1. 超超臨界機組(zu)是主(zhu)要發(fa)展方向
根據遲成宇等發(fa)表在《世界鋼鐵》期刊上的(de)(de)論文，高壓機組(zu)和亞臨(lin)界機組(zu)等火電機組(zu)熱效率低下，分別(bie)為(wei)33%和41.8%，不僅(jin)造成了煤炭資源的(de)(de)大量(liang)消耗，同(tong)時大量(liang)有害(hai)氣體的(de)(de)排放嚴重污染環境。
通(tong)過對幾種潔凈煤(mei)燃燒(shao)技術(shu)(shu)的比較(jiao)，例如(ru)超(chao)超(chao)臨(lin)界( USC) 、常壓(ya)循環流化床燃燒(shao)( CFBC) 、整體(ti)煤(mei)氣化聯合(he)循環( IGCC) 、增(zeng)壓(ya)硫化床聯合(he)循環( PFBC) 等，從(cong)技術(shu)(shu)難(nan)度(du)和可行性(xing)方(fang)面(mian)來看，超(chao)超(chao)臨(lin)界燃煤(mei)技術(shu)(shu)更(geng)適(shi)合(he)我國的情況(kuang)，在(zai)技術(shu)(shu)方(fang)面(mian)具有(you)可行性(xing)、成熟性(xing)與(yu)穩定性(xing)，可以在(zai)短期內迅(xun)速(su)發展并產生規模效應。
超(chao)超(chao)臨界技術(shu)在世界各(ge)國的現實運行當中也(ye)已(yi)經被證實是提高燃煤效率、降低(di)發電成本、減少污染物排放的一種切實可(ke)行的方(fang)法，并(bing)已(yi)經在歐美及日(ri)本等發達國家得到了應(ying)用和(he)推廣。因此大(da)力發展大(da)容量、高參數(shu)值的超(chao)超(chao)臨界燃煤技術(shu)已(yi)成為我(wo)(wo)國實現節能減排目標的一種重(zhong)要(yao)(yao)手段，也(ye)是我(wo)(wo)國火(huo)電機組的主要(yao)(yao)發展方(fang)向。
結合國(guo)家發(fa)改委(wei)和國(guo)家能(neng)源局2021年(nian)發(fa)布的(de)《全國(guo)煤(mei)電(dian)機(ji)(ji)組改造升級實(shi)(shi)施(shi)方案》，要求新建(jian)非熱電(dian)聯產(chan)燃(ran)煤(mei)發(fa)電(dian)項(xiang)目原則上要采用 60 萬千瓦(wa)及以(yi)上超超臨(lin)界(jie)機(ji)(ji)組，且供電(dian)煤(mei)耗(hao)低于 270 克標(biao)準(zhun)煤(mei)/千瓦(wa)時；對供電(dian)煤(mei)耗(hao)在 300 克標(biao)準(zhun)煤(mei)/千瓦(wa)時以(yi)上的(de)煤(mei)電(dian)機(ji)(ji)組，要加快創(chuang)造條件實(shi)(shi)施(shi)節能(neng)改造，對無法改造的(de)機(ji)(ji)組逐步(bu)淘汰(tai)關停，并視情(qing)況將具(ju)備條件的(de)轉為應(ying)急備用電(dian)源。
要(yao)求“十(shi)四五”期間改(gai)造(zao)規模(mo)不低于3.5 億千瓦，穩(wen)步推進(jin) 650℃等級超(chao)(chao)超(chao)(chao)臨(lin)界燃煤(mei)發(fa)電(dian)技術。由(you)此可見(jian)，我國未來幾年火(huo)電(dian)特別是煤(mei)電(dian)發(fa)展的方向是超(chao)(chao)超(chao)(chao)臨(lin)界機組的改(gai)造(zao)和(he)新建，將帶(dai)動建設超(chao)(chao)超(chao)(chao)臨(lin)界機組的產(chan)品需(xu)求。
2. 超超臨(lin)界(jie)鍋爐對管道的性能(neng)要求更高(gao)
根據張書輝等發表在(zai)《新型工業化》期刊上的(de)(de)論文《超(chao)超(chao)臨界(jie)鍋(guo)爐(lu)(lu)管道用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)研究(jiu)現狀與(yu)發展趨勢》，超(chao)超(chao)臨界(jie)機組(zu)對(dui)于(yu)鍋(guo)爐(lu)(lu)、管道和壓力(li)容器的(de)(de)鋼(gang)(gang)材要求(qiu)很高，處于(yu)高壓高溫狀態(tai)的(de)(de)蒸汽將會(hui)先通過(guo)水冷壁，然(ran)后(hou)為過(guo)熱(re)器與(yu)再熱(re)器管，并且先后(hou)通過(guo)集熱(re)箱(xiang)與(yu)主蒸汽管道，在(zai)此過(guo)程中，其壓力(li)與(yu)溫度(du)將會(hui)不斷上升。為了確保上述部件能(neng)夠安全有效地(di)工作，應(ying)當采用(yong)(yong)高溫力(li)學(xue)性(xing)能(neng)良好(hao)的(de)(de)合金或是(shi)耐熱(re)鋼(gang)(gang)，現在(zai)超(chao)超(chao)臨界(jie)鍋(guo)爐(lu)(lu)中采用(yong)(yong)的(de)(de)鋼(gang)(gang)種有HR3C、 S30432、T91與(yu)T92等。
