蒸汽温度700℃超超临界锅炉受热面选材研究

蒸汽温度 7 0 0 o C 超超临界锅炉受热面选材研究 王崇斌， 徐雪元。 诸育枫， 金用强， 王煜， 田志豪， 卢小莉 ( 上海锅炉厂有限公司， 上海2 0 0 2 4 5 ) 摘要： 报道 了蒸 汽温度 7 0 0 o C超超临界锅炉水冷壁和过热器等受热面部件 的材料性能， 分析 了 1 2Cr lMo VG ， T2 3， T2 4， T 91， T 9 2， T1 22， VM 1 2 S HC ， TP3 4 7H ， TP3 47 HFG。 S up e r 3 0 4H 。 TP 31 OHCb N 。 S a n i c r o 2 5 ， HR 6 W， 6 1 7 Mo d和 7 4 0 H管子制造 7 0 0 o C 超超临界锅炉水冷壁和过热器等受热面的适用 温度范围， 提 出了7 0 0 o C超超 临界锅炉水冷壁和过热器等受热面选材建议。 关键词： 7 0 0 c I = 超超临界锅炉； 水冷壁 ； 过热器； 适用温度 中图分类号： T H1 4 2 ； T K 2 2 9 2 文献标志码： B 文章编号 ： 1 0 0 1 4 8 3 7 ( 2 0 1 5 ) 0 4 0 0 5 1 0 9 d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 1 4 8 3 7 2 0 1 5 04 0 0 9 Re s e a r c h o n M a t e r i a l S e l e c t i o n o f 7 0 0 US C Bo i l e r He a t i n g S u r f a c e W ANG Ch o n gb i n， XU Xu ey u a n， ZHU Yuf e n g， J I N Yo n gq i a n g， W ANG Yu， TI AN Z h i h a o， LU Xi a ol i ( S h a n g h a i B o i l e r Wo r k s L t d ， S h a n g h a i 2 0 0 2 4 5， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h e ma t e ri a l s p r o p e r t i e s o f h e a t i n g s u r f a c e( w a t e r w a l l a n d s u p e r h e a t e r ) f o r 7 0 0 u l t r a s u p e r c r i t i c a l ( U S C )b o i l e r w e r e d i s c u s s e d ， a n d t h e a p p l i c a b l e t e m p e r a t u r e r a n g e o f w a t e r w a l l a n d s u p e r h e a t e r ma d e o f di f f e r e n t t ub e s，s u c h a s 1 2Cr l Mo VG，T2 3，T 2 4，T91，T9 2，T1 22，VM1 2 S HC，TP 3 4 7H ， TP3 4 7HFG ， S up e r 3 0 4H ， T P31 0HCb N ， Sa n i c r o 25， HR6W ， 61 7Mo d a n d 7 40H we r e a n a l y z e d I n a d d i t i o n， s o me s u g g e s t i o n s o n t h e ma t e r i a l s e l e c t i o n h a v e b e e n p r o p o s e d K e y wo r d s ： 7 0 0 u l t r a s u p e r c ri t i c a l ( U S C )b o i l e r ； w a t e r w a l l ； s u p e r h e a t e r ； s u i t a b l e t e m p e r a t u r e 0引言 为了节能减排 ， 许多国家正在开发 7 0 0超 超临界机组。