會場
會議由中國電力科技網(wǎng)副處長楊偉拉開序幕。隨后魏毓璞主任發(fā)表致辭：
盛夏六月，古城潤州，在山特維克材料科技協(xié)助下，“高溫耐熱鋼新材料在超（超）臨界機組應(yīng)用技術(shù)研討會”在鎮(zhèn)江萬達喜來登酒店勝利召開，國內(nèi)外19位資深專家和業(yè)內(nèi)技術(shù)主管將發(fā)表演講并答疑。我謹代表中國電力科技網(wǎng)對專家表示由衷謝忱，熱情歡迎與會嘉賓！我國政府正著力進行能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，清潔高效燃煤發(fā)電已成大勢所趨，高溫耐熱鋼的研發(fā)應(yīng)用成為燃煤電站提高機組參數(shù)、降低煤耗、降低排放的關(guān)鍵所在。今天我們匯聚一堂，共同推廣交流高溫金屬材料使用特性和應(yīng)用經(jīng)驗，加快新材料研發(fā)，探討解決超（超）臨界機組金屬瓶頸和升級換代問題，材料研發(fā)單位、設(shè)計院、大學(xué)、鍋爐制造廠、發(fā)電站均有專家蒞會演講，共奏產(chǎn)學(xué)研用立體交響樂，可謂電站金屬界之盛會。中國電力科技網(wǎng)與中國電力科技同行，與世界先進科技同行，愿為國家節(jié)能減排事業(yè)貢獻綿薄之力。誠望各位珍惜大好時光，聆聽專家演講，交流心得體會，學(xué)以致用，滿載而歸！
中國華能集團清潔能源技術(shù)研究院有限公司副院長肖平發(fā)表“我國 700℃先進超超臨界燃煤機組關(guān)鍵部件驗證試驗平臺建設(shè)研究進展”演講。針對700℃先進超超臨界燃煤技術(shù)，從發(fā)展目標(biāo)、計劃時間表、任務(wù)以及目前狀態(tài)等方面做了細致講解，隨后介紹了我國700℃關(guān)鍵部件驗證試驗平臺建設(shè)，分為系統(tǒng)設(shè)計、施工設(shè)計、制造、調(diào)試和運行試驗階段。最后得出結(jié)論：700℃超超臨界燃煤機組是我國高校清潔燃煤發(fā)電技術(shù)的必然選擇，要在驗證平臺建設(shè)試驗成功的基礎(chǔ)上適時開展700℃示范機組建設(shè)。
魏毓璞 肖平山特維克材料科技復(fù)合管和鍋爐管全球產(chǎn)品經(jīng)理Timo Peltola發(fā)表“山特維克為火電行業(yè)推出新型鍋爐管材料”演講，對山特維克的企業(yè)發(fā)展和產(chǎn)品作了詳細介紹。山特維克集團是全球領(lǐng)先的先進產(chǎn)品制造商，其優(yōu)勢業(yè)務(wù)包括金屬切削工具、建筑及采礦業(yè)設(shè)備設(shè)施、不銹鋼材料、特種合金、金屬及陶瓷電阻材料以及傳動系統(tǒng)等方面。2014年，集團業(yè)務(wù)遍及超過130個國家，擁有47，000名員工，年銷售額近890億瑞典克朗。山特維克每年投資約30億瑞典克朗用于研發(fā)工作，有超過2700名研發(fā)人員分布在全球60多個研發(fā)中心。其生產(chǎn)的新型奧氏體耐熱鋼Sanicro™ 25具有優(yōu)良高溫持久強度、高溫抗氧化性能和抗腐蝕性能，應(yīng)用于更高參數(shù)的超（超）臨界鍋爐過熱器和再熱器等受熱面，前景廣闊。
Timo Peltola
山特維克集團全球材料首席專家柴國才發(fā)表“超超臨界鍋爐新型鍋爐管材料Sanicro 25研發(fā)和材料性能”演講。介紹了新型奧氏體耐熱鋼Sanicro 25的研發(fā)背景、材料性能。山特維克的Sanicro25奧氏體不銹鋼牌號UNS S31035已經(jīng)成功地開發(fā)可用于超超臨界火力發(fā)電站。經(jīng)計算，在700℃ 100000小時的蠕變斷裂強度是99±3兆帕。該材料還具有良好的抗蠕變延展性。 Sanicro25在700℃還具有良好的耐水蒸氣氧化性和高溫耐腐蝕，它還有較好的可焊性和可冷彎成型加工。Sanicro25的這些特性使它成為超超臨界火力發(fā)電站和高效鍋爐的過熱器和再熱器的理想材料。
