7-超超临界火电厂材料研究综述及选材分析-50

第一篇：7-超超临界火电厂材料研究综述及选材分析-50

超超临界火电厂材料研究综述及选材分析

周荣灿 范长信

（西安热工研究院有限公司，陕西 西安 710032）

摘要：超超临界火力发电是现阶段技术上最成熟、技术经济性最好的已经实现商业运行的火电技术，在最近数十年将有广阔的应用前景。由于蒸汽温度和压力的提高对关键部件的抗蠕变、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。本文对国际上各阶段的研究计划及其中的材料研究内容进行了简要介绍。并对超超临界发电机组中各关键部件采用的耐热材料的发展进行了回顾。国内近已有数台超超临界机组开始投入建设，超超临界火电技术在我国有着非常广阔的发展前景。但国内目前机组的建设只能立足于材料的国际采购，对于新型耐热材料还需要进行大量的加工工艺研究和服役特性研究，以保障机组顺利建设和安全可靠运行。本文同时对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进行了归纳和介绍，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论。

关键词：超超临界火电厂；耐热钢；性能；选材 前言

火力发电行业目前面临两方面的压力，首先市场竞争的加剧需要降低发电成本，另一方面人们对全球环境问题日益关注，要求电厂降低SOX、NOx、CO2的排放，满足严格的环保要求。发展洁净煤发电技术是解决这些问题的关键，就目前以及将来一段时间内，在众多的洁净煤发电技术中超超临界发电技术的继承性和可行性最高，同时具有较高的效率和最低的建设成本。

除了上世纪50、60年代投运的几台超超临界机组外，从90年代初到目前为止全世界已经新建超超临界机组超过60台，其参数还在不断地提高。我国也正积极发展超超临界燃煤发电技术，已经有几座超超临界电厂正在建设之中。材料技术在超超临界发电中的作用

超超临界机组相对超临界机组蒸汽温度和压力参数的提高对电站关键部件材料带来了更高和更新的要求,尤其是材料的热强性能、抗高温腐蚀和氧化能力、冷加工和热加工性能等，因此材料和制造技术成为发展先进机组的技术核心。

国际上已经在运营或在设计建设阶段的超超临界机组温度参数大多在566－620℃，压力则分为25MPa、27MPa和30-31MPa三个级别。高的蒸汽参数对电站用钢提出了更苛刻的要求，对锅炉来说具体表现在：

高温强度 对于主蒸汽管道、过热器/再热器管、联箱和水冷壁材料都必须有与高蒸汽参数相适应的高温持久强度。

高温腐蚀 烟气侧的腐蚀是影响过热器、再热器、水冷壁寿命的一个重要因素，当金属温度提高，烟气腐蚀将大幅度上升，因此超超临界机组中腐蚀问题更加突出。

蒸汽侧的氧化 运行温度的提高加剧了过热器、再热器甚至包括联箱和管道等蒸汽通流部件的蒸汽侧氧化，这将导致三种后果：氧化层的绝热作用引起金属超温；氧化层的剥落在弯头等处堵塞引起超温爆管以及阀门泄漏；剥落的氧化物颗粒对汽机前级叶片的冲蚀。因此在过热器、再热器等材料选择中应充分考虑到抗蒸汽氧化及氧化层剥落性能。

热疲劳性能 由于机组启停、变负荷和煤质波动引起的热应力，对于主蒸汽管道、联箱、阀门等厚壁部件，材料的抗热疲劳性能是与高温强度同等重要的指标，应在保证强度的前提下尽可能选择热导率高和热膨胀系数低的铁素体耐热钢。

对汽机而言，其中的转子、叶片以及其它旋转部件承受巨大的离心力，运行参数的提高对耐热钢的热强性能提出了更高要求，而汽缸、阀门等由于温度和压力的提高也需要更好的热强性能，高温紧固件需要有更高的拉伸屈服强度和蠕变松弛强度、在蒸汽环境下的抗应力腐蚀能力以及足够的韧性、塑性以避免蠕变裂纹形成。机组的启停、变负荷与煤质的波动要求厚壁部件如转子、缸体、阀门材料有低的热疲劳和蠕变疲劳敏感性。对再热蒸汽温度高于593℃的低压转子还必须考虑材料在该温度范围内的回火脆性。国外耐热钢开发计划

历史上曾经在50-60年代投运了几台USC机组，包括美国Philo 6（125MW，31MPa/621℃/565℃/538℃）、Eddystone 1（325MW，34.5MPa，649℃/566℃/566℃）、英国的Drakelow 1

2###（375MW，24MPa/593℃）、联邦德国Hüls化工厂的自备电厂1机（85MW，29.4MPa，600℃/560℃/650℃）等。但由于技术和经济原因，美国和德国的机组都只能降低参数运行，如Eddystone 1大多数时间是在32.4MPa/605℃的参数下运行，制造和运行中出现的多数的问题都是材料问题，受当时的材料技术水平限制，厚壁部件采用奥氏体耐热钢，奥氏体钢的低导热系数和高热膨胀系数引起高温热应力和疲劳开裂。考虑到建设成本和可用率，后来新建的机组退回到了亚临界参数。直到70年代中期能源危机的出现及随后的燃料价格攀升才使人们重新考虑高参数发电技术，促成了一系列发展超临界和超超临界发电技术的合作研究计划。由于已充分认识到耐热材料对成功实现高参数机组建造和可靠运行的决定作用，这些研发项目都把耐热材料的研究和应用作为主要内容，其研究结果构成了目前超超临界机组的材料技术基础。目前还在进行新一轮研究计划为今后20-30年提供发电技术，如欧盟的Thermie AD700和COST536、美国的Vision 21和日本的New Sunshine计划等。3.1 欧洲的超超临界机组材料研究 3.1.1 COST 501计划

欧洲超超临界电站材料的研发主要在COST（Cooperation in Science ＆ Technology）计划的支持下完成。1983-1997年期间进行的COST 501计划主要开发化石燃料电厂部件用先进材料，研究范围非常广，几乎包括了耐热钢、高温合金、ODS合金、陶瓷等各种材料的开发和性能研究。在汽轮机发电技术中，COST 501计划的目标是建立29.4MPa/600℃/600℃和29.4MPa/600℃/620℃的机组，其中包括高N和含硼铁素体钢的开发、联箱及管接头的整体粉末冶金制备等。在COST 501中由来自欧盟各国的汽轮机和锅炉制造商、钢铁生产企业、电力公司参与研究和开发，并与VGB、Brite-Euram、Marcko、ECCC等机构和项目紧密结合。整个项目分为三个阶段进行：第一阶段有12个国家参与，共104个项目，总经费1500万欧元；第二阶段14个国家参与，共210个项目，总经费4800万欧元；第三阶段集中于开发高效低排放系统所需的材料，共16个国家参与，有超过200个项目。在COST 501中开发出了E911锅炉管和高温蒸汽管道材料以及COST E、COST F和COST B等汽轮机转子材料、G-X12CrMoWVNbN9 1和G-X12CrMoWVNbN 10 1 1铸钢等，同时对P91、E911等材料的加工工艺和性能进行了全面的研究。

#33 3.1.2 COST 522计划

COST 522计划是欧洲在先进发电技术领域的一项新的举措，即“21世纪的发电：高效率、低污染的发电厂”，它是在以往的COST计划特别是COST501计划成功的基础上的继续。该计划1998年8月开始，到2003年结束。其中有16个欧盟国家的70个不同机构参与，共有100多个研究项目。计划开发合适的材料、涂层和表面处理以满足：

 最高入口蒸汽温度650℃的蒸汽轮机电厂；

 燃烧室温度1450℃、NOx排放小于10ppm的燃气轮机的需要。

在蒸汽轮机项目中，将应用铁素体钢建造蒸汽参数为29.4MPa/620℃/650℃的超超临界机组，效率达到50％左右。同时还将改善寿命预测的方法，建立描述蠕变和低周疲劳行为的材料模型，并改善电厂模拟技术和运行状态的监测。分为锅炉和汽轮机两个子项目，图1是COST 522蒸汽轮机发电项目组的组织图。

图1 COST 522蒸汽轮机发电项目组的组织

表1 AD700项目的时间表

3.1.3 Thermie AD700项目

欧盟还启动了最新一轮的研发计划－Thermie AD700 PF Power Plant（兆卡计划－先进的700℃燃煤电厂），即在今后20年实现37.5MPa/700℃参数运行，效率达到55%的目标，Thermie计划由40多个欧洲公司资助，预计于2015年完成。其中关键部件将采用Ni基高温合金,材料研究工作集中于高温长期运行部件的蠕变性能、烟气和蒸汽腐蚀氧化、热疲劳性能

和厚壁部件的生产、焊接能力等。例如他们正计划用改良Inconel 617（54Ni-22Cr-1.2Co-9Mo-1Al-0.3Ti）制造用于高温出口部件的锅炉大口径管。作为过热器管这种材料的750℃/10h持久强度要达到100MPa，作为其它高温区域用的大口径管道700℃的强度达到100MPa。但是制造改良Inconel大口径管的工艺还有待开发。

Thermie计划是围绕两个主题进行组织的：更清洁的能源系统包括可再生能源；有助于提高欧盟竞争力的经济高效的能源系统。AD 700项目共分6个阶段（表1）。3.1.4 COST 536计划

即“环境友好电厂的关键部件合金的开发”

通过前期的COST501和522项目开发出了一系列的9-12%Cr钢，部分已经应用取得了良好的效益，目前最先进的火电机组参数在600-620℃，通过对这类材料进行改进可使蒸汽温度提高到640-650℃，获得2-3%的效率增益，而成本却不明显提高。COST 536与前面两个项目相比，主要从三个层次集中于一些新的技术领域：