与 6 0 0 o C超超临界发 电技术相 比， 7 0 0 c 【 = 超超临界机组效率提高至 4 6 以上 ， 供电 煤耗将由 6 0 0 o C 参数机组的 2 7 0 g ( k W h ) 下降 到2 4 0 g ( k W h ) 以下， 不仅节约煤炭， 而且使排 放大幅度下降 J 。 在燃煤发电机组的发展历程 中， 高温材料一 直是机组类型改进提升 的关键 ， 高温材料性能的 水平起到影响机组发展的决定性作用， 随着机组 工作参数值不断提 高， 材料 的这种影响越来越明 显H j 。因此 ， 7 0 0 o C超超临界锅炉开发 的技术瓶 颈是过热器管子等的高温材料 。 2 0 1 0年 ， 中 国 国家 能 源 局 成 立 了 “国 家 7 0 0超超 临界燃煤发 电技 术创新联 盟” 。2 0 1 1 年， 上海锅炉厂有限公司( 以下简称上锅) 承担了 基金项 目： 科技 部 国家高科技研究发展计划 ( 8 6 3计 划) ( S S 2 0 1 2 A A 0 5 0 5 0 2 ) 5l C P V T 蒸汽温度 7 0 0超超I临界锅炉受热面选材研究 V o 1 3 2 N o 4 2 0 1 5 科技部 8 6 3课题 ( 7 0 0 o C锅炉部分关键热部件加 工技术开发和实验验证 。2 0 1 2年， 华能清洁能 源技术研究 院和上锅等单位承担 了能源局课题 国家 7 0 0 oC 超超临界燃煤发电关键技术与设备 研发及应用示范 ， 计划在3 2 0 M W超临界机组锅 炉上安装 7 0 0锅炉高温材料验证试验平 台 j 。 上锅已经根据 “ 7 0 0锅炉高温材料 验证试 验平台技术实施方案” 进行 7 0 0 o C锅炉高温材料 验证试验平台用水冷壁、 过热器、 集箱、 减温器和 管道 的施 工设计 ， 进 行 S a n i c r o 2 5 ， 6 1 7 Mo d ， 7 4 0 H 等材料焊接工艺评定， 完成相关部件的制造工作， 然后在试验平台上进行验证试验 。计划在 7 0 0 o C 锅炉高温材料验证试验平台用水冷壁、 过热器、 集 箱、 减温器和管道在 7 0 0 o C 蒸汽高温运行 1 万多 小时后 ， 从 7 0 0 o C锅炉高温材料验证试验平台的 部件取管子和管道母材及焊接接头试样进行可靠 性评定试验 。 中科院金属研究所已经对 G H 2 9 8 4铁镍基合 金进行改进， 开发高温持久强度优于 6 1 7 M o d的 9 8 4 G管子 J 。中国钢研科技集 团有限公 司和有 关钢厂正在研制 7 0 0 c I = 锅炉高温受热面用铁镍基 合金小 口径管和镍基合金小 口径管和镍基合金大 口径管 。 1 7 0 0 o C锅炉初步计算温度和设计压力 主蒸 汽参 数 ： P=36 5 MPa ： Z T_7 05 再热蒸 汽参 数 Z _ 72 3 图1 7 0 0 o C锅炉受热面布置典型方式 对于 7 0 0 c I = 超超临界锅炉总体设计 ， 各锅炉 制造商均有 自身技术特点。在炉型、 燃烧方式、 水 冷壁形式、 受热面布置等方面存在比较大的差异， 但无论哪种方式 ， 其关键部件水冷壁出口温度 、 高 温过热器及高温再热器金属壁温值差别甚小， 故 可认为7 0 0 o C 锅炉对材料性能要求不会 由于锅炉 总体设计方案的不同而发生大的变化 。 图 1 示 出7 0 0 o C超超临界锅炉总体设计 和受 热面布置的一种典型方式。6 0 0 MW 机组锅炉主 蒸汽出 口压 力 3 6 5 M P a ， 锅 炉主蒸汽 出 口温 度 7 0 5 ， 锅炉再热蒸汽出 口温度 7 2 3 o C。 表 1列 出 6 0 0 Mw 锅炉主蒸汽参数为 3 6 5 M P a ， 7 0 5 7 2 3 oC 锅炉水冷壁和过热器初步计算金 属壁温和设计压力。 