3种700℃级超超临界燃煤锅炉备选高温合金煤灰腐蚀行为
700℃先进超超临界机组末级过热器用新型镍铁基高温合金的组织与性能
steam oxidation; resistance to flue gas corrosion
YUAN Yong1，DANG Yingying1，YANG Zhen1，ZHANG Peng1，YIN Hongfei1，HUANG Jinyang1， ZHOU Yongli1，YAN Jingbo1，LU Jintao1，GU Yuefeng1，ZHAO Haiping2，WANG Tingting2，XU Songqian2
文献标志码: A
文章编号: 1000-3738( 2020) 01-0044-07
Microstructure and Properties of Ni-Fe-base Superalloy for 700 ℃ Advanced Ultra Supercritical Unit Final Superheater
收稿日期: 2019-01-25; 修订日期: 2019-12-16 基金项目: 中国华能集团有限公司科技专项项目( HNKJ18-H08) 作者简介: 袁勇( 1972－) ，男，安徽滁州人，研究员，博士
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0引言
我国煤炭资源丰富，燃煤火电厂提供了我国约 70%的电力需求量，预计在未来的很长一段时间内， 煤电仍然会在电力供应中占据主导地位。采用高参
( 1．Ｒ ＆ D Center，Xi'an Thermal Power Ｒesearch Institute Co．，Ltd．，Xi'an 710032，China; 2． Ｒ ＆ D Center，Baosteel Special Steel Co．，Ltd．，Shanghai 200940，China)
700℃先进超超临界锅炉过热器管用新型镍基高温合金GH750的组织和性能研究
ａ ｎ ｄ ｉｎ ｆ ｅ ｐ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｉ ｔ ｙ ．Ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ － ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ａ ｌ ｓ ｏ ｈ ａ ｓ ｒ ｅ ｍａ ｒ ｋ ａ ｂ ｌ ｅ ｈ ｉ － ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ － ｒ ｕ ｐ ｔ ｕ ｒ ｅ， ｉ ． ｅ ． ， ｔ ｈ ｅ ７ ６ ０ ℃ ／ １ ０ ５ ｈ
盘 隧与 院 ：
５
７ ０ ０ ｏ Ｃ 先进 超超 临界锅炉 过热器管用新型镍基 吉 日 厶 同 皿 口 金Ｇ Ｈ ７ ５ ０的组 织 和 性 能研 究
赵双群 ，符 锐 ，林 富生
（ 上海发 电设备成套设计研究院有限责任公司 ，上海 ２ ０ ０ ２ ４ ０）
ห้องสมุดไป่ตู้
摘
要 ：Ｇ Ｈ ７ ５ ０是一种我 国 自主研发 的 、可 以应用于 ７ ０ ０℃先进 超超临界锅 炉过热器／ 再热器 管的新型镍基
ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ － ｒ ｕ ｐ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ＞１ ０ ０ ＭＰ ａ ． Ａｎ ｄ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｌ ｏ ｎ ｇ ｔ ｅ ｒ ｍ ａ ｇ ｅ ｉ ｎ ｇ ａ ｔ ７ ０ ０ －８ ５ ０ ｏ Ｃ， ｔ ｈ ｅ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ｓ ｔ ｉ ｌ ｌ ｅ ｘ ｈ ｉ ｂ ｉ ｔ ｓ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ
ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ ｌ ｅ ｎ ｔ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ，ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ｇ ｂ ｏ ｔ ｈ ｈ ｉ ｇ ｈ ｒ ｏ ｏ ｍ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ａ ｎ ｄ ｅ ｌ ｅ ｖ ａ ｔ ｅ ｄ ・ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ，