過熱(re)(re)(re)器(qi)與再(zai)熱(re)(re)(re)器(qi)是(shi)鍋爐(lu)(lu)內工(gong)質溫度(du)最高(gao)的(de)部(bu)件(jian)。過熱(re)(re)(re)器(qi)主要是(shi)將(jiang)飽(bao)和蒸汽加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)成過熱(re)(re)(re)蒸氣；再(zai)熱(re)(re)(re)器(qi)主要用于將(jiang)汽輪機(ji)高(gao)壓(ya)缸(gang)的(de)排汽返回鍋爐(lu)(lu)再(zai)次加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)，然后再(zai)送到低(di)壓(ya)缸(gang)膨脹(zhang)做功，使(shi)汽輪機(ji)末級葉片(pian)的(de)蒸汽濕度(du)控制在允(yun)許范圍(wei)內。
過(guo)(guo)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)與再(zai)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)分為(wei)(wei)對流(liu)(liu)式(shi)、屏式(shi)和(he)壁式(shi)。對流(liu)(liu)式(shi)過(guo)(guo)（再(zai)）熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)由(you)蛇形(xing)管組成(cheng)，布置(zhi)在(zai)鍋(guo)爐(lu)水平煙道(dao)或尾部(bu)豎(shu)井，吸(xi)收(shou)煙氣的對流(liu)(liu)放(fang)熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)；屏式(shi)過(guo)(guo)（再(zai)）熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)布置(zhi)在(zai)爐(lu)膛內部(bu)，吸(xi)收(shou)爐(lu)膛輻(fu)射熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)，減少煙氣擾(rao)動，減低熱(re)(re)(re)偏(pian)差，改(gai)善(shan)蒸汽(qi)氣溫特(te)性，又(you)分為(wei)(wei)輻(fu)射式(shi)和(he)半輻(fu)射式(shi)，分別布置(zhi)在(zai)爐(lu)膛上(shang)前部(bu)和(he)出口處；壁式(shi)過(guo)(guo)（再(zai)）熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)緊(jin)貼水冷壁或爐(lu)墻(qiang)布置(zhi)，也成(cheng)為(wei)(wei)墻(qiang)式(shi)過(guo)(guo)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)，常用于低溫段過(guo)(guo)（再(zai)）熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)。
高溫積灰與高溫腐蝕的危害。煤灰中的堿金屬接觸到受熱面管壁時，堿金屬發生凝結，在高溫煙氣中氧化硫作用下，行成致密的白色堿金屬硫酸鹽積灰層，不僅降低了受熱面吸熱能力，增加管排間阻力，而且在高溫狀態下，半熔融狀態的硫酸鹽會與Fe2O3保護層發生反應行成復合硫酸鹽，對金屬產生強烈的化學腐蝕作用，從而影響機組運行，縮短設備使用壽命。
S30432耐熱不(bu)銹(xiu)鋼是目前超超臨界電站鍋爐過熱器及再熱器最廣泛使用的商用奧氏體類耐(nai)熱鋼之一。
它是在(zai)(zai)TP304H的基礎上(shang)(shang)，通過降低Mn含(han)量上(shang)(shang)限，加入約(yue)(yue)3％的Cu、約(yue)(yue)0.45％的Nb和一(yi)定量的N，經過高溫軟化工(gong)藝(yi)及大變形量冷(leng)軋(ya)工(gong)藝(yi)處理，并在(zai)(zai)高于1150℃條件下固(gu)溶處理后具(ju)有(you)單一(yi)的奧氏體(ti)組(zu)織，晶粒度在(zai)(zai)7—8級以上(shang)(shang)。
服役過程中在奧氏體晶內逐漸析出微細彌散的富銅相，會輔助產生極佳的強化作用，許用應力也會大幅提高。必要時，根據客戶要求可采用內壁噴丸技術來提高不銹鋼管材的抗蒸汽氧化能力，延長運行壽命。