表 1 初步计算最高金属壁温和设计压力 最高金属壁温 最高设计压力 部件 MP a 水冷壁冷灰斗 4 3 5 4 2 9 水冷壁螺旋段 5 7 5 4 1 2 水冷壁垂直段 5 9 0 4 0 6 6 过热器 6 5 0 7 5 0 3 8 4 0 2受热面材料性能 水冷壁是蒸汽温度 7 0 0超超临界锅炉的关 键部件。需满足下列要求 ： 高的强度指标 、 良好 的 防烟气侧腐蚀和抗蒸汽侧氧化特性、 良好的焊接 性能和加工成形特性。 7 0 0超超临界锅炉过热器外部为 8 0 0 c I= 以 上的高温烟气 ， 内部为压力 3 6 5 MP a以上 、 温度 7 0 5 o C左右的高温 高压蒸汽， 管子金属设计最高 温度达到 7 5 0左右 ， 局部过热器管子金属温度 有时可能超过管子金属的设计温度。要求过热器 管子材料具有高的持久强度、 良好的抗高温蒸汽 氧化性能和抗高温烟气腐蚀性能、 优良的焊接性 能和易于弯管的可加工性能 。 因此 ， 要求 7 0 0 。 C超超 临界锅炉受热面候选 材料具有优良的力学性能、 较高的高温许用应力、 较低的线膨胀系数， 相关标准 数据如表2 4 所示 。 第 3 2卷第 4期 压 力 容 器 总第 2 6 9期 表 2 7 0 0超超 临界锅 炉受热面候选材料 力学性 能 材料 屈服强度 M P a 抗拉强度 MP a 延伸率 1 2Cr l Mo VG 2 5 5 4 706 40 21 T2 3 40 0 51 0 20 I 2 4 41 5 5 8 5 2 0 T 9l 41 5 58 5 2O I 92 4 40 6 2 0 20 T1 2 2 4 0 0 6 2 0 2 O VMl 2 S HC 4 5 0 6 2 0 1 9 TP 3 47H 2 05 51 5 35 TP3 4 7HFG 2 O5 5 5 0 35 S u p e r 3 0 4 H 2 3 5 5 9 0 3 5 TP 3 1 0 HC b N 2 9 5 6 5 5 3 0 S a ni e r o 2 5 3l O 6 5 5 40 HR6W 2 35 5 9 0 30 6 1 7 Mo d 3 0 0 7 0 09 5 0 3 5 7 4 0 H 6 2 0 1 0 3 5 2 0 表 3 7 0 0超超临界锅炉受 热面候选 材料许用应力 M P a 材料 4 5 0 5 0 0 5 5 0 6 o 0 6 5 0 o C 7 0 0 7 5 0 8 0 0 1 2 C r l Mo VG 1 2 8 1 1 8 71 _ I 23 1 3 4 1 2 5 8 9 53 | 4 1 4 9 1 4 0 8 6 2 _ r I 9 1 。 1 2 6 1 o 7 6 5 T 9 2 _ 1 3 4 1 1 9 7 9 1 T1 22 _ 1 3 6 ll 5 6 7 4 VMl 2 SHC _ 1 38 1 21 71 n) 3 4 7 H 。， 1 1 3 9 2 5 3 9 _ T P 3 4 7HF G _ _ 1 2 2 1 O 7 6 7 Su pe r 30 4H 。 - 1 28 1 21 78 n) 3 l 0 HC b N _ 1 5 3 1 1 8 6 8 9 _ Sa n i c r o 2 5 _ l 印 1 5 4 ll 1 6 4 4 HR 6 W _ 。 1 4 0 1 1 3 8 0 6 5 8 4 4 2 6 1 7 Mo d _ 1 5 0 1 4 5 1 2 4 l 0 3 _ 7 4 0 H _ _ 2 7 4 2 2 6 1 4 6 1 2 O 2 2 1 ( r t R 6 W) 、 U N S N 0 7 7 4 0 ( 7 4 0 t t ) 许用应力数据来自A S M E ； ( 3 ) 6 1 7 r o a 许用应力根据 S M S T公司提供的性能数据， 按 A S M E规则计算 。 