西安熱工研究院有限公司電站材料技術(shù)部副總工程師周榮燦發(fā)表“Sanicro25的高溫氧化與煙氣腐蝕性能研究”演講。首先介紹了國內(nèi)外超600℃機組的發(fā)展現(xiàn)狀，目前歐洲新機組基本都是600℃/610℃或600℃/620℃，日本已經(jīng)不在審批低于600/620℃的機組，充分利用現(xiàn)有材料的潛力，提高參數(shù)是目前主流方向。從超高溫、抗蒸汽氧化和煙氣腐蝕性能等方面，對替代HR3C材料的Sanicro25做了試驗，結(jié)論顯示Sanicro25抗蒸汽氧化性能優(yōu)異，通過加工、噴丸等表面變形可進一步提高抗氧化性能，在模擬六枝高硫煤煙氣/煤灰條件中，Sanicro25抗腐蝕性能優(yōu)于Super304H，同HR3C相當(dāng)。各項測試顯示，Sanicro25是非常優(yōu)秀的新型鋼材料。
柴國才 周榮燦
全國鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會秘書處高級工程師張顯發(fā)表“高等級奧氏體耐熱鋼管在高效超超臨界鍋爐上的應(yīng)用”演講。從目前世界火力發(fā)電技術(shù)水平來看，提高火力發(fā)電廠效率的主要途徑是提高工作介質(zhì)(蒸汽)的參數(shù)，即提高蒸汽溫度和壓力。發(fā)展超超臨界(USC)火電機組，提高蒸汽參數(shù)對提高火力發(fā)電廠效率的作用是十分明顯的。隨著蒸汽溫度和壓力的提高，電廠鍋爐的效率大幅度提高，供電煤耗大幅度下降。奧氏體耐熱鋼主要用在過熱器和再熱器管的出口，在這一管段，除了高溫蠕變，蒸汽氧化和煙氣腐蝕成為重要失效因素。過熱器和再熱器出口段，溫度和壓力最高，蒸汽氧化和煙氣腐蝕最嚴重。Super304抗氧化性不足，HR3C強度不足。要建設(shè)高效超超臨界火電機組鍋爐，保證高溫段的過熱器和再熱器的安全運行，需要尋找新材料以滿足要求。新選擇的材料應(yīng)是綜合性能優(yōu)異、實驗數(shù)據(jù)充分、國際標(biāo)準(zhǔn)認可、且具有商業(yè)化業(yè)績的奧氏體耐熱鋼。如果受熱面材料等級能夠提升，二次再熱機組在提高火電機組熱效率和節(jié)能減排方面更能表現(xiàn)高參數(shù)優(yōu)勢，那么超超臨界二次再熱機組將是我國火電機組發(fā)展的必由之路。
武漢大學(xué)教授彭志方發(fā)表“HR3C鋼運行過熱器管脆化與晶界M23C6相參量演化的關(guān)系”演講。由于脆化問題，使用HR3C鋼的電廠鍋爐安全運行受到關(guān)注，業(yè)已表明，該鋼的沿晶脆斷與晶界析出密切相關(guān)。通過圖文、文獻和計算等到結(jié)論，粗大的原始奧氏體晶粒以及寬厚的晶界M23C6片是該鋼運行過熱器管脆化的根本原因。本報告主要內(nèi)容已成文并被《金屬學(xué)報》錄用。
張顯 彭志方國電浙江北侖第一發(fā)電有限公司金屬專家周江“低硬度F92壽命評估結(jié)論”演講。目前92類鋼材的硬度低于標(biāo)準(zhǔn)值的問題在超超臨界機組中大量存在，嚴重制約鍋爐安全運行，鍋爐運行22000h后對低硬度F92聯(lián)箱管座取樣進行金屬理化性能試驗，各部位組織、性能嚴重不均勻從而硬度不均勻，此問題為制造熱處理期產(chǎn)生的。聯(lián)箱管座組織為鐵素體+碳化物，碳化物在晶界析出，Laves相粗化，不符合GB5310規(guī)定要求。取樣管的沖擊功、短時性能及長時性能均不滿足GB5310對F92剛的技術(shù)要求。
上海鍋爐廠有限公司技術(shù)部材料研究室主任王建泳發(fā)表“超高參數(shù)用奧氏體耐熱鋼Sanicro25性能試驗研究”演講。研究顯示，Sanicro25鋼管韌性良好，其尺寸、化學(xué)成分、硬度、壓扁、擴口及常溫拉伸性能均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求；鋼管晶間腐蝕合格，高溫拉伸性能良好；持久強度滿足ASME Codecase2753的要求；焊接接頭性能良好，滿足標(biāo)準(zhǔn)對母材的要求；Sanicro25有望替代HR3C使用。