超超临界机组锅炉高温材料的选择和应用
超超临界机组锅炉高温材料的选择和应用根据现今全球超超临界机组中百万千瓦级的动态发展情况，分析已有的机组参数。
超超临界锅炉用耐高温材料与其参数是紧密联系在一起的，研究并开发应用超超临界锅炉的高效性能、方便加工和经济性新型材料，是未来发展的主要方向。
标签：超超临界锅炉；高温材料；选择及应用在国民经济稳定持续增长的大背景中，人们不断的增加电力需求和国家实施节能减排的政策，建设容量大、效率快、参数高及节能好的机组是我国电力的发展趋势。
提高锅炉的蒸汽压力、温度以及其他参数都能有效提高发电厂的发电效率，其中温度的影响效果最明显。
现今国际上超超临界机组的参数为初压力24.1-31MPa，其主蒸汽/再热蒸汽的温度是580℃-600℃/580℃-610℃，用USC作表示。
而其使用金属材料的耐高压、耐高温与焊接问题是如何提高蒸汽参数这个问题中所存在的首要技术难题。
1 高温材料的选择开发具有更好耐高温性的耐热钢是发展高效超超临界火力发电机组的关键技术，让他们适用在更高的温度范围。
现今全球在管道及锅炉的用钢发展可大致分为两方向：（1）发展铁素体耐热钢，马氏体、贝氏体及珠光体耐热钢都被统称作铁素体耐热钢；（2）发展奥氏体耐热钢。
全球先进国家所研制推广以及普通采用新的耐热钢种有三大类：a.新型细晶强韧化铁素体耐热钢；b.新型细晶奥氏体耐热钢；c.高铬镍奥氏体钢。
2 高温材料的应用在过热器以及再热器的用钢方面，不仅需要满足蠕变的强度，还必须满足蒸汽侧抗氧化的性能以及向火侧抗腐蚀与冲刷的性能。
所有的铁素体钢几乎不能用在蒸汽温度高于565℃的过热器或者再热器中，这里使用奥氏体钢在需要耐高温的部件上。
这里对几种高温材料进行详细描述。
2.1 T91/P91T91具有良好的力学性能，其结构及性能具有较好的稳定性，焊接与工艺性能优良，具备较高的持久与抗氧化性。
和TP304H作对比，T91的导热系数相对较高、热膨胀系数相对更低、持久强度中的等强温度相对较好以及等应力温度相对更高，并分别到达625℃及607℃。
700℃超超临界燃煤发电机组发展情况概述
700℃超超临界燃煤发电机组发展情况概述（一）目前，在整个电网中，燃煤火力发电占70%左右，电力工业以燃煤发电为主的格局在很长一段时期内难以改变。
但是，燃煤发电在创造优质清洁电力的同时，又产生大量的排放污染。
为实现2008年G8（八国首脑高峰会议）确定的2050年CO2排放降低50%的目标，提高效率和降低排放的发电技术成为欧盟、日本和美国重点关注的领域。
洁净燃煤发电技有几种方法，如整体煤气化联合循环（IGCC）、增压流化床联合循环（PFBC）及超超临界技术（USC）。
目前，超超临界燃煤发电技术比较容易实现大规模产业化。
超超临界燃煤发电技术经过几十年的发展，目前已经是世界上先进、成熟达到商业化规模应用的洁净煤发电技术，在不少国家推广应用并取得了显著的节能和改善环境的效果。
据统计，目前全世界已投入运行的超临界及以上参数的发电机组大约有600余台，其中美国约有170台，日本和欧洲各约60台，俄罗斯及原东欧国家280余台。
目前发展700℃超超临界发电技术领先的国家主要是欧盟、日本和美国等。
700℃超超临界机组作为超超临界机组未来发展方向，本文对其发展情况进行概述，供参考。
一、概念燃煤发电机组是将煤燃烧产生的热能通过发电动力装置（电厂锅炉、汽轮机和发电机及其辅助装置等）转换成电能。
燃煤发电机组主要由燃烧系统（以锅炉为核心）、汽水系统（主要由各类泵、给水加热器、凝汽器、管道、水冷壁等组成）、发电系统（汽轮机、汽轮发电机）和控制系统等组成。
燃烧系统和汽水系统产生高温高压蒸汽，发电系统实现由热能、机械能到电能的转变，控制系统保证各系统安全、合理、经济运行。
燃煤发电机组运行过程中，锅炉内工质都是水，水的临界点压力为22.12MPa，温度374.15℃；在这个压力和温度时，水和蒸汽的密度是相同的，就叫水的临界点。
超临界机组是指主蒸汽压力大于水的临界压力22.12 MPa的机组，而亚临界机组是指主蒸汽压力低于这个临界压力的机组，通常出口压力在15.7～19.6 MPa。
700℃超超临界发电技术开发进展概况
Advanced Austenitic Alloys (Super 304H, 347HFG, NF709, etc.)