53 C P V T 蒸汽温度 7 0 0超超临界锅炉受热面选材研究 V o 1 3 2 N o 4 2 0 1 5 表 4 7 0 0超超临界锅炉受热面候选材料线膨胀 系数 1 0r n m ( m m ) 材料 2 O 4 0 0 5 0 0 6 0 O 7 o 0 8 0 o l 2 Cr 1 Mo VG _ 1 3 8 3 1 4 1 5 1 4 3 8 _ T23 _ 7 3 7 5 7 7 _ rI 24 。- 7 1 7 4 7 6 h I 91 1 0 5 1 2 1 2 3 1 2 7 _。 I 92 1 0 5 1 2 1 2 3 1 2 7 _ T1 2 2 1 0 6 l 1 9 1 21 1 2 3 VM1 2 SHC _ 11 5 1 1 8 1 2 1 _。 TP3 4 7H 1 5 3 1 8 1 1 8 4 1 8 8 。 n) 3 47HFG 1 5 3 1 8 1 l 8 4 1 8 8 _ S u p e r 3 0 4H 1 5 3 l 8 1 1 8 4 1 8 8 _ TP 31 OHCbN l 4 7 1 6 8 1 7 2 1 7 5 S a n i c r o 2 5 _ 1 6 1 6 5 1 6 5 1 7 1 7 HR6 W _ 1 4 9 1 5 1 1 5 2 1 5 8 l 6 2 61 7Mo d _ 1 4 0 1 4 4 1 5 1 1 5 7 7 4 0H _ 1 3 93 1 4 2 7 1 4 57 1 5 03 1 5 72 上锅对一些厂家的镍基和铁镍基钢管进行 了 相关评定 ， 以验证这些钢管能否满足 A S M E规范 对材料 的要求。 ( 1 ) 对 H R 6 W小 口径管及其焊接接头进行 了 1 0 0 0 0多小时 的高温持久强度等性能试 验 ， 证 明 H R 6 W 小 口径 管焊接接头性能满足 A S ME规范 要求。 ( 2 ) 对 S a n i c r o 2 5小 口径管及 其焊 接接头进 行 了 1 0 0 0 0多小时的高温持久强度等性能试验 ， 证明S a n i c r o 2 5小口径管材料及其焊接接头性能 满足 A S ME规范要求。 ( 3 ) 对 7 4 0 H小 口径管进行 了 1 0 0 0 0多小 时 的高温持久强度等性 能试验 ， 证明 7 4 0 H 小 口径 管材 料 性 能 满 足 A S M E 规 范要 求 。正 在 进 行 7 4 0 H小口径管焊接试验及焊接接头高温持久强 度试验 。 ( 4 ) 对 6 1 7 M o d小 口径管进行 了 1 0 0 0 0多小 时的高温持久强度等性 能试 验 ， 证 明 6 1 7 M o d小 口径管材料性能满足A S M E规范要求。正在进行 6 1 7 M o d 小口径管焊接试验及焊接接头高温持久 强度试验。 5 4 3 超超 临界锅炉受热面材料使用温度范围分析 3 1 超超临界锅炉水冷壁材料使用温度范围分析 6 0 0蒸汽温度以下超临界 锅炉水冷壁选用 低 合 金 铬 钼 钢 ， 如 T 1 2 ， T 2 2 ， 1 2 C r l Mo V G， T 2 3， T 2 4 。7 0 0 o C 超超 临界锅炉水冷壁出 口介质温度 达到 5 3 0左右 ， 水冷壁金属设计温度近 6 0 0 o C。 在这种情况下 ， 水冷壁材料不但要满足高温强度 的要求 ， 还必须考虑抗烟气侧腐蚀和抗蒸汽侧 的 氧化， 低合金铬钼钢不能满足要求， 必须使用更高 合金的材料 。 T 9 1和 T 9 2在 电厂安装焊接后应该进行焊后 热处理 ， 这对水冷壁 电厂安装带来 了很 大挑战。 T 1 2 2材料抗腐蚀性强， 但强度低于 T 9 2 ， 制造水 冷壁 ， 壁厚太 厚。用 6 1 7 Mo d镍基合金 管子制造 水冷壁 ， 持久强度 、 抗烟气腐蚀和抗氧化等性能均 能满足， 也 不需 要 焊 前 预 热 和焊 后 热 处 理 ， 但 6 1 7 Mo d镍基合金管价 格 昂贵 ， 制造水冷 壁不合 适 ， 故还没有一种合适的7 0 0 o C 超超临界机组锅 炉水冷壁选材方案。 