易敏化。以下的过热器、再热器、联箱和主蒸汽管道用钢,(2)TP347H钢:奥氏体不锈钢经添加微量在世界范围内已经得到广泛的应用。元素Nb作为稳定剂,降低了敏化现象,具有较高(2)9Cr22W(NF616或T92/P92)钢:在T91/的蠕变强度、抗蒸汽氧化、耐烟气腐蚀性能。这种P91基础上,以W取代了部分Mo而得到的新钢材料具有较好的可加工性和可焊接性。但是,这种,已经列入ASME规范CASE2179。比T91/种材料的热塑