周江 王建泳華北電力大學(xué)副教授張乃強發(fā)表“超臨界水和溶解氧對高溫耐熱鋼在鍋爐管上應(yīng)用的影響”演講。通過大量圖表、計算得出結(jié)論，超臨界水環(huán)境氧化速率是高溫水蒸汽環(huán)境的倍12-3，水蒸汽環(huán)境中的抗氧化性不能代替使役環(huán)境的性能；加氧處理對流動加速腐蝕有抑制作用，但對鍋爐管材料是有害的；提供一種給水處理方法；應(yīng)力腐蝕開裂和腐蝕疲勞是一些高溫部件破壞的真正原因，力學(xué)-化學(xué)交互作用，應(yīng)加強重視；微觀檢測技術(shù)是探究機理的有效手段。
華能玉環(huán)電廠金屬專工熊偉發(fā)表“P91管材等在超超臨界機組服役過程中的組織與性能評估”演講。服役后的P91、T91、T122等鐵素體/馬氏體耐熱鋼管材內(nèi)壁氧化情況較為嚴重；服役后的奧氏體耐熱鋼管材內(nèi)壁氧化情況較輕，特別是HR3C管材抗蒸汽腐蝕性能最佳；與服役前的材料對比，服役后的七種管材在常溫下的屈服強度、抗拉強度、延伸率和硬度均符合ASME標(biāo)準(zhǔn)，而沖擊韌性下降明顯；其中服役于過熱器相關(guān)部位的T122、HR3C管材的沖擊韌性下降幅度最為劇烈；基于玉環(huán)廠管材制取試樣所測定的持久性能曲線及Larson-Miller方程，可知上述各種管材還處于安全服役周期以內(nèi)。然而，管材在服役一定周期后，其管壁內(nèi)外表面的氧化非常嚴重（壁厚減薄明顯），組織日趨劣化（鐵素體/馬氏體鋼管中的板條馬氏體組織呈索氏體化，奧氏體鋼管中的碳化物在晶界位置大量偏聚），考慮到其它約束應(yīng)力和焊接殘余應(yīng)力的綜合作用，實際的剩余服役壽命應(yīng)該低于預(yù)計值；對于同一材質(zhì)的管材來說（如P91、T122），當(dāng)應(yīng)用于過熱器相關(guān)部位時，其安全服役壽命要比應(yīng)用于再熱器相關(guān)部位時的安全服役壽命短較多；在同樣的溫度和應(yīng)力條件下（520~560℃，27.4MPa）服役，奧氏體耐熱鋼管材（HR3C、Super304H）的安全服役壽命要遠高于鐵素體/馬氏體耐熱鋼管材（T91）的安全服役壽命。此外，奧氏體耐熱鋼管材的安全服役壽命也有差別，就抗高溫蠕變性能而言，Super304H管材的安全服役壽命要比HR3C管材的安全服役壽命長得多。
張乃強 熊偉25日下午后半程參觀山特維克鎮(zhèn)江工廠，參會人員對參觀工廠產(chǎn)生了強烈的興趣。鎮(zhèn)江研發(fā)中心始建于2013年3月，于今年2月竣工，占地總面積達1,440平方米。研發(fā)中心設(shè)有實驗、辦公、會議和展示等主要區(qū)域，集材料分析、應(yīng)用測試、市場支持、舉辦培訓(xùn)與研討會等功能于一身，一切配備達到最高標(biāo)準(zhǔn)，是山特維克在中國的首家研發(fā)中心，也是山特維克在華發(fā)展歷史上的又一重要里程碑。與會嘉賓分批參觀了加工車間、研發(fā)中心，并于研發(fā)中心中聽取了一場關(guān)于山特維克公司和鋼材生產(chǎn)加工的簡短講座，期間播放一段鋼材加工視頻動畫，由山特維克鎮(zhèn)江工廠廠長王琳講解，令在座嘉賓震撼不已。
參觀現(xiàn)場25日晚間舉辦了一場精彩紛呈的晚宴，由山特維克公司策劃，山特維克大中華區(qū)管材業(yè)務(wù)總經(jīng)理趙東華先生親臨晚宴并致辭。