对于螺旋上升的水冷壁 ， 如果壁厚太厚 ， 内外 第 3 2卷第 4期 压 力 容 器 总第 2 6 9期 侧温度梯度太陡， 运行时温差应力将显著增大， 这 样对温度相对较低的背火侧 十分不利 ， 况且背火 侧还焊有大量附件 ， 会在焊接缺陷处及焊接接头 热影响的粗晶区引起开裂 。 为了使受热面管传热性能好， 受热负荷较高 的炉管( 例如位于烟温高于 8 0 0 o C区域的锅炉水 冷壁 ) 的平均壁厚最好不大于7 m m。由于7 0 0 o C 锅炉水冷壁管子金属设计温度近 6 0 0 o C、 设计压 力很高 ， 不得不采用壁厚更厚 的水冷壁管子 。根 据 1 0 0 0 MW 超超临界锅炉水冷壁设计 、 制造和运 行经验 ， 水冷壁管子最大壁厚可以为 9 mm。 图 25示 出了 4种材料在不 同壁厚时可以 使用的最大设计压力和最高设计温度。 删 、 出 1 0 O 4 50 50 0 5 5 0 设计 温 度 ， 图2 外径 4 2 mm的 1 2 C r l M o V G水冷壁可以使用的最大 设计压力和最高金属设计温度( 按 A S ME规范计算壁厚， 留有允许管子壁温一定超温裕度的厚度附加余量 ， 下同) 可 窖 幽 ： 设计 温度 ， 图3 外径 4 2 l a i n的T 2 3水冷壁可以使用的最大设计 压力和最高金属设计温度 司 皇 、 幽 ： 5 0 0 55 0 设 计温 度 ， 图4 外径4 2 m i l l 的 I 9 2水冷壁可以使用的最大设计 压力和最高金属设计温度 硝 山 苫 、 幽 ： 设计温度 图5 外径 4 2 mm的6 1 7 Mo d水冷壁可以使用的最大 设计压力和最高金属设计温度 图 6 8示 出了不 同材料在相应设计参数 下 的最小计算壁厚 。 设计温度 C 图6 外径 3 2 m i l l ， 设计压力 加 6 6 MP a ， 不同材料的 7 0 0超超临界锅炉水冷壁的壁厚 5 5 C P V T 蒸汽温度 7 0 0超超临界锅炉受热面选材研究 V o 1 3 2 N o 4 2 0 1 5 l 1 0 o 画 到 7 5 5 0 3 5 0 55 0 7 5 0 设计 温度 C 图 7 外径 3 8 1 mm， 设计压力 4 0 6 6 MP a ， 不同材料的 7 0 0超超临界锅炉水冷 壁的壁厚 g 1 0 0 吕 到 7 5 3 50 5 5 0 7 50 设 计温 度， 图8 外径4 2 m m， 设计压力4 0 6 6 MP a ， 不同材料的 7 0 0 o C超超临界锅炉水冷壁的壁厚 从 图 28可以看 出， 当选用外径 4 2 mm管 子制造水冷壁时， T 1 2的适用温度范围为 ： 金属设 计温度不大于 4 4 0 ； 1 2 C r l M o V G适用温度范围 为 ： 金属设计温度不大于 5 1 0 o C； T 2 4的适用温度 范围为 ： 金属设计温度不大于 5 3 0； T 2 3的适用 温 度 范 围 为 ： 金 属 设 计 温 度 不 大 于 5 3 5 o C； V M1 2 S H C 适用温度范 围为： 金属设 计温度 不大 于 5 5 0 o C； T 9 1的适用温度范 围为 ： 金属设计温度 不大于5 6 0； T 1 2 2的适用温度范围为： 金属设 计温度不大于 5 6 0 o C； I 9 2的适用温度范围为 ： 金 属设计温度不大于 5 7 5。当水冷壁金属设计温 度大于 5 7 5， 应选用 6 1 7 M o d镍基合金管。 通过上述各种材料选用温度上限分析 ， 可 以 看 出， 没有必要选 用 T 2 4 ， I 91 ， T 1 2 2 ， V M1 2 S HC 。 推荐 使用 T 1 2 ， 1 2 C r l Mo V G， T 2 3 ， 192和 6 1 7 M o d 制造 6 0 0 MW， 7 0 0超超临界锅炉不同温度段水 5 6 冷壁 。 3 2 超超 临界锅炉过热器材料使用温度范围分析 超超临界锅 炉过热器 管子外径一般为 3 8 4 8 mm， 不同壁厚、 各种材料过热器管子可以使用 的最大设 计 压 力 和 最 高设 计 温 度 如 图 91 6 所示 。 