在纳米尺度（合金开发和组织稳定性）的计算机辅助合金设计和模拟；

在介观尺度（力学和氧化性能测试）解决同时获得高的高温强度与抗氧化性能所面临的挑战，通常需要开发涂层材料；

在宏观尺度（部件制造和测试）解决实际部件与实验室试制材料之间的性能差异，以及常规无损检测技术在新材料应用中的局限性。

在该项目之前已经启动了Komet650、Supercoat以及AD700等项目。正在执行的AD700面向的是700℃电厂的材料开发和设计以及示范电厂的建设，需要采用镍基高温合金并导致建设成本的大幅度增加。本项目将支持和补充AD700项目：

能用于640-650℃的改良钢种将减少价格贵的多的镍基合金的数量从而降低成本； 减少镍基合金的数量还有助于提高机组的运行灵活性。

COST 501和522是两个比较成功的项目，COST536是前两个项目的继续，前二者通过经验和半经验方法进行材料研究，本项目通过借助计算机辅助合金成分设计程序、组织稳定性和特定组织的蠕变性能预测的计算机模拟、试验数据的神经网络分析等一系列理论性更强的方法进行。

本项目为期五年，有欧盟14个国家参与，研究经费约13000万欧元。

除此之外，在欧洲各国还有自己的耐热材料研究项目，如德国的MARKCO和VGB158、英国洁净煤技术项目等。3.2 日本的新材料研究

日本的钢铁生产企业如住友金属、NKK、新日铁、神户制钢和锅炉、汽机制造商如三菱、东芝等都投入了大量的力量开发用于先进的燃煤发电机组用的新型耐热材料，比较成功的有新日铁的NF616（T/P92）、住友金属的HCM2S、HCM12A、Super304H、TP347HFG、HR3C等锅炉部件用钢和TMK1和TMK2等转子用钢。80年代初，日本启动了超超临界发电技术的研究计划，由电源开发公司（EPDC）领衔，钢铁、锅炉、汽机制造厂和研究机构参加。由于日本当时已经开发出了一系列的9-12Cr％铁素体耐热钢和奥氏体耐热钢，其蠕变强度和耐腐蚀性能都很好，因此日本对超超临界机组的研究主要集中于这些耐热材料在现场应用中的性能数据和可靠性。第一阶段（1981－1993年）

的研究内容包括材料基础性试验、593℃和649℃下锅炉、汽机的单元试验、高温转子试验和超高温汽轮机运行验证试验等，其目标是开发应用9-12％Cr铁素体耐热钢的31.4MPa/593℃/593℃/593℃以及应用奥氏体钢的34.3MPa/649℃/649℃/649℃的两次再热机组；第二阶段（1994-2000年）的目标是开发应用铁素体钢的30MPa/630℃/630℃的一次再热机组。

表2 低合金耐热钢的化学成分

1997年起日本国立金属研究所（NRIM）启动了一项用于35MPa/650℃参数级别的超超临界机组大口径管道和联箱的高级铁素体耐热钢的研究计划。目前日本还在进行所谓的“新阳光（New Sunshine）”的发电技术研究计划，建立运行温度700℃的发电机组，该项目由日本电力（即以前的电源开发公司）牵头，得到了日本通产省的大力支持，目前正对所需材料进行研究。

3.3 美国的研究计划

美国电科院（Electrical Power Research Institute，EPRI）早在1978－1980年间就开始了一些基础研究，1986年EPRI又组织了包括美国、日本和欧洲锅炉汽机制造厂参与的RP1403项目，为期八年，对电站锅炉厚截面部件用钢、材料的标准化、现场试用等进行研究。该项目研究结果证实NF616（P92）和HCM12A（P122）钢是制造锅炉厚截面部件的合适材料。

2000年美国能源部启动了一项 “Vision 21”计划，为15以后建立能使用煤、天然气、石油焦、生活垃圾等多种原料且能生产电能、液体燃料、化工品、氢或者生产供热等多种产品的工厂提供技术支持，且要求实现零排放，蒸汽参数达到760℃，可能的话进一步达到870℃。

尽管欧洲和日本均将下一步的开发目标定在700℃，但对美国市场，700℃不是最佳的选择，因为在这个温度下，锅炉管烟气侧的腐蚀仍然非常严重。烟气侧的腐蚀与煤的性能密切相关，且对美国某些烟煤特别严重。大量的实验室研究表明液态碱金属硫酸铁引起烟气侧腐蚀的温度与合金有一定关系，对于高耐蚀合金（>25%Cr）为600-650℃，对低耐蚀合金（<20%Cr）为650-700℃。但所有实验室工作都证实在750℃或以上烟气侧的腐蚀绝大多数都消失了。研究表明最严重的腐蚀出现在600-675℃，在725℃以上腐蚀大幅度降低。

因此对于美国市场新一代的锅炉设计必须是过热器/再热器温度超过烟气腐蚀最严重的范围，760℃的设计目标看来是比较合适的。这种锅炉设计与其它地方的相比无论从整体上还是满足美国市场的特殊性方面都有很大的优势。目前为止提供用于5年期材料研究的经费为2100万美元，其中包括高温热交换器材料、耐火材料、氢分离薄膜材料等。耐热材料的发展

4.1低合金（1-3％Cr）钢

低合金钢在火电厂锅炉中作为压力部件得到了大量应用，特别是过热器、再热器的低温区域以及水冷壁，在联箱和管道中应用也比较普遍。其关键的性能要求包括：  450℃以下良好的抗拉强度（120MPa）；  550℃以下的持久强度；

 无需焊后热处理的优异焊接性能；  良好的蒸汽氧化性能；

 通过堆焊或喷涂获得优异的抗烟气腐蚀性能。

长期以来这类钢中的主力钢种包括锅炉材料P11、P22以及12Cr1MoV等和汽轮机材料1CrMoV（表2）。随后住友金属开发了T/P23，通过在T22基础成分中以W取代部分Mo并添加Nb、V提高蠕变强度，降低了C提高焊接性能，同时加入微量B提高淬透性以获得完全的贝氏体组织。与此同时，欧洲开发了T24/P24，其合金化特点是通过V、Ti、B的多元微合金化提高蠕变性能。T23在550℃的许用应力接近T91，600℃的蠕变强度比T22高93%，T24的高温强度还要略高一些。这两种钢具有优异的焊接性能，无需焊后热处理即可将接头硬度控制在350-360HV10以下，因此适合作为超超临界机组的水冷壁材料，也可取代10CrMo910、12Cr1MoV等材料作为亚临界机组的高温管道和联箱，降低壁厚。4.2 9-12％Cr马氏体钢

9-12％Cr马氏体钢是电厂中重要的一类材料，用于锅炉和汽轮机的许多部件，包括锅炉管、联箱、管道、转子、汽缸等。

对于锅炉用9-12％Cr钢，主要的要求包括蠕变强度和运行温度下的组织稳定性、高的AC1温度、良好的焊接性能和低的IV型裂纹敏感性、抗蒸汽氧化能力、疲劳性能等。图2是锅炉用9-12％Cr钢的发展过程。其中的T/P91钢是美国在80年代开发的一种综合性能优异的9%Cr钢，目前在我国的亚临界和超临界机组中得到了广泛的应用。在P91的基础上通过以W取代

图2 9-12％Cr钢的发展

部分Mo获得了T/P92和E911（T/P911）两种新型钢种。在12%Cr钢中通过相同的合金化思想开发了P122，只是为了避免出现δ铁素体，其中还加入了1%Cu。这三种钢高温强度比P91都有不同程度的提高，是目前阶段的超超临界机组（蒸汽温度<620℃）的联箱和高温蒸汽管道的主要材料。下一代的9-12％Cr马氏体钢是在这三种钢的基础上进一步增加W含量并添加Co，即NF12和SAVE12等，预计可以用到650℃。

在汽轮机的转子、叶片、汽缸和阀体中对这类材料的性能要求包括：低周疲劳性能、蠕变强度、低的应力腐蚀敏感性、铸造性能等等。

普通的12Cr％钢作为565℃以下汽机转子锻件具有足够的持久强度和抗热疲劳性能以及韧性等。9-12Cr％汽机用钢的合金强化趋势与锅炉钢是类似的。英国的12Cr0.5MoVNbN（H46）是发展的基础。美国五、六十年代在H46的基础上降低Nb含量来降低固溶处理温度和保证韧性，并减少Cr含量抑制δ－铁素体得到10.5Cr1MoVNbN（GE）以及GE调整型，同时还在12CrMoV基础上开发含W的12Cr%转子用钢AISI 422，这些钢与1.0CrMoV相比具有更好的性能，其中GE钢在565℃的超临界机组成功应用了25年。日本在H46基础上添加B开发了10.5Cr1.5MoVNbB（TAF）用于燃气轮机涡轮盘和小型汽机转子。但在运行在595℃和650℃的超临界和超超临界机组中上述钢种的蠕变强度尚不足。日本70年代开发了12Cr-MoVNb系列593℃级别的TR1100（TMK1）和TOS101和12Cr-MoVNbWN系列620℃级别的TR1150(TMK2)和TOS107，更高合金含量的12Cr-MoVNbW 系列钢TR1200和12Cr-MoVNbWCoB系列钢TOS110则用于入口温度高于630℃的转子，其中TMK1和TMK2已被用于日本593℃以上的超临界机组。

在欧洲也在COST 501下开发了9.5Cr-MoVNbB（COST“B”）、10.5Cr-MoVNbWN（COST“E”）和10.2Cr-MoVNbN（COST“F”）等一系列转子用钢，这些钢的原型锻件已被用于理化分析和短时和长时力学性能测试，其中COST“F”和COST“E”已应用于欧洲的超超临界机组。除了转子用钢，日本还开发了593℃使用的汽缸材料9.5Cr1MoVNbN（TOS 301）以及更高温度使用的9.5Cr0.5Mo2WVNbN（TOS 302）和9.5Cr0.5Mo2WVNbNB3.0Co（TOS 303）。欧洲相应地开发了G-X12CrMoWVNbN9 1和G-X12CrMoWVNbN 10 1 1两种铸钢材料。4.3 奥氏体耐热钢

