锅炉用高温材料介绍PPT超超临界机组锅炉用高温材料在中国的应用.ppt

超超临界机组锅炉用高温材料在中国的应用theapplicationofhightemperaturematerialsforuscboilersinchina 报告人 寿比南中国特种设备检测研究院2012年12月5日 目录content一 概述outline二 高温材料在中国的应用状况applicationstatusinchina三 标准和法规的要求regulation standards四 中外高温材料的对比分析comparisonofchineseandoverseasmaterials五 目前存在的问题problems六 建议和结束语suggestionsandconclusion 一 概述1 我国电力资源结构structureofpowerresourcesinchina 结论 自然储备和国情决定了我国的电源结构仍将以燃煤发电为绝对主力 火力发电系统thermalpowersystem 烟囱除尘机载煤卡车粉碎机蒸汽燃烧空气入口冷凝机汽轮机发电机 煤 锅炉 冷却水 高压蒸汽 2 电站技术发展方向thetrendofthepowerplanttechnologydevelopment 亚临界机组为主力机型 我国 发电平均煤耗高 我国 超超临界火电燃煤机组 火电发电效率与操作参数的关系 中国电力报 2004 02 19 relationshipbetweenthethermalpowerefficiency theoperationparameters 温度 效率 煤耗 19世纪末 2020前后 2006年11月28日 我国首台国产百万千瓦超超临界燃煤机组 浙江华能玉环电厂1号机组正式投入商业运行 china sfirstdomestic1000mwultrasupercriticalcoal firedunitwasputintocommercialoperationonnov 28 2006 根据电站锅炉定期检验的数量统计 中国目前超临界及以上参数锅炉总数超过380台 以600mw等级为主 1000mw以上机组已经投产超过40台 中国制造的电站锅炉已经出口南亚和东南亚地区 绝大多数按asme标准建造 accordingtothedatafromperiodicinspectionofthepowerplantboilers totalnumberof supercriticalandabove powerplantschina 380 mainly600mw morethan40unitswith1000mw uphavebeenputintooperation powerplantsconstructedinchinamainlandhavebeenexportedtosouthandsoutheastasia thevastmajorityofconstructioninaccordancewithasmecodes 二 高温材料在中国的应用状况theapplicationofthematerialsforhightemperatureservicesinchina 超超临界锅炉主要承压部件材料materialsforpressurepartsforuscboilors researchofsupercritical ultra supercritical fossilpowerunit 二 高温材料在中国的应用状况1 中国高温材料生产的历史沿革historyofhigh temperaturematerialsproductioninchina 1950s endof1970s thesovietunionusaeuropejapan t91successfullydeveloped ultra supercritical 2003 chinastarttoresearch 2010 successfullydeveloped580 fossilpowerunit localizationofthekeymaterials 580 totalinstalledcapacitiesworldno 1 25units china 二 高温材料在中国的应用状况theapplicationofthematerialsforhightemperatureservicesinchina2 目前的生产状况currentproductingstatus我国无缝钢管产能已超过世界总产能70 以上 无缝管高压锅炉管的产能约140万吨 而国内消费需求约80万吨 出口量不到10万吨 产能过剩50万吨 60万吨 二 高温材料在中国的应用状况theapplicationofthematerialsforhightemperatureservicesinchina3 加速材料国产化materiallocalization1998年 我国批量试制了t91钢管 多家企业可稳定供应t91钢坯 管 基本上实现了t91钢的国产化 至2012年 我国已经成功研发了t23 t24 t91 t92 t122 s30432和s31042锅炉钢管 完成了市场准入评审 实现了上述产品的国产化 并已经应用上述国产锅炉钢管20万吨左右 三 标准和法规的相关要求requirementsofregulationsandstandards tsgg0001 2012锅炉安全技术监察规程 supervisionregulationonsafetytechnologyforboiler条款1 6特殊情况的处理particularhandling有关单位采用新结构 新工艺 新材料 新技术 包括引进境外技术 按照境外标准制造 等 与本规程不符时 应当将有关的技术资料提交国家质检总局特种设备安全技术委员会评审 报国家质检总局核准后 才能进行试制 试用 三 标准和法规的相关要求 tsgg0001 2012锅炉安全技术监察规程 条款2 1基本要求basicrequirement锅炉受压元件金属材料 承载构件材料及其焊接材料应当符合相应国家标准和行业标准的要求 