4、 超超临界机组用钢

超超临界火电机组成套技术是我国优化发展火电结构，保证国家能源安全，实现节能减排的最重要措施之一。截至2009年末,我国发电装机容量已达8.74亿千瓦，在运行百万千瓦超超临界（简称：USC）机组21台，在建百万千瓦机组12台；60万千瓦及以上火电机组占当年新增火电容量的58.7%。我国已成为世界上拥有超超临界机组最多的国家。

4.1  超超临界机组的关键部位是高温高压蒸汽管道、集箱、过热器、再热器和水冷壁管等，这些都涉及到蠕变强度的问题。金宝博官网而且管道和集箱等大部件还得面对由于热应力而造成的疲劳问题。因此，推广应用超超临界技术的关键之一是研发并生产符合规程要求、保证机组安全稳定运行的高温性能更好的耐热钢，表2列出了机组四大管道用材

表2   中国一些1000MW超超临界参数机组四大管道所用材料、尺寸及用量例子

管道名称	材料	管类别	尺寸(mm)	每台重量(t)
主蒸汽管道	ASTM A335 P92	内径管	ID(349-368)×(89-92)	约400
			ID(248-305)×(65-80)
再热蒸汽管道热段	ASTM A335 P92	内径管	ID(667-762)×(37-43)	约350
			ID(470-559)×(28-35)
再热蒸汽管道冷段	A691 1-1/4CrCL22, A691 2-1/4CrCL22 或A672B70CL32	外径管，直缝焊管	OD(1067-1219)×(39-40)	约140
			OD(762-863)×(28-30)
			OD762×(41-44)
高压给水管道	15NiCuMoNb5-6-4 (EN10216-2)	外径管	OD(610-660)×(60-70)	约230
			OD457×(52-60)
			OD457×50
总重量(t/台)				约980+140
注：内径管为(最小内径×最小壁厚)；外径管为(公称外径×公称壁厚)

 

4.2  美国、日本、欧洲的蒸汽温度600℃超临界和超超临界机用钢材经10多年的运行已经可以满足使用要求，正在研制650℃蒸汽温度参数机组用耐热钢，预研700℃蒸汽温度参数机组用耐热钢。我国正在建设的USC机组大量采用的新型铁素体耐热钢为SA213-T23、T91、T92；SA335-P91、P92、P122及新型奥氏体耐热钢A213M-S30432（SUPER304H）、TP310HCbN（HR3C）等，表3列出了超临界机组锅炉用材。

表3   超临界机组锅炉用材

 

 

表4    列出了超超临界机组锅炉用材

表4    超超临界机组锅炉用材

 

 

4.3  国内具备冶炼P91、P92、P22、WB36等特种钢材的能力，P91/P92钢坯主要来自东北特钢、宝钢上钢五厂等，冶炼工艺与国外基本相同，均为电弧炉冶炼+VD除气，冶金质量相差不大。问题的关键在于，国外对T91/P91、T91/P92钢进行的基础研究比较扎实，对其成分优化范围控制得更合理，不仅仅是按照ASME规范的成分生产，其对杂质控制很严，P、S的控制目标分别为不大于0.020%和不大于0.010%；除P、S以外，还对V、Nb、N、O、Al、Ti 、Cu、Sb、Sn、As等元素的允许范围也分别作出了规定，表5 列出了汽轮机用材。

表5     汽轮机用钢

 

 

4.4  国几大钢管生产企业的生产装备、设备能力、制造工艺等均已达到国外厂商的水平，个别制管装备能力甚至已超过国外，具备各种大口径厚壁钢管成形的工艺，具备了采用进口P92钢原材料生产P92管件的加工能力。

目前亚临界、超临界机组的四大管道（主蒸汽管道、主给水管道、再热蒸汽管道热段和再热蒸汽管道冷段）用钢国产化基本可以实现。预计在三年左右的时间内T23、T/P91、 T/P92、TP347HFG、S30432（SUPER304H）、TP310HCbN（HR3C）等高强耐热钢，P92钢管件都将实现国产化目标。