奥氏体钢主要用于过热器、再热器，所有奥氏体钢可以看作是由18Cr8Ni（AISI 302）基础上发展起来的，分为15Cr%、18Cr%、20-25Cr%和高Cr-高Ni四类。15Cr%系列奥氏体钢尽管强度很高但抗腐蚀性能差应用较少。目前在普通蒸汽条件下使用的18Cr%钢有TP304H、TP321H、TP316H和TP347H，其中TP347H具有最高的强度，通过热处理使其晶粒细化到8级以上即得到TP347HFG细晶钢，提高了蠕变强度和抗蒸汽氧化能力，对于提高过热器管的稳定性起着重要的作用，在国外许多超超临界机组中得到了大量应用。在TP304H基础上通过Cu、Ni、N合金化得到18Cr10NiNbTi（Tempaloy A-1）和18Cr9NiCuNbN（Super304H），强度得到了提高，经济性很好。20-25Cr%钢和高Cr-高Ni钢抗腐蚀和蒸汽氧化性能很好，但相对于强度来说价格过于昂贵限制了其使用。但新近开发的20-25Cr%钢具有优异的高温强度和相对低廉的成本，包括25Cr20NiNbN（TP310NbN）、20Cr25NiMoNbTi（NF709）、22Cr15NiNbN（Tempaloy A-3）和更高强度级别的22.5Cr18.5NiWCuNbN（SAVE 25），这些钢通过奥氏体稳定元素N、Cu取代Ni来降低成本。

4.4 Ni基高温合金

高温合金早已用于航空领域，在目前的蒸汽发电机组中仅限用于叶片和紧固件材料。在电力行业只有采用先进的高温度设计才会对这类材料产生兴趣。如果蒸汽参数提高到700℃以上，机组的许多部件将只能采用高温合金。包括定向凝固和单晶合金在内的Ni基合金正在进行评估应用在汽轮机中。

通常认为蒸汽温度700℃左右的超临界锅炉设计中将要求联箱和主蒸汽管道在最高750℃下工作，这远远超出了铁素体钢的能力，而奥氏体钢的热疲劳问题也使得它们用于此厚壁部件不太可能。尽管蠕变强度的要求对Ni基高温合金来说不过分，但其它要求如焊接性能、成形性能和抗腐蚀性能不容易达到。在美国和欧洲的最新研发计划中都在对高温合金的工艺性能、力学性能进行评估。机组关键部件的选材分析

在超超临界机组中，关键的部件包括水冷壁、高温过热器/再热器及其出口联箱、主汽和再热汽管道、汽轮机高中压转子、叶片、汽缸等。在前面已经对这些部件材料的性能要求和相应的材料进行了简要的介绍，下面对锅炉部件材料选择进行介绍，因为这些部件选材是否合理对机组的可用率影响最大，在国外目前已投运的超超临界机组中这些部件出现的材料问题相对较多。5.1 水冷壁

考虑到膜式水冷壁安装和检修的操作条件，膜式水冷壁制造材料需要采用焊后不需热处理的钢材，受此限制，尽管水冷壁的温度与其它高温部件相比不是太高，由于材料的选择范围非常有限，水冷壁也机组是向高参数过渡的关键部件之一。

超超临界机组主蒸汽压力和炉膛热负荷的升高会提高水冷壁的温度。例如在32.5MPa/620℃的蒸汽参数下出口端的汽水温度达到475℃左右，投运初期的管壁中央温度为497℃，垢层增厚后可提高到513℃左右，热负荷最高区域的管子外壁温度可达到524℃，最高的瞬时温度可达到539℃。此时需要合金含量更高、耐热性能更好的材料。图1是一些水冷壁候选材料的持久强度。丹麦的Konvoj 1&2机组（29MPa/582℃/580℃/580℃，1997、1998年投运）选用了熟悉#的13CrMo44作为水冷壁材料，该材料焊后不需热处理。按照外径38mm、壁厚6.3mm计算其最大允许汽温435℃，即使增加壁厚也仅为450℃。13CrMo44是当时最好的成熟水冷壁材料，业主当时不愿承担采用未经考验的新钢种的风险。在T22基础上开发了两种新钢种HCM2S（T23）和7CrMoVTiB10 10（T24）焊接性能都很好，焊后硬度低于360HV10，不需要进行焊前预热和焊后热处理，许用金属壁温达到545℃和560℃，是主蒸汽温度620℃以下锅炉水冷壁的最佳候选材料。对于更高的蒸汽参数，三菱开发的HCM12是一种选择，该钢种也无需焊后热处理（但需要焊前预热），而蠕变性能更佳，但高的δ-铁素体含量（30%）使得加工困难，长期性能还需进一步考证。同时三菱还试图在T23中添加稀土进一步提高性能。为了降低NOX的排放，现代的锅炉还采用分段燃烧的技术，这对水冷壁是一个严峻的考验，因为考虑到成本和焊接性能，水冷壁材料的合金含量尤其是Cr含量并不太高，其抗腐蚀能力

有限，在炉膛的下部的还原性气氛将会导致严重的水冷壁管减薄（1-3mm/年），在使用高硫煤时必须考虑这一点，采用Cr含量稍高的钢种、表面喷涂处理甚至采用共挤复合管子。5.2 汽水分离器

直流锅炉的汽水分离器容积较大，在40-100%负荷之间汽水分离器仅仅作为蒸汽流通部件，而在更低的负荷时，水冷壁出口的工质是汽水两相流，汽水分离器将其中的水从饱和蒸汽中分离出来送回锅炉给水，蒸汽送至过热器。在启停过程中汽水分离器经历从湿态到干态运行的转换，承受严重的热疲劳应力。在超超临界机组中主蒸汽压力的提高、水冷壁出口介质温度的升高，对汽水分离器材料的蠕变性能要求也有所提高。可供选择的材料包括P12、P22、P23、X20CrMoV121以及P91等，低强度的材料会使壁厚增加，影响启停速率和运行灵活性。但可以增加分离器的数量来减少所需的壁厚。5.3 联箱与管道

末级过热器、再热器出口联箱与主蒸汽、再热蒸汽管道位于炉膛外边，不需要考虑烟气腐蚀问题，由于没有烟气加热，可以认为其蒸汽温度即为金属温度。两者对材料的要求基本一致，主要是高温蠕变强度和热疲劳性能、抗蒸汽氧化能力等。不同之处是联箱材料的选择需要考虑到与过热器、再热器和出口连接管之间的焊接问题。

联箱与管道的首选材料是铁素体耐热钢，因为低的热膨胀系数和高的热导率可以允许较高的启停速率而不会导致这些部件严重的热疲劳损伤。超超临界机组的蒸汽温度通常高于566℃，目前采用的联箱和管道用钢主要有P91、P92、P122和E911。

P91在国内已经有10余年的使用经验，在日本P91钢最高使用温度超过了600℃，但在欧洲，根据欧洲蠕变合作委员会（ECCC）的建议，P91的设计许用应力比美国和日本低10%，认为P91只能用于25MPa/593℃或30MPa/580℃以下的蒸汽参数。建议在我国的机组中使用温度不超过580℃。

P92和E911是在P91的基础上添加的1.8%和1.0%的W并适当降低Mo，P122的W含量与P92相近，但Cr含量由9%提高到了12%，同时添加了1.0%Cu以抑制δ-铁素体的析出。这三种钢可用于34MPa/620℃以下的蒸汽参数。

在ASME标准的数据中，P122和P92在600℃的许用应力要比P91高30%左右，E911只比P91高10%，但根据欧洲的最新测试结果表明，P92和P122的长期蠕变性能实际并没有那么大的优势。

由于W含量较高，P92和P122在高温下运行的组织稳定性低于P91，脆化倾向较大，高温强度降低明显，而E911介于其中。P122由于Cr含量高，抗蒸汽氧化能力更好。所有这些钢作为厚壁部件时焊接接头有Ⅳ型断裂的倾向，即在临近母材的HAZ细晶区发生的蠕变强度低于母材的断裂，在强度设计时必须考虑到这点。

对580℃的蒸汽温度，P91可以满足强度要求，且在国内已经有较多的使用和加工经验；对600℃左右的蒸汽温度，P92和E911有一定优势，如果汽温进一步提高到620℃左右，建议采用12%Cr的P122等材料，因为600℃以上9%Cr钢的蒸汽氧化性能略显不足。

从供货来源上考虑，P92目前有3家生产厂，E911和P122各只有一家，对应的焊接材料P92有4家生产厂，其余两种新材料也只有一家。

新近开发的NF12和SAVE12以及最近Fuijita刚报道的NF12改良型期望能用于650℃，40 但这些材料尚不成熟，缺乏足够的性能数据。欧洲的COST计划也在寻求开发在620℃以上蠕变强度和抗蒸汽氧化能力更高的12％Cr钢。