日 毫 、 ： 设计温度， 图9 外径 4 2 m m的I 9 1过热器可以使用的最大设计 压力和最高金属设计温度 日 凸一 皇 ： 魁 70 O 48 0 5 60 设 计温 度 ， 图 1 0 外径4 4 5 n l l n的1 9 2过热器可以使用的最大 设计压力和最高金属设计温度 日 7 0 0 岂 1 4 0 0 魁 设 计温度 图 1 1 外径 4 4 5 m m的 S u p e r 3 0 4 H过热器可以使用的 最大设计压力和最高金属设计温度 第 3 2卷第 4期 压 力 容 器 总第 2 6 9期 西 譬 、 ： 魁 7 0 0 4 0 0 1 0 O 53 0 喇 皇 、 H 皇 魁 7 0 0 4O O 5 9 0 65 0 1 0 0 设计温度 ， 图 l 2 外径 4 8 m m的 T P 3 1 0 H C b N过热器可以使用的 最大设计压力和最高金属设计温度 四 譬 、 70 0 40 0 l O O 58 O 6 3 0 设计温度 ， 图 1 3 外径 4 8 mm的 S a n i e r o 2 5过热器可以使用的 最大设计压力和最高金属设计温度 可 、 趟 ： 魁 7 O O 4 O O l 0 O 5 30 6l O 设 计温 度 ， q c 58 0 66 0 7 40 设计 温度 图 l 5 外径 4 4 5 m m的 6 1 7 Mo d过热器可 以使用 的 最大设计压力和最高金属设计温度 日 鬟 、 出 ： 8 0 O 45 0 l O O 7 30 78 0 设计温度 ， 图 l 6 外径 4 4 5 m m的7 4 0 H过热器可以使用的 最大设计压力和最高金属设计温度 宣 蛊 、 嚣 1 图 1 4 b 4 4 5 m m的 H R 6 W过热器可以使用的 5 O 最大设计压力和最高金属设计温度 图 1 7 示出了不同材料在不同设计参数下的 最小计算壁厚。 65 5 7 8 0 设 计温 度 图 l 7 外径 4 4 5 I n to、 设计压力 3 9 0 M P a 、 不同材料的 过热器管子壁厚随温度变化曲线 5 7 蒸汽温度7 0 0 o C超超临界锅炉受热面选材研究 工作温度每提高 l 0， 过热器材料许用应 力【加 下降的百分比如表5所示。 表 5 过热器材料许用应力对超温的敏感性( 管子金属壁温每提高 1 0。 材料许用应力下降百分比) 温度 rI 9 1 I 9 2 S u p e r 3 0 4 H T P 3 1 O H C b N H R 6 W S a n i c r o 2 5 6 1 7 M o d 7 4 0 H 5 7 0 7 4 7 0 O 8 0 7 1 4 O 6 0 7 _ 5 8 0 9 1 8 2 0 8 4 7 3 7 O 6 O 7 _ 5 9 0 1 1 2 9 7 1 6 9 1 6 9 1 3 0 7 _ 6 0 0 1 2 6 l 0 0 1 6 9 2 7 4 0 6 0 7 _ 6 1 0 1 2 0 1 0 6 8 3 l O 2 7 1 3 9 3 4 O 7 6 2 0 1 3 6 l 1 9 8 1 9 7 6 0 4 1 2 9 0 7 6 3 0 1 4 8 l 2 2 7 9 1 0 2 6 6 5 6 2 9 3 7 6 4 0 1 5 7 1 3 7 8 5 9 9 6 3 9 0 3 0 6 5 6 5 0 1 8 6 1 3 1 9 2 l 1 O 6 7 9 O 3 1 7 O 6 6 0 8 7 9 3 6 O 9 9 8 1 8 0 6 7 0 9 6 1 0 2 6 3 9 8 7 9 8 2 6 8 0 9 6 1 0 0 6 3 1 0 3 8 0 8 4 6 9 0 9 8 9 3 6 2 1 O 3 8 9 8 6 7 0 o 1 0 7 1 O 3 6 4 l 1 3 9 9 8 8 7 1 0 。_ 6 2 9 2 9 6 7 2 0 _ 6 4 _ 1 0 3 9 8 7 3 0 _ 6 4 _ 1 O 2 1 O 1 7 4 0 6 3 。