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4、 超超臨界機組用鋼

超超臨界火電機組成套技術是我國優化發展火電結構，保證國家能源安全，實現節能減排的最重要措施之一。截至2009年末,我國發電裝機容量已達8.74億千瓦，在運行百萬千瓦超超臨界（簡稱：USC）機組21臺，在建百萬千瓦機組12臺；60萬千瓦及以上火電機組占當年新增火電容量的58.7%。我國已成為世界上擁有超超臨界機組最多的國家。

4.1  超超臨界機組的關鍵部位是高溫高壓蒸汽管道、集箱、過熱器、再熱器和水冷壁管等，這些都涉及到蠕變強度的問題。金寶博官網而且管道和集箱等大部件還得面對由于熱應力而造成的疲勞問題。因此，推廣應用超超臨界技術的關鍵之一是研發并生產符合規程要求、保證機組安全穩定運行的高溫性能更好的耐熱鋼，表2列出了機組四大管道用材

表2   中國一些1000MW超超臨界參數機組四大管道所用材料、尺寸及用量例子

管道名稱	材料	管類別	尺寸(mm)	每臺重量(t)
主蒸汽管道	ASTM A335 P92	內徑管	ID(349-368)×(89-92)	約400
			ID(248-305)×(65-80)
再熱蒸汽管道熱段	ASTM A335 P92	內徑管	ID(667-762)×(37-43)	約350
			ID(470-559)×(28-35)
再熱蒸汽管道冷段	A691 1-1/4CrCL22, A691 2-1/4CrCL22 或A672B70CL32	外徑管，直縫焊管	OD(1067-1219)×(39-40)	約140
			OD(762-863)×(28-30)
			OD762×(41-44)
高壓給水管道	15NiCuMoNb5-6-4 (EN10216-2)	外徑管	OD(610-660)×(60-70)	約230
			OD457×(52-60)
			OD457×50
總重量(t/臺)				約980+140
注：內徑管為(最小內徑×最小壁厚)；外徑管為(公稱外徑×公稱壁厚)

 

4.2  美國、日本、歐洲的蒸汽溫度600℃超臨界和超超臨界機用鋼材經10多年的運行已經可以滿足使用要求，正在研制650℃蒸汽溫度參數機組用耐熱鋼，預研700℃蒸汽溫度參數機組用耐熱鋼。我國正在建設的USC機組大量采用的新型鐵素體耐熱鋼為SA213-T23、T91、T92；SA335-P91、P92、P122及新型奧氏體耐熱鋼A213M-S30432（SUPER304H）、TP310HCbN（HR3C）等，表3列出了超臨界機組鍋爐用材。

表3   超臨界機組鍋爐用材

 

 

表4    列出了超超臨界機組鍋爐用材

表4    超超臨界機組鍋爐用材

 

 

4.3  國內具備冶煉P91、P92、P22、WB36等特種鋼材的能力，P91/P92鋼坯主要來自東北特鋼、寶鋼上鋼五廠等，冶煉工藝與國外基本相同，均為電弧爐冶煉+VD除氣，冶金質量相差不大。問題的關鍵在于，國外對T91/P91、T91/P92鋼進行的基礎研究比較扎實，對其成分優化范圍控制得更合理，不僅僅是按照ASME規范的成分生產，其對雜質控制很嚴，P、S的控制目標分別為不大于0.020%和不大于0.010%；除P、S以外，還對V、Nb、N、O、Al、Ti 、Cu、Sb、Sn、As等元素的允許范圍也分別作出了規定，表5 列出了汽輪機用材。

表5     汽輪機用鋼

 

 

4.4  國幾大鋼管生產企業的生產裝備、設備能力、制造工藝等均已達到國外廠商的水平，個別制管裝備能力甚至已超過國外，具備各種大口徑厚壁鋼管成形的工藝，具備了采用進口P92鋼原材料生產P92管件的加工能力。

目前亞臨界、超臨界機組的四大管道（主蒸汽管道、主給水管道、再熱蒸汽管道熱段和再熱蒸汽管道冷段）用鋼國產化基本可以實現。預計在三年左右的時間內T23、T/P91、 T/P92、TP347HFG、S30432（SUPER304H）、TP310HCbN（HR3C）等高強耐熱鋼，P92鋼管件都將實現國產化目標。