晚宴現(xiàn)場26日上午，中國電力工程顧問集團公司副總工程師龍輝發(fā)表“超（超）臨界機組技術(shù)研究進展及經(jīng)濟性分析”演講。經(jīng)濟評價結(jié)論顯示，經(jīng)過測算，700℃超超臨界機組靜態(tài)投資回收期為15.3年，財務(wù)內(nèi)部收益率為7.54%。略高于當(dāng)期長期貸款利率，在經(jīng)濟性上具有可行性；按照目前的測算，700℃超超臨界機組的抗風(fēng)險能力較弱，應(yīng)進一步降低工程造價，提高其經(jīng)濟性。盡管發(fā)達國家在材料試驗研究方面還在不斷進行，但對工程的開展和投入遠遠還是未知數(shù)；俄羅斯莫斯科材料科學(xué)院提出的方案的思考，他認為鎳基合金發(fā)展存在一些問題。距離700℃超超臨界機組建設(shè)和投運還有相當(dāng)一段時間。在這段時間內(nèi)，建議利用國內(nèi)外已有的材料，開發(fā)研究650℃左右超超臨界機組，不僅使機組造價大幅降低，為建設(shè)700℃超超臨界機組打好更深的基礎(chǔ)，同時也可以在目前基礎(chǔ)上進一步降低煤耗；我國已經(jīng)投入一定的資金開發(fā)了鐵鎳基合金，建議將其進行更多的進行電廠實驗，為工程應(yīng)用創(chuàng)造條件。
上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究院博士趙雙群發(fā)表“超超臨界機組用鎳基合金候選材料長期組織穩(wěn)定性研究”演講。Haynes 282在700℃以下時效時，組織穩(wěn)定性良好，由γ‘相和碳化物組成，γ‘相長大速率較慢，760℃和800℃時效時析出?相， 800℃時效γ‘相長大速率較快； Inconel 740H在760℃以下時效時，組織穩(wěn)定性良好，由γ‘相和碳化物組成，γ‘相長大速率較慢，800℃以上時效時γ‘相長大速率較快； Niomonic 263在700℃時效時，組織穩(wěn)定性良好，由γ‘相和碳化物組成，γ‘相長大速率較慢，760℃以上時效時析出?相，γ‘相長大速率較快；Alloy 617B在700℃以下時效時，組織穩(wěn)定性良好，由γ‘相和碳化物組成，γ‘相顆粒小、分布均勻，760℃以上時效時γ‘相析出量少；碳化物在長期時效過程中含量變化小；Alloy 617B、Nimonic 263、Inconel 740H和Haynes 282幾種合金隨著強化程度的增加，長期時效后沖擊韌逐漸降低。
龍輝 趙雙群華電電力科學(xué)研究院材料技術(shù)部主任張錦文發(fā)表“超超臨界機組再熱汽溫提升至620℃可行性研究及工程應(yīng)用建議”演講。田集調(diào)研結(jié)果表明：據(jù)了解田集工程作為國內(nèi)首臺再熱汽溫620℃機組是基于該電廠煤質(zhì)穩(wěn)定、負荷高、運行管理水平高，該項目為皖電東送項目，利用小時高等因素，選擇采用選用再熱汽溫620℃；田集運行情況投產(chǎn)初期再熱汽溫度達不到620℃，經(jīng)過深度的優(yōu)化調(diào)整后先機組在400MW負荷以上，負荷穩(wěn)定情況下再熱汽溫能達到620℃。但田集屏過材料為TP347HFG（江蘇武進不銹鋼廠和日本住友供貨），運行3500小時后出現(xiàn)氧化皮大面積脫落現(xiàn)象，江蘇武進供貨的氧化皮脫落相對日本住友的嚴重很多；從田集運行情況看超超臨界機組再熱蒸汽溫度采用620℃方案技術(shù)上可行的。
浙江浙能技術(shù)研究院有限公司材料技術(shù)部副主任樓玉民發(fā)表“超超臨界機組super304材料國產(chǎn)進口性能對比”演講。本項目的研究工作主要包括以下兩個方面：進口Super304H和國產(chǎn)S30432新材料系列對比試驗，以及進口Super304H和國產(chǎn)S30432服役爐管的力學(xué)性能對比試驗。在所研究的溫度范圍內(nèi)，兩種不銹鋼的拉伸力學(xué)性能基本一致，總體上S30432的力學(xué)性能（特別是強度和延性性能）比Super304H要略好些。Super304H材料和S30432，時效500小時后，沖擊值均有明顯下降，之后隨著時效時間的增加，沖擊值變化均不顯著，兩者原始沖擊功和時效后的變化基本一致。500小時時效后，金相組織有明顯變化，析出物明顯增加，隨著時效時間的增加，析出物顆粒數(shù)量增加不明顯。S30432不銹鋼的蠕變速率明顯低于Super304H不銹鋼，說明S30432不銹鋼具有更好的抗蠕變性能。