尽管奥氏体钢有热膨胀系数高、导热性差、价格昂贵等不足，选择奥氏体钢作为联箱、管道材料仍然在人们的考虑当中，因为这些缺点在一定程度上可以通过某些方式得到补偿，或者当温度进一步升高时，这种选择是不得以的事情。首先由于蒸汽管道、联箱的温度对奥氏体钢来说不是太高，可以选择合金含量低一些的钢种，如X3CrNiMoN1713，成本可以降低。同时奥氏体钢的高强度可以使壁厚降低从而提高容许温升速率，如600℃、30MPa下P91钢的联箱容许温升速率仅为X3CrNiMoN1713联箱的一半。除此之外，还可以从采取结构设计措施来避免奥氏体钢的不足，如增加平行的小尺寸的蒸汽通道的数量、设置末级前的中间联箱等都可以减薄壁厚。通过这些措施X3CrNiMoN1713可以用到35MPa/620℃或25MPa/650℃以下的场合。目前已经有4家德国电站决定大量采用该钢种，其中包括Lippendorf 两台800MW的机组R、S和Boxberg 4机组（440MW）。5.4 过热器/再热器

过热器/再热器管在锅炉中是服役条件最为复杂、恶劣的部件，需要同时满足蠕变强度、烟气侧抗腐蚀和飞灰冲蚀性能、蒸汽侧抗氧化性能等。同时还需有较好的加工性能和经济性。

受到烟气侧腐蚀的限制，除非燃煤的含S量极低，一般蒸汽温度566℃以上的过热器/再热器管需要采用奥氏体耐热钢。在常规的奥氏体不锈钢中，TP304H、TP321H、TP316H和TP347H等这些钢在蒸汽温度620℃以下的超超临界机组作为高温过热器/再热器时抗烟气腐蚀性也是足够的，蠕变强度偏低但通过增加壁厚可以满足要求。欧洲早期一些蒸汽参数为580℃的超超临界机组就选用了TP321等常规不锈钢。但在USC机组的SH/RH选材中，蒸汽侧的氧化性能是一个至关重要的指标，常规的奥氏体不锈钢难以满足要求，上述欧洲机组在运行一段时间后即因氧化皮剥落造成机组停机，最后降低参数运行。

过热器、再热器材料抗蒸汽侧的氧化性能也是选择时考虑因素之一，运行温度的提高加剧了过热器、再热器的蒸汽氧化，这将导致三种后果：内侧氧化层的绝热作用引起金属超温；氧化层的剥落在弯头等处堵塞引起超温爆管；蒸汽流中的氧化物颗粒对汽机前级叶片的冲蚀。9%Cr钢的蒸汽氧化速率限制其使用温度不高于600℃，12%Cr铁素体钢抗蒸汽氧化能力稍高一些。

管子内壁镀Cr是一种有效的蒸汽氧化控制方法，对300系列不锈钢进行内表面喷丸处理也很有效，但工程上没有得到大量应用。新开发的TP347HFG、Super304、HR3C是目前主要的USC机组末级过热器/再热器材料。

Super304H是在TP304H的基础上添加了3.0％Cu并以Nb、N合金化，通过析出富Cu相对基体进行强化。Super304H的600-700℃的持久强度比TP347H至少提高了20％。在保证晶粒细小的前提下，蒸汽氧化性能得到提高。焊接性能优于TP347H。

TP347HFG是对TP347H的热加工工艺进行调整，使晶粒度由ASTM4-5#提高到8#以上，这种细晶粒的材料可以有效促进Cr的扩散，在蒸汽环境下形成保护性的Cr2O3，蒸汽氧化速率降低一个数量级以上。600℃的蠕变强度比粗晶粒TP347H高20-30％。焊接性能优于TP347H。

HR3C是在25%Cr的TP310基础上添加了Nb、N，运行过程中析出NbCrN相，使强度得到大幅度提高。由于Cr含量的增加，抗蒸汽氧化性能也较好。但这种钢最初是作为垃圾焚烧电#

站用抗腐蚀材料开发的，在超超临界机组中的运行时间偏短。

三种材料都能满足蒸汽温度620℃以下的超超临界锅炉中过热器、再热器管的强度要求，但订货时需要对组织提出要求以保证良好的氧化性能。三种钢种均已经开发出相应的焊接材料。

国内近几年开始研究超超临界机组的相关技术，并有数台机组开始投入建设，由于煤电将在很长时间内在我国占主导地位，超超临界火电技术在我国有着非常广阔的发展前景。

然而近几十年来国内的电站新材料开发几乎处于完全停滞状态，目前超临界和超超临界机组甚至包括部分亚临界机组的关键材料或部件几乎完全依赖进口，这种状态在短期内还无法改变；从国外购买先进材料是发展超超临界技术的最现实的途径。

另一方面，国内对于现阶段超超临界机组所需各种新材料的加工工艺和服役特性研究也刚起步，缺乏足够的材料加工和使用经验，为了保证机组的顺利建设和将来长期安全可靠的运行还需要进行大量工作。结束语

超超临界发电是一种前景广阔的洁净煤发电技术。在超超临界蒸汽参数条件下，对机组一些关键部件都提出了更高的性能要求，合理选材是保证机组安全可靠的基础。目前国际上的成熟材料可以满足34MPa/620℃参数条件的要求，国外还在开发650-760℃参数下机组的高温材料。国内目前发展超超临界发电技术只能完全依靠国外的新型耐热材料，并有许多材料研究工作亟待进行。

参考文献：

[1] R.Viswanathan et al, Materials for Ultrasupercritical Coal Power Plants－Boilers Materials：Part 1，JMEPEG(2001)10:81-95.[2] R.Viswanathan et al, Materials for Ultrasupercritical Coal Power Plants－Turbine Materials：Part 2 ibid, 96-101.[3] Cleaner Coal Technology Programme technology status report 018: Review of status of advanced materials for power generation.[4] 国内外超超临界机组材料及焊接研究资料汇编，西安热工研究院有限公司.______________________ 作者简介：

周荣灿（1971－）,工学博士，主要研究方向为新型电站材料的服役特性。

第二篇：超超临界机组焊接质量控制

超超临界机组承压部件焊接质量控制

超超临界机组焊接质量控制

一、工程概况

望亭发电厂改建工程为2×660MW级的超超临界、中间再热、燃煤发电机组。本工程项目公司为望亭发电厂，设计单位为华东电力设计院，主体工程监理单位为安徽省电力工程监理有限责任公司。

锅炉采用上海锅炉厂有限公司产品，为超超临界参数变压运行直流炉、单炉膛、一次再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构；锅炉采用半露天封闭、П型布置。

汽轮机采用上海汽轮机有限公司引进西门子技术的国内首台产品，汽轮机为超超临界一次中间再热，四缸四排汽，单轴凝汽式，机组能满足各种运行方式，有较高的负荷适应性，能够带基本负荷并具有调峰能力，其中高压缸（运输重量为133t）、中压缸（运输重量为195t）为整体供货。

发电机采用上海汽轮发电机有限公司生产的产品。形式：水氢氢冷却汽轮发电机，静态励磁。

二、焊接特点

锅炉受热面施工采用地面组合及高空安装相结合的方法，因本工程属于老厂改建工程，组合场地狭小，高空安装工作量大，由此增加了焊接工作的难度，给焊工提出了更高的要求。本工程锅炉设备为上海锅炉厂首次设计600MW等级的超超临界锅炉，大量采用了T/P91、T/P92、Super304、HR3C等合金钢，焊接的难度较大。本工程为超超临界，锅炉受热面焊口数约五万多只，且工程工期短，焊接工作难度相对较大。本工程超厚壁管道比较多，焊接及焊接热处理时间较长，施工难度相对较大。

三、焊接过程中的质量控制

目前，就电力建设行业来说，一个工程中所涉及到的承压部件焊接工作特别多，从锅炉受热面、锅炉本体连接管及炉顶钢架到汽机四大管道及中、低压管（包括汽机本体油管道）等等都需要进行焊接。这就涉及到一个焊接质量问题，其好坏对一个工程是否合格或优良起着决定性的作用。下面就在工程中如何把好焊接质量关谈一些看法。

在工程建设中如何使焊接质量得到有效的控制。主要方法为：

1、人员培训。超超临界机组承压部件焊接质量控制

要求理论和实际相结合，培养出技艺出众、作风良好的优秀焊工。

2、材料控制，防止不合格的材料用于工程建设中或材料错用等情况的发生。

3、制定合理的施工方案和工艺制度，确保和提高焊接工程质量。

4、建立有效的质量保证体系，从上至下形成质量管理网络，明确分工和职责。

1）首先要从人员培训出发，没有一批优良合格的焊工，就不用谈焊接质量。培训分为实际操作和理论学习两部分。在实际操作过程中，要求焊工养成良好的习惯，如认真检查对口质量，培养正确的操作手法，认真清理层间飞溅和熔渣，认真进行表面质量的自检等。这样就为以后在现场施工时打下一个良好的基础。

实际操作水平高是焊接质量保证的一个关键，但焊接理论知识的学习同样不可忽视。根据以往的工程经验发现，培训时往往注重实际操作的练习和考核，焊接理论知识的学习和考核则一点也不重视，这就造成了在现场施工中，一些焊工对焊接的基本条件不了解，不能够正确识别焊接材料的种类及基本用途，有的焊工甚至连《焊接自检记录》的表格都不会填。所以，人员的培训是保证焊接质量的前提。在培训考核过程中，要求培训单位严格把关，培养出技艺出众并能够熟悉掌握理论知识的优秀焊工。

2）焊接材料的控制。焊接材料的好坏及是否正确使用直接影响焊接质量。不合格的材料可直接导致焊接缺陷的产生，如气孔、夹渣等。如果用错焊接材料就有可能产生严重的后果，特别是承压管道的焊口，材料一旦用错，不仅是焊口泄露问题，还可能引起重大的安全事故，对人身及国家财产带来巨大的损失。可以从以下几方面来做好工作，使焊接质量得到保证。

a)入库与存储

焊接材料入库前，工地材料员和焊条库管理员应对每批焊材进行质量验证，看是否符合计划要求和技术条件要求，不符合要求的一律不许入库。正确填写《焊接材料进货记录》和《焊接材料入库检查记录》。