700
o
Average Temperature for Rupture in 100,000 hours ( C)
25
Stress (ksi)
Minimum Desired Strength at Application Temperature
Source: Saarschmiede
7
1. 欧洲 AD700计划
热挤成型的镍基合金 263管子 （ I.D. 310 x 67 mm）
310 x 67 mm Extrusion by Wyman & Gordon, Livingstone, Scotland
8
1. 欧洲 AD700计划
阀门锻件
Average Temperature for Rupture in 100,000 hours ( F)
500 1100 1200 1300 1400 70 Inconel 740 300 CCA617 Std. 617
o
Nickel-Based Alloys
Haynes 282
50
Stress (MPa)
Ferritic steel
17
1. 欧洲 AD700计划
Thermie 1000 MW DR: IP Turbine 汽轮机中压缸
10 % Cr steel
Ni base alloy
18
1. 欧洲 AD700计划
1.6 示范机组方案
• 蒸汽压力 • 蒸汽温度 • 再热蒸汽温度 35.0 MPa 700 ℃ 720 ℃
700℃超超临界火力发电机组高温压力管道用材研究进展
700℃超超临界火力发电机组高温压力管道用材研究进展赵远;岳庚新【摘要】介绍了美国、日本及欧洲等国家700℃超超临界火力发电机组及压力管道高温用材的开发现状,并对目前国际上700℃超超临界火力发电机组较有竞争力的几种镍基合金候选材料进行了对比分析.结合我国在相关领域的研究情况,分析了目前我国700℃超超临界火力发电机组研究中存在的问题.指出Inconel 740H镍基合金的持久强度和抗腐蚀性能最好,但其焊接接头的高温长时性能研究尚不成熟,电站高温合金材料的选择和研发尚未完全解决,该问题仍将是世界各国的研究重点.%In this article, it introduced 700℃ ultra-supercritical coal-fired power unit of USA, Japan and Europe and other countries, as well as the development status of high temperature pressure pipe material. It also conducted comparative analysis for several competitive nickel-based alloys materials of 700 ℃ ultra-supercritical coal-fired power unit. Combined with research situation in the relevant field, it analyzed the existing problems in 700 ℃ ultra-supercritical coal-fired power unit in China. It pointed that the enduring strength and corrosion resistance of Inconel 740H nickel-based alloy are the best, but the high temperature long time performance research of its welded joint is immature, the selection, research and development of power station high temperature alloy material has not yet been completely solved, the problem will continue to be a research focus in various countries in the world.【期刊名称】《焊管》【年(卷),期】2016(039)009【总页数】5页(P26-29,33)【关键词】管道;700℃超超临界;A-USC;高温合金材料【作者】赵远;岳庚新【作者单位】天津诚信达金属检测技术有限公司, 天津 300384;天津诚信达金属检测技术有限公司, 天津 300384【正文语种】中文【中图分类】TG113.2随着国民经济的迅速发展，社会生活对电力的需求越来越大，而现代科技水平对绿色能源的开发远不能满足日益增长的能源需求。
700℃超超临界火电机组锅炉合金进展