張錦文 樓玉民上午最后進入交流互動環(huán)節(jié)，多位參會代表上臺自我介紹，發(fā)表感受，由謝錫善教授主持。
謝錫善
交流互動下午，東方電氣東方鍋爐（集團）股份有限公司教授級高級工程師楊華春發(fā)表“高參數(shù)鍋爐用奧氏體耐熱鋼管選擇與Sanicro25應(yīng)用試驗研究”演講。我國高參數(shù)電站臨界鍋爐機組，設(shè)計與制造技術(shù)經(jīng)歷引進、消化和進一步發(fā)展，包括材料高溫受熱面管材系列，有18-8（TP304H、TP347H和SUPER304H/S30432）、25-20（HR3C/TP310HCbN）。高溫強度、抗氧化性和抗腐蝕性兼顧尚不太理想，研發(fā)推出新品種、或材料改性，種類較多某些新型鋼種在工程也得到一定應(yīng)用或考核，有潛力。標(biāo)準(zhǔn)化、材料特性、部件制作、高溫性能等角度介紹各參數(shù)鍋爐高溫受熱面管材選擇建議或考慮及應(yīng)用。
華東電力設(shè)計院副總工程師葉勇健發(fā)表“先進超超臨界(A-USC)機組主蒸汽管道設(shè)計參數(shù)”演講。主蒸汽管道是火電廠最重要的管道之一，先進超超臨界（A-USC）機組的主蒸汽管道的運行溫度達到700℃，運行壓力達到35MPa，與目前運行的參數(shù)為25MPa/600℃超超臨界機組相比，運行參數(shù)大幅度提高。主蒸汽管道設(shè)計參數(shù)的確定是獲得主蒸汽管道管徑壁厚，進行管道應(yīng)力分析，以及管道加工訂貨的前提。隨后分別講解了主蒸汽管道的設(shè)計溫度和主蒸汽管道的設(shè)計壓力確定的規(guī)范、流程、方法以及原則。
楊華春 葉勇健中電國際安徽淮南平圩發(fā)電有限責(zé)任公司生技部金屬專家金萬里發(fā)表“超（超）鍋爐運行典型事故案例分析及技術(shù)處理”演講。介紹了新建機組鍋爐168H運行階段出現(xiàn)的問題（吹管后應(yīng)做聯(lián)箱、彎管內(nèi)部清潔度檢查、清理）、機組投產(chǎn)后鍋爐經(jīng)受熱疲勞損傷問題、鍋爐管高溫腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂問題、鍋爐管高溫氧化問題。通過大量真實圖片對各類原因造成的管道疲勞、受損、腐蝕尤其針對氧化皮造成的工程隱患提供了各種檢測方法和處理手段。
中國電力報發(fā)電部主任馮義軍發(fā)表“高溫耐熱鋼新材料在超（超）臨界機組應(yīng)用技術(shù)研討會記者觀察”演講。從超超臨界機組的高參數(shù)、材料，以及山特維克新型鋼等各方面總結(jié)了本次會議。
金萬里 馮義軍隨后會議進入專家答疑階段，多位國內(nèi)知名專家現(xiàn)場解答疑難問題，由謝錫善教授主持。本階段精彩紛呈，得到大家一致好評。
專家答疑中國電力科技網(wǎng)對會議進行全程實況錄像，并制作成標(biāo)清DVD光盤和高清硬盤，贈送各發(fā)電集團、電網(wǎng)公司主管部門，也方便科研院所、發(fā)電企業(yè)等單位定購者組織未能參會的相關(guān)技術(shù)人員收看專家精彩演講和答疑，彌補未參會學(xué)習(xí)的缺憾。
不僅如此，中國電力科技網(wǎng)還將往屆會議專家演講PPT和技術(shù)論文上傳至中國電力科技論壇相關(guān)欄目和電力月刊，供廣大從事金屬焊接和環(huán)保設(shè)備制造工作者免費下載、在線學(xué)習(xí)。
附中國電力報新聞報道全文：
超超臨界技術(shù)研發(fā)遇新拐點
700攝氏度超超臨界技術(shù)還有很長的路 建議開發(fā)研究650攝氏度超超臨界機組
作者：馮義軍來源：中國電力報
700攝氏度超超臨界技術(shù)還有很長的路 建議開發(fā)研究650攝氏度超超臨界機組