检查焊接材料的型号、规格、数量是否与计划一致，质保书是否与实物一致。检查外包装及干燥程度：焊条、焊丝外包装应完好无损，无受潮现象。将数根焊条放在手掌上相互滚动，如发出清脆的声响，即表示焊条较干燥，如听见的是低沉的沙沙声，或表面起粉，或焊芯、焊丝已生锈，则表明已受潮。

检查焊条药皮强度：将焊条举高1米，让其水平跌落在光滑的水泥地面或 超超临界机组承压部件焊接质量控制

铁板上，应无裂口或脱块现象。检查焊条焊丝表面质量：用肉眼观察，焊条应无砂眼、鼓包、偏心、药皮脱落、药皮裂口等，焊条焊芯、焊丝应无锈迹。

氩气入库时，应检查有无合格证明，并抽查气瓶压力是否充足。氩气纯度不得低于99.95%。

焊条库应干燥、通风良好。库房内应配置远红外灯泡和除湿机、温湿度表。库房温度应大于5℃，且相对空气湿度小于60%。焊条库管理员应经常检查温湿度状况，并且每天两次（上、下午各一次）记录温湿度。焊接材料应按型号、规格、批号分类存放，并挂标识牌。焊条堆放应与地面、墙壁保持不少于300mm的距离，且堆放高度不宜超过1米。

b)焊条的烘燥。

焊工班（组）长应根据工作任务，将次日所需焊条数量通知焊条库，以利焊条库及时烘燥。

焊条烘燥应按其质保书上的规范要求进行，一般碱性焊条350℃恒温1小时、酸性焊条150 ℃恒温1小时。烘燥时应按焊条型号、规格分开，并做好标识，严禁混淆。不同牌号的焊条尽量在不同的烘箱中分别烘燥。焊条烘燥时，升降温速度应缓慢，严禁将冷焊条突然放入已升至高温状态的烘箱中，或将烘至高温状态的焊条突然取出，造成药皮开裂脱落。

焊条在烘箱内应放置均匀，每层不宜太厚（一般不超过100mm为宜），使焊条得到均匀而全面的烘燥。烘燥后的焊条应放在100-150℃的低温箱中待用。烘燥后领出使用而未用完的焊条，须做好标识，重新进行烘燥，但重复烘燥次数不得超过两次。对严重受潮、二次烘燥未用完、存放超过三年以上的焊条和表面锈迹严重的焊丝等应报废，并填写《焊接材料报废记录》。

焊条烘燥应做好烘燥记录。c)材料的发放与使用

焊工领用焊接材料，须凭施工班组长签发的《焊工日任务单》。该单应填写正确、齐全、清晰，否则，焊条库应拒绝发放。

特殊用途的焊接材料（如合金钢焊条、焊丝、不锈钢焊条焊丝等）应由技术员或专工签字，方可发放。

焊条库管理员应认真核对领用单上的材料型号规格，以防错发。焊工领用时 超超临界机组承压部件焊接质量控制

也要核对，防止错领。

焊工应带焊条筒领用焊条，焊条用于受监部件焊接时，应带保温筒领用。否则，焊条库应拒绝发放。

二次烘燥的焊条，焊条库应优先发放完，焊工应优先使用完。发放时应在《焊工日任务单》上注明。

焊工在施焊时，应从焊条筒内随用随取，不得将成把焊条拿出放在工件或地面上。焊条（焊丝）头不得随意乱扔，尤其是高空作业时。

当日未用完的焊材应当日送回焊条库，焊条库做好回收记录。焊条（焊丝）及焊条头回收率不得低于领用数的98%，且焊条头长度不得大于50mm，焊丝头长度不得大于150mm。

焊工领用氩气，在使用前应试验其纯度，如发现不纯，应退还气站。若该批次有多瓶氩气不纯，应及时向工地领导反映。气瓶使用时不得用尽，应留有0.1-0.2MPa的余气。

分承包方领用焊条、气瓶时亦应按此办法执行。

从以上三方面来对焊接材料进行控制，杜绝应材料问题而造成焊接质量的失控。

3）提高和改进焊接、热处理施工工艺

焊接质量与施工工艺有着密不可分的关系，合理的、先进的工艺不但可以提高焊口的合格率，而且可以减轻焊工的劳动强度，提高工作效率。为了提高焊接施工工艺水平，使焊接全过程处于受控状态，确保工程焊接质量，特制定了施工工艺细则，要求施工人员严格遵守。细则内容如下：

a)各级人员职责

焊接技术人员应掌握工程概况，结合实际编制作业指导书，根据现场情况制定合理的焊接工艺，并向施工人员进行技术交底，深入实际进行技术指导和监督，参与重要管道和部件的质量验收工作，记录、检查和整理焊接资料。

焊接质检人员负责焊接工程的检查、监督和验收评定工作，参与技术措施的编制，注重质量监督资料的积累和总结。

焊工班组长应掌握焊工技术状况和工程情况，合理分工、过程监控，参与焊接工程的验评工作。超超临界机组承压部件焊接质量控制

焊工应有良好的工艺作风，严格按照给定的焊接工艺和技术措施进行施焊，完成合格的焊接接头。

热处理工应遵守作业指导书和交底规定，做到操作无误、记录准确。安装工应严格按规范或图纸规定对口装配，符合要求后方可焊接。b)施工前的准备

施工作业指导书经审核批准，并按要求进行交底。

施焊焊工必须经相应项目的技术考核，并持有效的合格证件。热处理工每档必须至少有一人经过专业培训考核取得资格证书。

承担锅炉受热面管子焊接的焊工在施焊前，应进行与实际条件相适应的模拟练习，并经折断面检查连续合格后方可正式焊接。

焊工在施焊前应检查对口装配质量，不符合要求的，应要求安装工重新调整至符合规范或图纸要求。

焊工、热处理工应备齐必要的工器具，焊前应试验氩气流量及纯度，检查确认焊条、焊丝，若有怀疑应及时报告技术人员或质检人员处理。

凡受监部件焊接，焊工必须用保温桶领装焊条，焊丝使用前必须用砂纸打磨出金属光泽。

检查确认焊机或热处理设备处于良好工作状况，焊接场所的挡风、防雨设施应完善。

c)施工工艺要求 焊接方法的选择

受监焊口焊接方法主要有手工电弧焊、手工钨极氩弧焊和氩弧焊打底电焊盖面三种。手工钨极氩弧焊一般适用于φ＜60mm、壁厚δ≤5mm的锅炉受热面管子焊接；中低压管道、燃油管道、汽轮机和发电机的冷却润滑系统焊口等必须采用氩弧焊打底；其它受监焊口采用氩弧焊打底电焊盖面的方法；钢结构、锅炉密封、六道等其它项目的焊接采用手工电弧焊。

热处理方法的选择

严格按照规程规范要求进行预热和焊口热处理的。

点固焊时，应与正式施焊要求相同，点固焊后应检查各个焊点质量，如有缺陷立即消除，重新点焊。严禁在被焊工件表面引燃电弧、试验电流或随意焊接临 超超临界机组承压部件焊接质量控制

时支撑物，高合金钢材料表面不得焊接对口用卡具。

中、高合金钢（含铬量≥3%或合金总含量＞5%）管子和管道焊口，为防止根层氧化或过烧，焊接时内壁应充氩保护，小口径管也可以不充氩，但必须采用药芯焊丝打底。

采用钨极氩弧焊打底的根层焊缝检查后，应及时进行次层焊缝的焊接，以防止产生裂纹。

多层多道焊缝焊接时，应逐层清理干净，检查合格后方可焊接次层，直至完成。

除焊接工艺规定的焊口外，所有焊口应连续完成，不得中途停止施焊，更不得将未焊完的焊口过夜（包括点焊口）。因不可预料的原因被迫停止时，应及时采取防护措施（如后热、缓冷、保温等），重新焊接前应严格检查，确认焊口无裂纹等异常情况后，方可继续焊接，需预热的焊口应重新预热。

为减少焊接变形和接头缺陷，直径大于194mm的管子和锅炉密集排管的对接口宜采取二人对称焊，公称直径大于或等于1000mm的管道或容器的对接焊口，应采取双面焊接，并采取清根措施，以保证封底焊质量。

厚壁大径管当壁厚大于35mm、采用多层多道焊时，氩弧焊打底层厚度不小于3mm，其它焊道的单层厚度不大于所用焊条直径加2mm，单道摆动宽度不大于所用焊条直径的5倍。

施焊，应特别注意接头和收弧的质量，收弧时应将熔池填满，多层多道焊的接头应错开。

密封件与受热面管子焊接时，严禁在管壁上引弧，并注意防止产生咬边。焊接结束后应做好清理检查工作，注意表面工艺质量，做到焊缝表面整齐、过渡圆滑、成型美观。

需要预热或焊后热处理的焊缝，应及时进行预热或热处理。对容易产生延迟裂纹的钢材，焊后应立即进行热处理，否则应做后热处理（加热300-350℃，恒温2小时）。

热处理规范参数（加热方法、加热温度、升降温速率、恒温时间、加热宽度、保温宽度等）应按交底或规程要求严格执行，热处理过程中必须有人监控仪器、仪表，发现问题及时纠正或汇报技术人员。超超临界机组承压部件焊接质量控制

热处理所用仪器、仪表、热电偶应根据计量要求进行标定或校验。大口径管道进行热处理时，测温点应对称布置在焊缝中心的两侧，且不得少于两点。水平管道的测点应上下对称布置。

安装管道冷拉口所使用的加载工具，需待整个对口焊接和热处理完毕后方可卸载。

d)质量检查

焊接技术人员和质检人员应经常深入施工现场，检查作业指导书及技术措施的执行情况，对违反工艺规范要求的，应立即制止并纠正。

焊接完成后，焊工应仔细检查表面质量，如有超标缺陷，应及时消除。当热处理记录曲线与所要求的规范参数不符时，应对热处理焊口进行硬度测试，如硬度不符合要求，需重新进行热处理。