_ l 1 6 1 0 7 7 5 0 _ 6 7 _ 1 O 3 1 2 O 76 o _ _- 11 9 7 7 0 _。 l 3 5 _ 7 8 0 _ _ 1 5 6 。 从 表 5可 以看 出， 随着温 度的提高 ， 每提 高 1 0 ， 过热器材料许用应力下降 幅度不断增加 ， 这表明： 随着工作温度的提高 ， 材料对过热器的局 部超温敏感程度加大。由于过热器处于锅炉内部 的高温烟气区域， 在不同运行工况下， 局部过热器 管子可能超过过热器计算金属温度 ， 所 以当过热 器管子工作温度在每提高 1 0， 过热器管子材料 许用应力下降幅度较大的温度区间， 一般宜选用 更高等级的材料。 需要综合考虑过热器管子壁厚不能太厚 、 管 子内壁需要具有优 良的抗高温蒸汽氧化性能 ， 管 子外壁需要具有优 良的抗高温烟气腐蚀性能 ， 对 运行 中过热器局部超温的敏感性较小等材料性能 要求 ， 合理选择各温度段过热器的材料。 从上述分析可 以看出 ， S a n i c r o 2 5的许用应力 比 T P 3 1 0 H C b N高 5 0 左右 ， 故使用 S a n i c r o 2 5取 代 T I1 0 H C b N制造7 0 0 oC 超超临界锅炉过热器， 可以降低过热器管子壁厚 ， 提高过热器对锅炉变 工况运行的适应性。 综上所述 ， 对 于管子金属设计温度在 6 5 0 7 0 0 o C的过热器 ， 选用 S a n i c r o 2 5铁镍基合 金管 ； 对于管子金属设计温度超过 7 0 0 o C的过热器 ， 选 用 6 1 7 Mo d或 7 4 0 H镍基合金管； 对于管子金属设 计温度超过 7 5 0 o C以上 的过热器 ， 选用 7 4 0 H镍 第 3 2卷第 4期 压 力 容 器 总第 2 6 9期 基合金管。 4结论 ( 1 ) 7 0 0 o C 超超临界锅炉水冷壁备选材料是 T1 2， 1 2Cr l Mo VG ， ， I 23， T 92， 6l 7Mo d。 ( 2)7 0 0 o C超 超 临 界 锅 炉 宜 选 用 I 9 2 ， S u p e r 3 0 4 H， S a n i c r o 2 5 ， 6 1 7 Mo d ， 7 4 0 H设 计制造过 热器。 ( 3 ) 使用 S a n i c r o 2 5取代 T P 3 1 0 H C b N设计制 造 7 0 0超超临界锅炉过热器 ， 可 以降低过热器 管子的壁厚 ， 提高过热器对锅炉变工况运行的适 应性 。 ( 4 ) 对 于管子金属设计 温度在 6 5 0 7 0 0 的过热器 ， 选 用 S a n i c r o 2 5铁镍基合金管 ； 对于管 子金 属设 计 温 度 超 过 7 0 0 的过 热 器 ， 选 用 6 1 7 Mo d 或 7 4 0 H镍基合 金管 ； 对于管子金 属设计 温度超 过 7 5 0 c I = 以上 的过热器 ， 选用 7 4 0 H镍基 合金管 。 参考文献 ： 1 赵钦新， 郭元亮 ， 史进渊， 等 锅炉全生命周期安全 高效运行和节能减排 J 压力容器 ， 2 0 1 3 ， 3 0 ( 1 ) ： 1 1 4 2 程世长 超超临界锅炉钢和合金的发展动向 c 3 4 5 6 7 8 9 1 O 1 1 第 l 1 届全国高温材料及强度会议论文集 杭州 ： 中 国机械工程协会 ， 2 0 1 2， 1 1 1 1 1 9 张国伟 7 0 0等级超超临界锅炉介绍 J 锅炉制 造， 2 0 1 2 ， ( 2 ) ： 5 7 迟成宇 ， 于鸿矗， 谢锡善 世界 7 0 0等级先进超超 临界电站 关键 高 温 材料 J 世 界钢 铁， 2 0 1 3 ， 1 3 ( 2 ) ： 4 25 9 S u n Ru i ， C u i Z h a n z h o n g ， Ta o Ye P r o g r e s s o f C h i n a 7 0 0 U S C d e v e l o p m e n t p r o g r a m C T h e 7 I n t e r - n a t i o n