作者：馮義軍來源：中國電力報
“在推進超超臨界火電技術(shù)進步的征程上，材料性能、蒸汽溫度、技術(shù)經(jīng)濟性是三大關(guān)鍵要素。”在近日中國電力科技網(wǎng)舉辦的高溫耐熱鋼新材料在超（超）臨界機組應(yīng)用技術(shù)研討會上，中國電力科技網(wǎng)CEO魏毓璞向《中國電力報》記者表示。
隨著材料技術(shù)的不斷進步和熱能動力理論的日臻完善，蒸汽的參數(shù)經(jīng)歷了低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界、超臨界直至超超臨界的發(fā)展過程。隨著能源清潔化的發(fā)展要求日益迫切，日臻成熟的超超臨界發(fā)電技術(shù)正在全面登場，700攝氏度超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)研發(fā)進程積極推進，在凸現(xiàn)新拐點情況下攻堅克難。
將材料在更多電廠進行實驗
“國外尤其是歐洲國家針對700攝氏度機組進行了較為深入的研究，由于材料問題，示范機組的建設(shè)計劃被延后。”中國華能集團清潔能源技術(shù)研究院副院長肖平在上述會議上介紹。
“發(fā)展超超臨界機組最大的制約因素還是材料，是新型耐熱鋼。”華能玉環(huán)電廠金屬監(jiān)督專工熊偉在上述會議上向《中國電力報》記者介紹。熊偉所在的華能玉環(huán)電廠是我國首個超超臨界百萬機組電廠，截至目前，首臺機組運行時間近9年。
“新型耐熱鋼在百萬機組中應(yīng)用時間還比較短，還是處于摸索、完善階段，運用經(jīng)驗還是比較欠缺，各類大大小小的缺陷還是時有發(fā)生。新型耐熱鋼組織老化、性能劣化和氧化皮生長機理等規(guī)律尚不清楚，為保障電廠安全運行，需進行持續(xù)的跟蹤研究。”魏毓璞談道。
P92類材料是發(fā)展超超臨界機組的關(guān)鍵材料之一，業(yè)內(nèi)專家期待盡快解決其存在的相關(guān)問題。針對材料硬度問題，中國國電集團專家周江談道：“目前在用的超超臨界機組中大量存在P92類材料的硬度低于標(biāo)準(zhǔn)值的問題，嚴重制約鍋爐的安全運行。”在使用溫度方面，華電電科院材料技術(shù)部主任張錦文表示：“目前國內(nèi)外規(guī)范對于P92類材料的最高使用溫度存在一定爭議，國內(nèi)特設(shè)規(guī)《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定其使用上限為630攝氏度，而ASME規(guī)范《鍋爐及壓力容器規(guī)范案例2013》推薦溫度使用上限為649攝氏度。”“要建設(shè)高效超超臨界火電機組鍋爐，保證高溫段過熱器和再熱器安全運行，需要尋找新材料以滿足要求。新選擇的材料應(yīng)是綜合性能優(yōu)異、實驗數(shù)據(jù)充分、國際標(biāo)準(zhǔn)認可且具有商業(yè)化業(yè)績的奧氏體耐熱鋼。”山特維克大中華區(qū)管材業(yè)務(wù)總經(jīng)理趙東華在接受記者采訪時表示。
據(jù)記者了解，近日通過全國鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會評審鑒定的山特維克Sanicro25鋼，是瑞典山特維克公司研發(fā)的新型奧氏體耐熱鋼，可以應(yīng)用于更高參數(shù)的超（超）臨界鍋爐的過熱器和再熱器。“如果工況能夠繼續(xù)提高到650、700攝氏度，Sanicro25將會有更大發(fā)揮空間。”西安熱工研究院有限公司電站材料技術(shù)部副總工程師周榮燦表示。
“盡管發(fā)達國家在材料試驗研究方面還在不斷進行，但對工程的開展和投入遠遠還是未知數(shù)。”中國電力工程顧問集團公司副總工程師龍輝表示，我國已經(jīng)投入一定的資金開發(fā)了鐵鎳基合金，建議將其在更多的電廠進行實驗，為工程應(yīng)用創(chuàng)造條件。