700℃超超临界火电机组锅炉合金进展程世长刘正东包汉生钢铁研究总院摘要：本文概述了目前世界各国正在进行的700℃参数超超临界火电机组锅炉合金的进展，用于700℃壁温大口径管和用于750℃小口径管的特点和性能，选材的取舍和难点。
前言目前我国一次能源结构中煤炭占主导地位，是世界上最大的煤炭生产国和消费国，这种结构今后几十年不会有大的变化，2010年我国消费原煤31.8亿吨，其中火电用煤超过50%。
预计2020年全国发电装机容量将由现在约9.5亿千瓦发展到17亿千瓦，煤电装机容量超过10亿千瓦。
我国已经承诺2020年单位GDP的二氧化碳排放比2005年下降40～45%，因此，火电机组提高参数以提高热效率、降低气体排放量是关键问题。
2010年7月国家能源局就决定启动700℃先进超超临界火力发电机组的研制。
欧洲于1998年1月启动“AD700”计划，目标是建立37.5MPa/705℃/700℃（1998-2014）示范电站，机组热效率超过50%。
美国的目标是开发37.9MPa/732℃/760℃（2001-2015）机组，热效率超过50%。
日本于2008年8月启动A-USC（先进的超超临界压力发电）项目，35MPa/700℃/720℃，热效率48～50%（2008-2015）。
蒸汽参数与电厂热效率、发电煤耗的关系列于表1。
我国火电机组经历了20年的国产化过程，已经成熟地生产600℃参数的超超临界机组，并大量投入运行。
20年来机组设计水平极大提高，制造能力很强，钢厂的设备先进，工艺稳定，技术水平一流，为开发700℃机组奠定了基础。
1 700℃壁温锅炉合金的进展世界各主要国家都对700℃使用的锅炉合金开展了大量的研究，欧洲重点开展了Inconel 617和Nimonic 263合金的研制，美国开展了Inconel 617、Haynes 230和Inconel 740H合金的研制，日本开展了HR6W、SAVE25、HR35、18-30-3、Inconel 617、Haynes 230、Nimonic 263合金的研制，瑞典开展了Sanicro 25合金的研制。
超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理
超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理超超临界锅炉是一种高效、节能的燃煤锅炉，其受热面温度高达700摄氏度以上，因此受热面氧化皮脱落是其常见问题之一。
这种问题不仅影响了锅炉的正常工作，还可能对环境造成污染，因此需要有效的治理措施。
超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落的原因主要包括以下几点：一、受热面温度高，焚烧介质中含有一定的硫、氧等元素，在高温条件下易发生氧化反应，导致氧化皮的脱落。
二、锅炉内部高温高压环境容易造成材料疲劳和腐蚀，进而导致受热面氧化皮的产生和脱落。
三、煤种的选择和燃烧稳定性等因素也会影响受热面氧化皮的生成和脱落。
受热面氧化皮脱落的问题一旦发生，将直接影响超超临界锅炉的运行效率和安全性。
对于受热面氧化皮的治理十分重要。
下面将从预防和治理两方面进行详细介绍。
预防措施：1、选择合适的材料。
在设计和选材的过程中，需要考虑锅炉的工作温度、压力等因素，选择耐高温、耐腐蚀的材料，以减少氧化皮的生成和脱落。
2、燃料的选择和燃烧的稳定性。
选择低硫、低灰分的煤种，并保持良好的燃烧条件，避免煤灰中的硫等元素过量进入受热面，减少氧化皮的产生。
3、加强设备维护和保养，及时清理受热面。
定期对受热面进行清洗和检查，及时发现和处理氧化皮的问题，避免其脱落导致其他问题的发生。
治理措施：1、采取有效的防脱固化措施。
使用化学品对受热面进行浸渍或涂覆处理，形成一层坚固的覆盖层，防止氧化皮脱落。
2、采取表面处理技术。
利用喷涂、镀覆等技术对受热面进行表面处理，提高其抗氧化性和耐磨性，延长受热面的使用寿命。
3、优化燃烧控制。
通过优化燃烧系统和控制设备，减少煤灰中的有害元素进入受热面，降低氧化皮的产生。
超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落是一个需要重视和解决的问题。
预防和治理措施需要多方面合力，包括材料选用、燃料选择、设备维护、化学处理等方面，才能有效地延长受热面的使用寿命，保证锅炉的安全稳定运行。
希望借助技术的不断发展和进步，能够找到更加有效的预防和治理方法，为超超临界锅炉的运行提供更多的保障。
700℃超超临界机组锅炉用617B合金的烟气腐蚀行为研究
ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒａｔｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｍ ｅｎ ｓｕｆｆｅｒｅｄ ｓｅｖｅｒｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ Ａ １１ｏｖ ６ １ ７Ｂ ｓｕｒｆａｃｅ ｉＳ ｍ ａｉｎｌｙ Ｎ ｉＣｒ２ ０４ ａｎｄ ａ ｌｉｔｔｌ＇ｅ ＣｏＣｒ？Ｏ４． Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｕｌｔｒａ ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ，ｂｏｉｌｅｒ，ｆｉｒｅ—ｓｉｄｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ，７００ ℃ ，Ａ ｌｌｏｙ ６１７Ｂ ，ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒａｔｅ，Ｄｈａｓｅ
高到 ７６０℃，发 电效率 将 提 高到 ５Ｏ％Ｅ４３。我 国也 于 ２０１０年 ７月正式 启 动 了 ７００ 。Ｃ等 级 超 超 临界 机 组 研 究计划 ，预计 燃煤 机组 主蒸 汽温 度将达 到 ７００℃ ， 高 温 过 热 器 、再 热 器 的 金 属 温 度 将 达 到 ７５０ ℃［５］。 这样 的温度条 件对 过 热 器 、再 热 器 的耐 蚀 性 提 出 了 更 苛刻 的要求 Ｅ６ ７３。
收 稿 日期 ： ２Ｏ１５—０４—０１ 基 金 项 目 ： 国家 能 源 局 国 家 能 源应 用 技 术 研 究 及 工 程 示 范项 目（ＮＹ２０１１０１０２） 作 者 简 介 ： 毕 凯 （１９８８一 ），男 ，硕 士 ，主要 研 究 方 向为 电 厂 材料 的组 织 性 能 。
Ｅ－ｍ ａｉｌ： ｃｈｕａｎｓｈｕｏｌ９８８１１＠ １６３．ｃｏｒｎ
［关 键 词］超超 临界 ；锅 炉 ；烟 气腐蚀 ；７００℃ ；６１７Ｂ合 金 ；腐蚀速 率 ；物相 ［中图分 类号］ＴＧ１７２．８；ＴＫ２２４．９ ［文献标 识码 ］Ａ ［文 章 编 号］１００２—３３６４（２０１６）０２—００６８—０７ ［ＤｏＩ编 号］１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—３３６４．２０１６．０２．０６８
700℃超超临界机组锅炉过热器选材分析
700℃超超临界机组锅炉过热器选材分析王崇斌;诸育枫;王煜;徐若雨;秦升;朱更【摘要】介绍了700℃超超临界机组锅炉过热器候选新材料Sanicr025更高强度奥氏体钢小口径管、HR6W铁镍基合金小口径管、617mod镍基合金小口径管、740H镍基合金小口径管等材料性能,分析了Su-per304H、TP310HCbN、Sanicro25、HR6W、617mod、740H管子制造700℃超超临界机组锅炉过热器的适用温度范围,提出了700℃超超临界机组锅炉过热器选材建议.【期刊名称】《发电设备》【年(卷),期】2016(030)003【总页数】5页(P168-172)【关键词】超超临界机组;过热器;材料性能【作者】王崇斌;诸育枫;王煜;徐若雨;秦升;朱更【作者单位】上海锅炉厂有限公司,上海200245;上海锅炉厂有限公司,上海200245;上海锅炉厂有限公司,上海200245;上海锅炉厂有限公司,上海200245;上海锅炉厂有限公司,上海200245;上海锅炉厂有限公司,上海200245【正文语种】中文【中图分类】TK225材料技术我国在一次能源结构中以煤为主要能源，燃煤发电给环境带来巨大的压力。
为了节约能源，减少CO2排放，大容量、高参数的超超临界机组成为了电站锅炉发展的必然趋势。
与600 ℃超超临界机组相比，700 ℃超超临界机组效率提高至50%以上，每千瓦时供电煤耗降低近70 g，CO2排放减少14%[1-2]。
从世界各国先进超超临界发电计划的实施情况来看，700 ℃火电机组在可行性研究和产品设计上均已基本成熟，其开发的瓶颈在于高温段材料的选用，尤其是锅炉材料的选用。
由于700 ℃超超临界机组锅炉过热器内的蒸汽压力升高到36.5 MPa，蒸汽温度升高到700 ℃，而600 ℃超超临界机组锅炉过热器常用的高强度奥氏体钢不能满足700 ℃超超临界机组锅炉过热器的强度要求，所以必须开发更高强度的新材料小口径管[3-4]。
超临界直流锅炉防止空预器积灰、腐蚀、堵塞方案
超临界直流锅炉防止空预器积灰、腐蚀、堵塞方案某火电厂为2×350MW超临界间接空冷燃煤热电联产机组，#1、#2锅炉为东方锅炉股份有限公司生产的DG1154/25.4/571/569-Ⅱ4型锅炉。
本锅炉为超临界参数变压运行直流炉，单炉膛、一次中间再热、采用前后墙对冲燃烧方式、平衡通风、紧身封闭、固态排渣、全钢悬吊结构Π型锅炉，本锅炉所配空预器为三分仓回转式空气预热器。
二、运行中存在的主要问题1.空气预热器堵灰堵灰后各分仓差压增大，一次、二次风压有摆动现象，其摆动周期与空气预热器旋转一周的时间恰好吻合，这说明空气预热器有堵塞现象。