焊工应在分项工程焊接接头完成后及时填写自检单，班（组）长应对焊缝100%检查，合格后方可在自检单上签字，并交工地质检员复检。

工地质检人员应根据自检记录对其进行复检，受监焊口必须进行100%检查，其它焊缝应做不少于50%的抽检，检查合格后通知公司质检人员或监理代表会同验评。

受监焊口完成，经表面检查合格后，由技术人员委托金属试验室进行无损探伤。

焊接接头有超标缺陷时，可采取挖补方式返修，但同一位置的挖补次数不得超过三次，中高合金钢不得超过两次。需进行热处理的接头，返修后应重新热处理。返修必须在接到返修通知单当日完成。

e)奖惩办法

焊工和热处理工必须严格按照给定的工艺施工，对违反工艺制度、屡教不改或造成严重不良后果者，将给予罚款甚至下岗处理。

焊工应加强自检，若工地复检时，查出超过5%的焊接接头不合格，应追究焊工和班（组）长责任；若公司级或监理验收时超过2%不合格，则应追究工地质检人员和技术人员的责任。

热处理曲线应100%合格，否则追究热处理工责任。

受监焊口一次合格率小于90%的焊工，应暂停该项目的焊接工作，重新练习超超临界机组承压部件焊接质量控制

合格后方可再上岗。一次合格率小于80%时，该焊工将不允许在本工程再担任受监部件的焊接工作，并采取相应的经济处罚措施。

所有汽水油气管道焊口，在水压、酸洗或试运转时不允许泄漏，如有泄漏，对施焊焊工、班组长、技术人员和质检人员作罚款处理。

对模范遵守工艺制度，并取得优良质量的焊工和热处理工给予一定奖励。以上几点从班组各级人员的职责、焊接热处理施工工艺及质量检验等工作来控制焊接质量，使班组每个人都各尽其责，各尽其能。4）建立质量保证体系

在现场施工中，一个好的质量管理网络可以使焊接质量得到明显的提高和有效的控制，层层把关，使规程、规范、措施和各项管理制度一一得以落实。质量保证体系主要有以下几点：

工地建立了质量管理网络，明确各级质量职责。工地主任为质量第一责任人，焊工是焊接质量的直接负责人，工地专职质检员主要负责焊接过程监督检查及验评工作。

加强焊工的技术培训与理论学习，提高质量意识，增强责任感。制定相应的管理制度及技术措施，并认真落实执行。

从影响焊接质量的五个基本要素（人、机、料、法、环）着手，全方位、全过程严格把关，层层控制。

严格执行检查验收制度，自检不能流于形式，复检要善于发现问题、解决问题，要一级对一级负责。

积极开展技术革新与QC攻关活动，以提高工程焊接质量，设立专项质量基金，制定质量奖惩办法，奖罚分明，调动职工积极性。

以上主要从四个方面阐述了如何对焊接质量进行控制。这些都是在电力建设工程中要严格实施和执行的，也是控制焊接质量最基本的方法。在本工程中，都得到了很好的实施，并取得了比较好的成绩。焊口无损检测的一次合格率都在98%以上，焊缝表面质量优良率在99%以上。

在工程建设中，还有很多焊接问题需要解决。我们要从管理和最基本的工作方法着手，结合实际，一步一步，严格控制，才能使焊接质量不断提高。

第三篇：火电厂锅炉耐热钢的选材及发展

火电厂锅炉耐热钢的选材及发展

【摘 要】火力发电是我国的主要发电方式之一，而超（超）临界发电是我国火力发电技术的主要发展方向。材料技术又是超（超）临界机组发展的关键问题，我国锅炉关键耐热材料主要依靠进口，对国外耐热钢有很大依赖性。因此，了解国际上高温材料的方向，开发新型耐热钢对我国超（超）临界锅炉的发展将起到重要的作用。本文汇总了比较先进的一些耐热钢的特点，为耐热钢的选材及研发提供参考。

【关键词】超超临界；锅炉；耐热钢

火电厂锅炉要使用大量金属材料，中高压锅炉机组受热面管常用珠光体耐热钢及18-8型粗晶粒奥氏体耐热钢制造。随着发电技术的发展，大容量、高参数火电机组近年来大量投入电网，现在超（超）临界机组已成为中国电力生产市场的主力机型。提高火力发电厂效率的最有效方法之一是提高锅炉蒸汽温度、压力等参数。而提高蒸汽参数遇到的主要难题是金属材料的问题。火电厂锅炉受热面管子与蒸汽管道常用的传统钢材及其特点

中、高压锅炉机组受热面管子中，因水冷壁管和省煤器管温度较低，一般采用优质碳素结构钢就能满足需要，如20、20G钢，省煤器加装防磨瓦。

过热器管和蒸汽管道一般采用合金钢管，常用的是1%-3%Cr系列的低合金耐热钢以及18-8型粗晶粒奥氏体耐热钢。主要钢种有：

（1）15CrMo珠光体耐热钢，对应的美国钢号有T11、T12、P11、P12，德国的13CrMo44；

（2）12Cr1MoV珠光体耐热钢，对应的美国钢号有T22、P22，类似的还有德国的10CrMo910；

（3）12Cr2MoWVTiB珠光体耐热钢，也叫钢研102；

（4）传统的18-8型粗晶粒奥氏体耐热钢0Cr19Ni9、1Cr19Ni11Nb，对应的美国钢号TP304H、TP347H。

20、20G，属于低碳钢，塑性、韧性好，焊接性好，在450℃以下有足够的强度，在530℃以下具有满意的抗氧化性，但长期在450℃以上使用会发生珠光体球化和石墨化，降低蠕变极限和持久强度，引起爆管。

15CrMo（T11、T12、P11、P12），由于铬元素提高了碳化物的稳定性，有效阻止了石墨化的倾向，但珠光体球化及合金元素再分配现象会导致材料的热强性下降，超过550℃时，热强性下降明显，抗氧化性变差。

12Cr1MoV（T22、P22），有较高的热强性及持久塑性，580℃时表面形成致密氧化物保护膜，有足够的抗氧化性、良好的焊接性，长期运行会出现珠光体球化和合金元素再分配现象，降低热强性。

12Cr2MoWVTiB（钢研102），有良好的综合力学性能，但其热强性对热处理比较敏感，要求热处理工艺严格控制，主要用于壁温不大于600℃的过热器管、再热器管，很少用于蒸汽管道。

传统的18-8型粗晶粒奥氏体耐热钢0Cr19Ni9、1Cr19Ni11Nb（TP304H、TP347H），有很高的热强性及抗氧化性，高的耐腐蚀性，使用温度在650℃，但长期使用易发生蒸汽侧氧化皮剥落，造成小管径弯头堵塞爆管。超（超）临界锅炉对材料的要求

超（超）临界锅炉对所用材料的热强性、抗高温腐蚀和蒸汽侧抗氧化能力都有更高的要求，所以研发新型锅炉用材料成为发展先进机组的技术核心。目前各国都在积极研发新型耐热材料，美国、日本都有较成熟的产品，我国近几年新建的大型机组使用的材料大多依赖于从国外进口。超（超）临界电站锅炉采用的国外新材料

当前国内国际普遍采用和研制推广的耐热新钢种有以下几类：

3.1 新型细晶粒强韧化耐热钢（含铁素体耐热钢和马氏体耐热钢）

T23：是在T22基础上，结合钢研102的优点改进的，通过降低C含量和添加 W、V、Nb、B而获得的低碳、多元、高强度、高韧性的贝氏体型耐热钢。在600℃时强度比T22高93%，与钢研102相当，但含碳量更低，焊接性和加工性更好。

T24：与T22的化学成分相比较，增加了V、Ti、B，减少了含碳量，焊接性能良好。T23、T24钢金相组织为贝氏体和马氏体。如果冷却速度极端缓慢得到铁素体和珠光体，力学性能会变坏。在超临界和超超临界压力锅炉中，水冷壁的壁温有时候会达到550℃。碳素钢不能满足需要，T23、T24成为水冷壁的最佳选材。

T91：是改良的9Cr-1Mo型高强度马氏体耐热钢，是一种综合性能优异的 9%Cr 钢，该钢通过降低含碳量，添加合金元素V和Nb，控制N和Al的含量，使钢具有高的冲击韧性、热强性和抗腐蚀性。此外，该钢的线膨胀系数小，导热性好。主要用于亚临界参数、超临界参数锅炉中壁温不大于600℃的集箱及蒸汽管道，同时也是代替T22、P22的理想材料，是改造现役机组高温部件的理想替换材料。

T92：是在T91的基础上通过减少Mo、增加W的含量，并控制B的含量得到的新型9%Cr的马氏体耐热钢，力学性能与T91相当，焊接性能有所改善。600～650℃的蠕变强度有很大提高。许用应力比T91高34%，强度是TP347H的1.12倍。有望在大型锅炉再热器、过热器高温段代替TP304H、TP347H钢。

T122：是一种12%Cr的马氏体耐热钢，添加2%的W、0.07%Nb和1%的Cu，该钢具有更高的热强性和耐腐蚀性，含碳量的降低，焊接性能也进一步得到改善，主要用于制造620℃以下的主蒸汽管道。

E911：也是一种9%Cr的马氏体耐热钢，是在T91基础上以1.0%的W取代部分Mo，利用W、Mo复合固溶强化，同时B能够起到填充晶间空位，强化晶界的作用，并且B还能形成碳硼化合物，稳定碳化物沉淀强化效果，从而提高了钢的热强性。E911钢中的含W量低于T92，故E911钢的工艺性比T92更好。