P92類材料是發(fā)展超超臨界機組的關(guān)鍵材料之一，業(yè)內(nèi)專家期待盡快解決其存在的相關(guān)問題。針對材料硬度問題，中國國電集團專家周江談道：“目前在用的超超臨界機組中大量存在P92類材料的硬度低于標(biāo)準(zhǔn)值的問題，嚴重制約鍋爐的安全運行。”在使用溫度方面，華電電科院材料技術(shù)部主任張錦文表示：“目前國內(nèi)外規(guī)范對于P92類材料的最高使用溫度存在一定爭議，國內(nèi)特設(shè)規(guī)《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定其使用上限為630攝氏度，而ASME規(guī)范《鍋爐及壓力容器規(guī)范案例2013》推薦溫度使用上限為649攝氏度。”“要建設(shè)高效超超臨界火電機組鍋爐，保證高溫段過熱器和再熱器安全運行，需要尋找新材料以滿足要求。新選擇的材料應(yīng)是綜合性能優(yōu)異、實驗數(shù)據(jù)充分、國際標(biāo)準(zhǔn)認可且具有商業(yè)化業(yè)績的奧氏體耐熱鋼。”山特維克大中華區(qū)管材業(yè)務(wù)總經(jīng)理趙東華在接受記者采訪時表示。
據(jù)記者了解，近日通過全國鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會評審鑒定的山特維克Sanicro25鋼，是瑞典山特維克公司研發(fā)的新型奧氏體耐熱鋼，可以應(yīng)用于更高參數(shù)的超（超）臨界鍋爐的過熱器和再熱器。“如果工況能夠繼續(xù)提高到650、700攝氏度，Sanicro25將會有更大發(fā)揮空間。”西安熱工研究院有限公司電站材料技術(shù)部副總工程師周榮燦表示。
“盡管發(fā)達國家在材料試驗研究方面還在不斷進行，但對工程的開展和投入遠遠還是未知數(shù)。”中國電力工程顧問集團公司副總工程師龍輝表示，我國已經(jīng)投入一定的資金開發(fā)了鐵鎳基合金，建議將其在更多的電廠進行實驗，為工程應(yīng)用創(chuàng)造條件。
650攝氏度火電技術(shù)提出
“當(dāng)前，距離700攝氏度超超臨界機組建設(shè)和投運還有相當(dāng)一段時間。在這段時間內(nèi)，建議利用國內(nèi)外已有的材料，開發(fā)研究650攝氏度左右超超臨界機組。
這樣不僅使機組造價大幅降低，而且為建設(shè)700攝氏度超超臨界機組打好更深的基礎(chǔ)，同時也可以在目前基礎(chǔ)上進一步降低煤耗。”龍輝建議。
“當(dāng)前，距離700攝氏度超超臨界機組建設(shè)和投運還有相當(dāng)一段時間。在這段時間內(nèi)，建議利用國內(nèi)外已有的材料，開發(fā)研究650攝氏度左右超超臨界機組。
這樣不僅使機組造價大幅降低，而且為建設(shè)700攝氏度超超臨界機組打好更深的基礎(chǔ)，同時也可以在目前基礎(chǔ)上進一步降低煤耗。”龍輝建議。
近10年來，為進一步降低能耗和減少污染物排放，改善環(huán)境，我國常規(guī)火電技術(shù)飛速向更高參數(shù)的超超臨界的技術(shù)方向發(fā)展。相關(guān)資料顯示，截至2014年6月，我國已投入運行的600攝氏度、100萬千瓦超超臨界機組達67臺，其發(fā)展速度、裝機容量和機組數(shù)量均已躍居世界首位。
2010年，國家能源局組織成立了“國家700攝氏度超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟”，并依據(jù)《“十二五”國家能源發(fā)展規(guī)劃》和《“十二五”能源科技發(fā)展規(guī)劃》設(shè)立了國家能源領(lǐng)域重點項目《國家700攝氏度超超臨界燃煤發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備研發(fā)及應(yīng)用示范》。