这是因为当堵塞部分转到一次风口时，一次风压开始下降；当堵塞部分转到二次风口时，二次风压又开始下降，在堵塞部分转过之后，风量又开始增大。
空气预热器堵灰时，由于风量的忽大忽小，炉膛负压上下大幅度波动，严重影响锅炉燃烧的稳定性。
2.空气预热器腐蚀空气预热器堵灰及腐蚀是息息相关的。
空气预热器堵灰时，空气预热器受热面由于长期积灰结垢，水蒸汽及SO3容易黏附在灰垢上，加重了空气预热器的腐蚀；而空气预热器腐蚀时，受热面光洁度严重恶化，加重了空气预热器的积灰。
空气预热器堵灰及腐蚀时，运行中表现出空气预热器出口一、二次风温降低，排烟温度升高，锅炉效率降低。
三、影响因素分析1.锅炉燃料燃烧方面的影响锅炉燃烧的所有燃料几乎都含有硫。
燃烧过程中燃料中的大部分硫都转变为二氧化硫，但仍有1-5%的硫转变为三氧化硫。
烟气中三氧化硫的含量取决于许多因素，如燃料中硫的含量、燃烧时的过量空气系数以及是否存在对形成三氧化硫起催化作用的沉积物等。
三氧化硫与烟气中的水蒸汽反应，在换热元件表面形成一层硫酸膜从而腐蚀碳钢换热元件。
能在换热元件表面上形成一层连续的硫酸膜的最高温度称为烟气的“酸露点”。
当换热元件壁温低于露点温度时，硫酸蒸汽就会凝结在壁面上腐蚀换热元件，并不断粘结飞灰，堵塞通道，降低换热元件换热效率和使用寿命，影响空预器的安全经济运行。
超超临界锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析与防治
超超临界锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析与防治发布时间：2022-12-07T08:09:39.284Z 来源：《中国电业与能源》2022年15期作者：叶斌[导读] 火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀普遍存在，严重影响安全生产。
叶斌苏晋塔山发电有限公司山西省大同市 037038摘要：火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀普遍存在，严重影响安全生产。
高温腐蚀是金属管壁在高温烟气环境下发生的腐蚀，会造成水冷壁管壁变薄，强度下降，容易发生爆管、泄漏等事故，进而导致机组发生非停，严重影响机组安全和经济运行，对整个电网的安全性和稳定性造成影响。
为降低氮氧化物的排放，许多火电厂不仅增加脱硝系统，还在锅炉燃烧系统配置方面采取措施，锅炉水冷壁腐蚀中对冲燃烧方式的锅炉水冷壁高温腐蚀现象比较严重，尤其超超临界、超临界机组对冲燃烧方式的锅炉燃烧器区域两侧水冷壁引发高温腐蚀的可能性较大。
为研究锅炉水冷壁高温腐蚀的主要影响因素，探索有效的治理方法，某电厂超超临界锅炉为例，利用检修检查燃烧器和水冷壁腐蚀情况，参考锅炉运行操作情况，通过分析水冷壁腐蚀的主要影响因素，制定相关治理方案。
关键词：锅炉；水冷壁；高温腐蚀随着超临界电站锅炉单机容量增大以及参数提高，水冷壁系统由于结构、参数和材料等特性的影响，其在设计、制造、安装、运行以及检验等技术上都较以往的中小容量、中低参数（亚临界以下）电站锅炉复杂。
与此同时，世界各国都越来越重视环保问题，目前超临界电站锅炉大都采用低氮氧化物燃烧技术，在水冷壁附近区域形成了还原性气氛，高温腐蚀引起的早期爆管开始在大容量超（超）临界机组电站锅炉水冷壁系统中频繁出现，极大地威胁着锅炉的安全运行。
一、腐蚀类型水冷壁管烟气侧高温腐蚀是指水冷壁管在高温烟气环境中所发生的锈蚀现象，即金属材料在高温下与环境气氛中的硫、氯等元素发生化学或电化学反应而导致的变质或破坏。
据有关统计，一般情况下, 高温腐蚀导致管壁减薄量约为 1~2mm/年，严重时可达 5~6mm/年，对安全运行形成严重隐患，一旦发生突发性爆管事故，不仅打乱正常发电计划，减少发电产值，而且额外增加检修费用，直接影响电厂经济效益，同时也会干扰地区电网的正常调度，造成较大的社会影响。
700℃等级超超临界燃煤锅炉用金属材料应用分析
700℃等级超超临界燃煤锅炉用金属材料应用分析张涛;卫志刚;田力男;田峰;陈浩【摘要】近年来，世界各国开始着力研发先进超超临界（A-USC）燃煤发电技术，A-USC锅炉设计参数显著提高，其设计温度和压力已经分别达到700℃和35 MPa，对金属材料的高温强度、抗氧化性、抗腐蚀性及焊接性能等提出较高的要求。
针对世界各国相继开展的A-USC机组研究项目，本文介绍了各国重点研究的700℃等级A-USC锅炉过（再）热器及高温蒸汽管道可采用的Inconel617、Haynes230、Inconel617B、Nimonic263及Inconel740等镍基高温合金的组织结构、性能及国内外研究进展，并对上述各部件选用镍基合金提出建议，供相关材料研究人员参考。