3.2 新型细晶粒奥氏体耐热钢

奥氏体钢晶粒细化可以明显提高其许用应力。

SUPER304H：是TP304H的改进型，添加了3%的Cu、0.4%的Nb，由于细晶粒结构和细铜相的沉淀强化作用，获得了极高的蠕变强度，在600～650℃许用应力比TP304H高30%，在高温下具有优良的机械性能、抗蒸汽氧化和耐热腐蚀性能，可以在650℃以下长期运行。是超（超）临界锅炉过热器、再热器的首选材料。

TP347HFG：是TP347H型不锈钢通过特定的热加工和热处理工艺，使晶粒细化到8级以上，经细化晶粒后许用应力提高了20%以上。也大大提高了材料抗蒸汽氧化的能力。

3.3 高铬镍奥氏体钢

HR3C钢（25Cr-20Ni-Nb-N钢）：是日本研制出的一种新型不锈钢。通过限制C含量，并添加0.20%～0.60%的Nb，0.15%～0.35%的N，利用弥散析出的强化相，材料具有优良的高温强度和抗高温蒸汽氧化性能，是650℃超（超）临界电站锅炉中末级过热器和再热器的主要耐热钢管材之一。

NF709（20Cr-25Ni-Mo-Nb-Ti-N-B）：是在常规奥氏体不锈钢基础上，严格控制杂质，对成分做了进一步完善研制而成的，专用于超临界机组锅炉的新型奥氏体不锈钢。在该钢中，Ni含量达25%左右、Cr含量20%左右，有很高的持久强度及优良的抗氧化性和耐蚀性；焊接性能与常规的18-8不锈钢相当。结论

我国的一些新建大型机组已经开始使用以上几类新材料，主要用于制造超（超）临界压力参数的大型发电锅炉或循环流化床锅炉的高温过热器、高温再热器、屏式过热器的高温段以及各种耐高温、高压或腐蚀的管件等。其安全性和优缺点还需要经过多年的长期运行来检验。另外，我国在高温新材料的研发上还相对落后，因此，了解目前国际上高温材料的应用及发展方向，可以借鉴国外的成功经验，尽快开发出适合我国资源的优质耐热钢。

【参考文献】

[1]孔德状.火电厂锅炉用新型耐热钢材的进展与应用研究[J].电源技术应用，2013（12）：425.[2]于鸿，董建新，等.新型奥氏体耐热钢HR3C的研究进展[J].世界钢铁，2010（2）：42-49.[3]杨冬，徐鸿.浅议超超临界锅炉用耐热钢[J].锅炉制造，2006（2）：6-8.[4]王斌，刘正东，等.固溶温度对NF709奥氏体耐热钢微观组织和力学性能的影响[J].金属热处理，2013（3）：77-81.[责任编辑：丁艳]

第四篇：火电厂个人党性分析材料

党性分析材料

我自2010年6月加入中国共产党，2010年7月在国电长源荆州热电厂参加工作，至今已近一年。在这一年的工作与生活中，在厂领导及周围党员同志的帮助下，我始终坚持贯彻党的政策方针，通过不断地努力，思想上学习上工作中都取得了进步，自身修养和政治素质都到了提高，而在此期间我党召开的十七届五中全会对共产党员在新时期下提出了更高标准的要求，对照此要求深感自身尚存在诸多不足，现进行党性分析如下

一、存在的突出问题：

1、政治思想上有差距；

我对建设有中国特色社会主义，对党的路线、方针、政策是坚定拥护，但是用马列主义、毛泽东思想、邓小平理论武装头脑，指导思想做得还不够。短浅地认为只要政治上、行动上与党中央保持一致，积极干好本职工作就可以了，没有用正确的理论改造主观世界和分析解决自身工作中碰到的新问题、新情况。在政治思想学习上还不够，对党和国家的一些重要精神和政策只停留在阅读层面，没有深入思考领会，不善于用政治的头脑思考问题，政治敏感性不够高，特别是在工作中，由于认为自己只是电厂的一名普通职工，所以看问题和做事情过于片面，也没有站在全局的角度思考问题解决问题，不利于自身工作的提高。

2、深入学习上有差距。

在平时的工作中，我虽然注重了政治和专业技能知识的学习，但总感到在学习的深入性和系统性上做得还不够，存在时紧时松的现象，致使自己对新知识、新思维掌握不多，了解不透。这说明自己在学习上缺乏刻苦专研的精神，缺乏深学苦读的恒心忍劲，缺乏把学习当作一种责任、一种境界的自觉行动。

3、工作作风上有差距。

有时会出现依赖别人的负面情绪，只安于表面，工作作风还不够扎实，处理事情方法比较简单，只求基本完成，不求尽善尽美，还有待于进一步加强学习，提高专业技术能力。工作作风和工作热情上还不能很好地适应电厂形势发展的要求，安于现状。怕担责任，不求有功，但求无过；工作争创一流业绩的意识还不够强，需要进一步增强事业心和责任感。

4、创新意识上有差距。

思维不够敏捷，对新知识、新技术的学习上热情不够。没有高标准、高要求，片面地认为只要能完成任务，工作目标就实现了，导致开拓创新思路不宽、工作创新积极性不高，工作标准上有时不够严格，不能从尽善尽美、争创一流的标准上去把握。

二、原因分析：

1、自我要求不够高，学习的自觉性、主动性不强。只满足完成本职工作的需求，学习过于被动，而没有未雨绸缪，自觉地去学习，理解性地学习。

2、在工作中，总觉的自己只要完成本职工作，不出问题就行了，发现问题时不能创造性地提出整改措施，怕担责任，总想着遇到问题时依赖别人，缺乏自己动手解决问题的能力。

3、专业技能知识还不够牢固，理解的不够透彻，不愿过多过深地去研究，有满足于一般的思想。

三、改进措施：

针对自身的问题和不足，在以后的工作中，我一定做到以下几点：

1、要更一步加强政治学习，使自己的理论知识更加系统化、全面化，努力提高自己的政治修养和道德水平；

2不断增强专业技能水平，多思考，勤动手，认真向经验丰富的师傅学习，积累工作经验，通过实践不断提高自主解决问题的能力。

3、加强批评与自我批评，虚心向优秀党员同志学习，保持优良的工作作风和品质；

4、同事之间多沟通、多交流，相互协助，发现问题勇于提出，共同为本厂创效益； 今后，我将在党支部的领导和帮助下，紧紧围绕在党组织周围，明确思想，端正态度，廉洁奉公，遵纪守法，开拓进取，大胆创新，使自己在各个方面都有显著进步，做一名优秀的中国共产党员。

第五篇：1000MW超超临界机组的先进设计与经济运行分析

1000MW超超临界机组的先进设计与经济运行分析

作者：李虎 引言

华能玉环电厂安装4×1000MW超超临界燃煤发电机组，在全国首次采用国际先进的超超临界燃煤发电技术，是国家“863计划”中引进超超临界机组制造技术的依托工程，也是我国“十五”重点建设项目。经过精心安装与调试，1、2号机组已经于2006年提前实现双投，运行半年来，设备稳定，机组各项指标达到设计要求。经测算，额定负荷下的锅炉效率为93.88%，汽轮机热耗为7295.8kJ(kW.h)，发电煤耗为270.6g/(kW.h)，氮氧化物排放量为270mg/m3，供电煤耗为283.2g/(kW.h)，机组热效率高达45.4%，达到国际先进水平，二氧化硫排放浓度为17.6mg/m3，优于发达国家排放控制指标。

3、4号机组也将力争于2007年投产。

一、1000MW机组特点

玉环电厂超超临界机组主要设计参数见表1。

1.1 汽轮机特点

机组汽轮机由上海电气集团联合西门子公司设计，为单轴四缸四排汽；所采用的积木块是西门子公司近期开发的3个最大功率可达到1100MW等级的HMN型积木块组合：1个单流圆筒型H30高压缸，1个双流M30中压缸，2个N30双流低压缸。汽轮机4根转子分别由5只径向轴承支承，除高压转子由2个径向轴承支承外，其余3根转子，即中压转子和2根低压转子均只有1只径向轴承支承，提高了轴承稳定性，也缩短了轴向的长度，使轴总长度仅为29m。整个高压缸静子件和整个中压缸静子件由它们的猫爪支承在汽缸前后的2个轴承座上。而低压部分静子件中，外缸重量与其他静子件的支承方式是分离的，即外缸的重量完全由与它悍在一起的凝汽器颈部承担，其他低压部件的重量通过低压内缸的的猫爪由其前后的轴承座支承。所有轴承座与低压缸猫爪之间的滑动支承面均采用低摩擦合金，具有良好的摩擦性能，不需要润滑，有利于机组顺畅膨胀。盘车装置采用液压电动机，采用顶轴油驱动，安装在机头位置，位于1号轴承座内。1.1.1 高压缸的特点

高压缸采用双层缸设计。外缸为桶形设计，内缸为垂直纵向平分面结构，有较高的承压能力。由于缸体为旋转对称结构，避免了不理想的材料集中，使得机组在启动停机或快速变负荷时缸体的温度梯度很小，可将热应力保持在一个很低的水平。高压缸为单流程设计，叶片级通流面积比双流程要增加1倍，叶片端损大幅度下降，与其他公司机型的高压缸相比，其效率可提高4.5%～7%。1.1.2 中压缸的特点

中压缸采用双流程和双层缸设计。中压高温进汽仅局限于内缸的进汽部分，中压缸进汽第一级除了与高压缸一样采用了低反动度叶片级（约20%的反动度）和切向进汽的第一级斜置静叶结构外，还采取了切向涡流冷却技术，降低了中压转子的温度。中压外缸只承受中压排汽的较低压力和较低温度，这样汽缸的法兰部分就可以设计得较小。同时，外缸中的压力也降低了内缸法兰的负荷，因为内缸只需要承受压差。1.1.3 低压缸的特点