主蒸汽管道是火電廠最重要的管道之一，先進超超臨界機組的主蒸汽管道的運行溫度達到700攝氏度，運行參數(shù)大幅度提高。“國內(nèi)外相關(guān)設(shè)計規(guī)范都沒有明確在700攝氏度如此高參數(shù)下主蒸汽管道設(shè)計溫度和設(shè)計壓力的計算方法，因此對于700攝氏度超超臨界機組的主蒸汽管道設(shè)計參數(shù)的選取有必要進行討論。”華東電力設(shè)計院副總工程師葉勇健在上述會議上提出。
據(jù)了解，國內(nèi)700攝氏度超超臨界技術(shù)尚處于前期研發(fā)階段，設(shè)備制造和系統(tǒng)布置方案尚未確定。針對目前700攝氏度超超臨界機組的研究現(xiàn)狀，全國鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會委員張顯提出：“距離700攝氏度技術(shù)成熟及投入商業(yè)運行還有很長的路，目前既能采用成熟技術(shù)，又能提高電站經(jīng)濟性的措施，應(yīng)為超超臨界參數(shù)上采用二次再熱技術(shù)。”張顯也認為，目前比較穩(wěn)妥地做法是先研發(fā)650攝氏度超超臨界機組作為向700攝氏度進軍的過渡。
二次再熱機組通過采用兩級蒸汽再熱提升卡諾循環(huán)效率，以提高機組經(jīng)濟性。采用二次再熱技術(shù)以提高機組效率是一項從上世紀(jì)50年代就開始研究應(yīng)用的技術(shù)。
據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界有約52臺二次再熱超（超）臨界機組投入運行，美國、德國、日本、丹麥等國家均開發(fā)并投運了二次再熱超（超）臨界火電機組，其中34臺為燃煤機組。在參數(shù)上達到超超臨界機組參數(shù)的僅有1臺。
“結(jié)合二次再熱系統(tǒng)、緊湊型布置等技術(shù)，掌握超超臨界二次再熱機組相關(guān)系統(tǒng)、布置、設(shè)備、安裝、運行的核心技術(shù)，可形成我國自主開發(fā)、設(shè)計和制造超超臨界二次再熱機組的能力，為未來700攝氏度超超臨界燃煤發(fā)電機組示范工程的開發(fā)建設(shè)打下堅實的基礎(chǔ)。”龍輝表示。
700攝氏度技術(shù)前景可期
“700攝氏度超超臨界燃煤機組是我國高效清潔煤電發(fā)電技術(shù)的必然選擇。
700攝氏度火電技術(shù)在我國有光明的發(fā)展前景。”肖平在上述會議上談道。
中國華能集團清潔能源技術(shù)研究院受國家能源局委托承擔(dān)了我國首個700攝氏度試驗平臺建設(shè)及運行工作。據(jù)了解，該平臺于2014年年底在華能南京電廠安裝建成。截至目前，試驗平臺已完成施工設(shè)計和材料與設(shè)備采購，正在進行生產(chǎn)制造，建成后將完成運行調(diào)試并開展材料及部件的長周期實爐掛片試驗。“在平臺試驗成功的基礎(chǔ)上，我國將適時開展700攝氏度示范機組建設(shè)。”肖平介紹道。
“一次再熱升級也好，二次再熱也好，只是短期內(nèi)超超臨界發(fā)電技術(shù)的改進，從長遠來看，我國超超臨界發(fā)電技術(shù)要在700攝氏度上研發(fā)出成果，步伐要加快，力度要加大。”張顯向《中國電力報》記者表示。
龍輝向記者介紹：“700攝氏度、一次/二次再熱超超臨界機組效率均將提高至50%以上，與目前600攝氏度、一次/二次再熱超超臨界發(fā)電機組相比，可進一步降低發(fā)電煤耗至少26克/千瓦時以上。”“從目前掌握的資料來看，綜合技術(shù)和經(jīng)濟兩方面的原因，歐洲至少要在2018年以后開展700攝氏度超超臨界工程示范。按相關(guān)分析，歐洲一些國家，還有美國、日本，700攝氏度超超臨界技術(shù)商業(yè)運行最早也需要到2026年。”魏毓璞向記者介紹。