%Different countries began to research advanced ultra-supercritical(A-USC) power generation technology in recent years. The design temperature and pressure of A-USC boiler had improved to 700℃ and 35 MPa. In the meantime, the high temperature strength, oxidation-resistance, corrosion-resistance and weld-ability of metal materials should be improved. To the A-USC unit research programs of main countries, the paper presented the microstructure, the mechanical properties and the researching progress of main materials which were used to fabricate superheater and main steam pipe. These Ni-based high temperature alloys contained Inconel617, Haynes230, Inconel617B, Nimonic263 andInconel740. In the last, some suggestions were mentioned to select Ni-base alloy for researchers and users.【期刊名称】《内蒙古电力技术》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】6页(P20-25)【关键词】700℃等级超超临界燃煤锅炉;过热器;再热器;高温蒸汽管道;镍基高温合金;蠕变强度;持久强度;抗氧化性【作者】张涛;卫志刚;田力男;田峰;陈浩【作者单位】内蒙古电力科学研究院，呼和浩特010020;内蒙古电力科学研究院，呼和浩特 010020;内蒙古电力科学研究院，呼和浩特 010020;内蒙古电力科学研究院，呼和浩特 010020;内蒙古电力科学研究院，呼和浩特 010020【正文语种】中文【中图分类】TM621.25近十多年来，世界各国相继开始研发700℃等级超超临界（A-USC）燃煤发电技术。
700℃等级超超临界锅炉介绍
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超超临界机组锅炉过热器用T92钢高温腐蚀试验
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超超临界燃煤机组合金材料的选用及检测
超超临界燃煤机组合金材料的选用及检测摘要：以某超超临界燃煤机组为背景，介绍了应用在超超临界机组上常见的合金材料选用原则，包括常见合金材料的高温强度性能、抗高温氧化性能、高温抗腐蚀性能，并介绍了常见合金材料的特性，最后讨论了常见合金材料的检测时机和检测仪器。
关键词：高温强度、高温抗氧化性、高温抗腐蚀、无损检测当下我国能源还是以煤为主，在“碳达峰，碳中和”的国家战略目标下，提升煤炭的清洁高效利用格外重要。
某超超临界燃煤机组工程的设计蒸汽压力为32.46Mpa.g，蒸汽温度为605℃，设计热效率为95.15%，供电煤耗低于266.05g/kWh在火电行业中属于领先水平。
超超临界要求较高的设备性能，选择符合要求的合金材料及合适的检测方法尤为重要。
一、合金材料的选用原则超超临界机组工作时的压力和温度均高于普通机组，建设时就要充分考虑各种因素，尤其是高温强度、高温抗氧化性及高温抗腐蚀性能。
1.1高温强度某超超临界机组主蒸汽出口温度605℃，压力32.46Mpa.g，在如此高温高压下所用合金材料必须要具有与之相比配的高温强度，否则在使用过程极易引起安全事故和生产事故。
超超临界机组设备的受热部分主要有水冷壁、包墙、屏式过热器、低温过热器、高温过热器、低温再热器、高温再热器等。
1.2高温抗氧化性超超临界机组设备容易氧化的原因包括来自空气中的氧、水中的氧及本身所在的高温环境，氧化后形成氧化层，氧化层导热性能差容易使金属超温。
脱落的氧化层颗粒会冲蚀管壁、汽机叶片，还容易在狭窄处聚集堵塞，最终引起蒸汽泄漏及爆管事故。
1.3高温抗腐蚀超超临界机组设备的腐蚀主要来自燃料中的硫（S）和氮（N），硫和氮与氧和水形成硫化物和氮氧化物，温度上升时，烟气侧的腐蚀也随之加剧[1]。
1.4合金材料的选用某超超临界机组低温再热器系统示意图如图1所示，受热面的水从进水口依次经过一级、二级、三级、四级、五级管组然后进入低再出口集箱。
一次再热器的一级、二级、三级管组为15CrMo，四级管组与三级管组对接下半部分为12Cr1MoV。