低压缸采用2个双流设计。外缸与轴承座分离，直接坐落在凝汽器上。内缸直接通过轴承支撑在基础上，并以推位装置与中压外缸相连，以保证机组膨胀时的动静间隙。内外缸通过波纹管连接，使低压缸不承受转子重量又可自由膨胀。所采用的末级叶片为自由叶片，长1146mm，是目前世界上已定型并批量生产的最长的全速汽轮机叶片。该叶片1997年在丹麦电厂投运，至今运行已有10年。玉环1000MW汽轮机的大修间隔可达到96000h(约12年)。1.1.4 补汽阀的应用

全周进汽不存在其他机型调节级强度和进汽不均诱发汽轮机激振问题。玉环机组所采用的补汽阀技术，从主汽门后引出一路蒸汽经过补汽阀进入高压缸的第5级后，形成全周进汽定-滑-定运行模式，使机组能不必为具有快速调峰而让主调门保持节流状态，进一步提高了机组效率。玉环电厂汽轮机全周进汽加补汽阀的设计同时解决了正常滑压调峰负荷高效率、第1级叶片的安全性和部分进汽对转子产生附加汽隙激振3个技术问题。正常调峰及额定负荷运行时，补汽阀为全关状态。补汽阀全开流量是额定工况的108%，即补汽阀流量为8%，可使额定工况以及所有小于额定工况时的热耗下降23kJ/(kW.h)，而一旦开始补汽，机组的经济性将随补汽量的增加而下降。1.2 锅炉特点

华能玉环电厂为哈尔滨锅炉厂引进日本三菱技术生产的超超临界参数变压运行垂直水冷壁直流炉，单炉膛、一次中间再热、八角双切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊Π结构型锅炉。

二、机组的经济、环保、稳定运行 1、2号机组2006年实现双投并运行半年多来，推行华能精细管理思路，机组运行稳定，自动控制良好，机组效率较高。根据我国权威专业研究机构对机组运行半年后的性能指标现场测试，各项技术性能指标均达到或优于设计值。

2.1 实行精细管理，推行管理革命

玉环电厂作为华能集团的标杆电厂，以270人定员编制，管理、运营国际一流的4×1000MW超超临界机组，努力实践技术水平最高，经济效益最好，单位kW用人最少，国内最好，国际优秀的“四最一优”建设目标。

玉环电厂将4台机组的集控集中布置在汽轮机厂房外的固定端，以营造舒适的工作环境，集控室四周为环形海景下班幕墙，举目远眺，美丽的乐清湾尽收眼底。每台机组配备集控运行人员5人，4台机组稳定运行时既可相互调配，处理事故时又可相互支援。外围辅控网络也引入集控室，化学、灰控均在值长监视之下，这样既方便日常管理又改善了工作环境。在厂级生产管理上，燃料和脱硫运行维护工作承包给华能长兴电厂，检修工作承包给基建单位浙江火电和天津电建，并由生产部对口统一管理。运行部配正、副主任各1名，机、炉、电、化、安专工各1名。最简约的人员定制，创造出了最大的工作效率。

分部试运阶段，在调试的指挥下，运行全面接管分散控制系统(DCS)操作和现场巡检，不仅可以及时纠正调试人员的差错，还加深了对新设备的认识，顺利实现了168h试运行后的平稳交接。

2台机组转入商业运营后，在华能国际电力股份公司的指导下，玉环电厂积极汲取我国电力管理的宝贵经验，借鉴国际先进的管理理念，规范“两票三制”，推行灵活激励机制，采取先进的厂级监控信息系统(SIS)和管理信息系统(MIS)，结合国际一流的发电机组，培养一流的管理与技术人才。2.2 机组调峰负荷下的高效率、环保、稳定运行

机组最低不投油稳燃负荷为350MW，在500～1000MW的负荷区间内，机组具有很高的热效率，还可以20MW/min的变化率升降负荷，具有灵活而强大的调峰能力。机组投产后，正常自动投入率均为100%，机组的负荷调度也均采用自动发电控制(AGC)方式，由浙江省调度中心根据电网需求远方灵活加减负荷。2.2.1 汽轮机各负荷下的高效运行

玉环电厂汽轮发电机组采用多项先进技术和设计理念，在正常运行中，各项主要指标均居于我国首位。机组在TMCR工况下，机组的厂用电率为4.45%(含脱硫)，汽轮机热耗率为7291.6kJ/(kW.h)。即使在8.04/10.08kPa高背压的夏天，汽轮机的热耗率也仅为7300kJ/(kW.h)，不但远远低于华能石洞口二厂1、2号机的7647.6kJ(kW.h)和外高桥5、6号机的7420kJ/(kW.h)，也优于上海电气集团的7316kJ/(kW.h)的保证值。机组在调阀全开时负荷可以达到1039MW，可以满足短时调峰需求。汽轮机各工况下的主要参数见表2。

玉环电厂高加采用双列布置，每一列配一个水侧大旁路。当任意一个高加出现异常时，须单侧整列高加退出运行。

5、6号低加则采用单列布置，各有单独旁路。

7、8号低加分别设置在高、低凝汽器喉部。在机组启动过程中，高低加热器在出力达到200MW以前即已经正常投入，正常运行时通过抽汽加热凝水和给水，可提高机组循环热效率。为了配合四缸四排汽的汽轮机结构，凝汽器采用双背压结构，循环水分2路以串联的方式先进入低压凝汽器，再进入高压凝汽器，水侧内、外圈可以在运行中实现单侧隔离。灵活的热力系统设计给机组的在线运行提供了更高的可靠性保障。在半年的运行中，出现过高加水位计泄露、低加调门卡死等现象，通过加热器解列的方式均得到了处理。由于海水的腐蚀性较强，凝汽器与循环水管道连接的金属环膨胀节出现过多次泄漏，通过单侧循环水隔离后，放尽该侧凝汽器海水，即可堵住漏点。在缺陷处理过程中，机组的带负荷能力基本没有受到影响，机组的效率也基本上可得到保证。高加全切、5号低加切除、凝汽器单侧隔离工况下的主要数据见表3。

2.2.2 锅炉在各负荷下的高效运行

玉环电厂是沿海港口电厂，锅炉燃煤主要为神华煤和进口的印尼煤，均为较高挥发分煤，低位发热量也与设计煤种相近。煤的各项指标与锅炉设计煤种相近。正常运行中，采用上5台磨煤机即B、C、D、E、F磨运行，A磨煤机备用的模式。根据煤种特性，磨煤机出口温度一般维持在65～75℃，磨煤机出口分离器采用随煤量而改变的变频控制，煤粉细度R90正常在25%左右。在燃用这几种煤种的情况下，锅炉在各工况下运行稳定，BRL(锅炉额定工况)下的平均锅炉效率为93.74%，高于保证值93.65%，750MW和500MW下的锅炉效率分别为94.10%和93.89%，低负荷运行时锅炉效率较高。NOx排放浓度为281mg/m3，优于国家标准，BMCR工况下，机组负荷可达1082MW，过热蒸汽流量为2952t/h，高于保证值2950t/h。表4列出了燃用煤种和设计煤种的比较。表5列出了不同运行方式下的满负荷参数。

在750MW负荷下，CDEF四台磨煤机运行，可以维持运行参数为：过热蒸汽温度为600.3℃，再热蒸汽温度为600.1℃，空预器进口氧量为4.08%，排烟温度为126.3℃，灰渣含碳量分别为0.20%、0.49%，锅炉效率为94.09%。在500MW负荷下，CDEF4台磨煤机运行，可以维持运行参数为：过热蒸汽温度为600.0℃,再热蒸汽温度为598.2℃，空预器进口氧量为5.54%，排烟温度为122.3℃灰渣含碳量分别为0.69%、0.52%。该运行工况下的锅炉效率为93.56%。2.2.2 机组汽水品质

对汽水品质的高要求也是超超临界机组的一个特点。

对于超超临界直流锅炉，运行中没有排污，运行参数高，金属材料余度不大，同时汽轮机结构更为精密，汽水品质不合格会造成受热面腐蚀和汽轮机通流部分结垢，既影响机组效率又影响设备安全，所以对于汽水品质要求极为严格。玉环机组在正常运行中，汽水品质控制达到了要求，运行良好。锅炉BMCR时汽水品质参数如表6所示。

三、结论

(1)玉环电厂超超临界机组选型正确，设计新颖，技术先进，大量采用了P92新材料，首次采用26.25MPa/600℃/600℃超超临界参数，机组热效率达45.4%，实际供电煤耗仅283.2g/(kW.h)，达到了国际先进水平。

(2)玉环电厂的设计方案中，不占良田，生产用水应用海水淡化，在选用低硫低硝燃烧技术的基础上，同期安装脱硫装置，NOx的排放浓度仅为241.1mg/m3([O2]=6%,干态)，此排放浓度亦远远低于国家标准GB13223第一时段的排放要求，在国际上也达到了先进水平，证明了超超临界技术的环保效益，也实践了华能发展绿色公司的诺言。

(3)2台机组半年多的生产运行，积累了1000MW级超超临界机组的生产及管理经验。在不断探索、优化的过程中，对超超临界机组运营掌握程度在逐步加深，可以供国内同行借鉴和参考。玉环电厂的成功建设与投产，也证明我国已经初步掌握了制造、安装、调试和管理运行世界前沿的超超临界机组技术。

四、参考文献

[1]李虎，张峰.1000MW超超临界机组2953t/h锅炉设计特点及生产实践[J].电力设备，2007,8(5):6-10.