受压元件材料及其焊接材料在使用条件下应当具有足够的强度 塑性 韧性以及良好的抗疲劳性能和抗腐蚀性能 strength ductility toughness anti fatigue corrosionresistance 三 标准和法规的相关要求 tsgg0001 2012锅炉安全技术监察规程 条款2 2性能要求materialsproperties 1 锅炉受压元件和与受压元件焊接的承载构件钢材应当是镇静钢 killedsteel 2 锅炉受压元件用钢材室温夏比冲击吸收能量 kv2 不低于27j vnotchimpacttestakv 27j 3 锅炉受压元件用钢板的室温断后伸长率 a 应当不小于18 elongation 18 三 标准和法规的相关要求 tsgg0001 2012锅炉安全技术监察规程 条款2 5新材料的研制newmaterials采用没有列入本规程的新材料时 试制前材料的研制单位应当进行系统的试验研究工作 并且应当按照本规程1 6的规定通过技术评审 评审应当包括材料的化学成分 物理性能 力学性能 组织稳定性 高温性能 抗腐蚀性能 工艺性能等内容 assessment chemicalcomposition mechanicalproperties structurestability hightemperatureperformance corrosionresistance andprocessperformance 三 标准和法规的相关要求 tsgg0001 2012锅炉安全技术监察规程 条款2 6境外牌号的材料overseasgrades2 6 1锅炉受压元件采用境外牌号的材料formanufacturesofpressureparts 1 应当是境外锅炉用材料标准中的牌号 或者化学成分 力学性能 工艺性能与国内锅炉用材料相类似的材料牌号 或者成熟的锅炉用材料牌号 2 按照订货合同规定的技术标准和技术条件进行材料验收 3 首次使用前 应当进行焊接工艺评定和成型工艺试验 4 应当采用该材料的技术标准或者技术条件所规定的性能指标进行强度计算 三 标准和法规的相关要求 tsgg0001 2012锅炉安全技术监察规程 条款2 6境外牌号的材料2 6 2材料制造单位制造境外牌号的材料forsteelmills材料制造单位制造境外牌号的材料 应当按照该材料境外标准的规定进行制造和验收 并且对照境内锅炉材料标准 如果缺少检验项目 应当补做所缺项目的检验 合格后才能使用 正式制造前应当按照本规程1 6的要求通过技术评审和核准 三 标准和法规的相关要求 tsgg0001 2012锅炉安全技术监察规程 条款3 3 1安全系数的选取safetyfactors强度计算时 确定锅炉承压件材料许用应力的最小安全系数 见表3 1规定 其他设计方法和部件材料安全系数的确定应当符合相关产品标准的规定 三 标准和法规的相关要求 表3 1强度计算的安全系数 注3 1 如果产品标准允许采用rtp1 0 则可以选用该值计算其许用应力 注3 2 rtd指1 0 105h持久强度极限值 三 标准和法规的相关要求 gb t16507水管锅炉 送审稿 gb t16507watertubeboilers规定了受压元件的许用应力确定准则 考虑了如下失效模式 failuremodes 短期载荷韧性断裂失效 rm和rp0 2长期载荷的高温蠕变断裂失效 rd和rn规定材料的使用温度上限 壁温和表面温度 三 标准和法规的相关要求 gb t16507水管锅炉 送审稿 以附录的型式规定了未列入标准的材料进行技术评审的技术要求requirementsofmaterialsassessment 四 中外高温材料的对比分析 化学成分chemicalcomposition 化学成分chemicalcomposition 化学成分chemicalcomposition 化学成分chemicalcomposition 力学性能mechanicalproperties 热处理要求heattreatmentrequirement 化学成分统计数据 力学性能统计数据 五 目前存在的问题problems1 高温材料的应用和生产仍处于学习 模仿阶段theapplicationofhigh temperaturematerialsandproductionarestillinthelearning imitationstage化学成分 常温力学性能基本稳定高温持久性能尚需工业化数据验证 五 目前存在的问题problems2 尚未建立基于失效模式的设计准则designcriteriahasnotyetbeenestablishedbasedonthefailuremode蠕变断裂性能数据的处理方法processingmethodofcreepruptureperformancedata高温氧化的评价准则evaluationcriteriaforhigh temperatureoxidation 五 目前存在的问题3 法规和标准对于材料的要求尚未成体系theregulation standardsystemhasnotestablishedyet材料要求 成形要求 焊接要求 热处理和无损检测 新材料进入标准的具体要求 五 目前存在的问题4 组合失效模式仍然处于研究阶段thecombinationoffailuremodeisstillintheresearchstage蠕变断裂和疲劳的组合失效模式creepfracture fatigue蠕变和腐蚀的联合作用creepandcorrosion 六 建议和结束语suggests conclusion1 加强国际交流 学习先进工业国家的成熟经验promoteinternationalexchanges learningfromtheadvancedindustrialcountries2 加大材料研究的投入increaseinvestmentinmaterialsresearch3 建立数据集中处理的平台setupthecentralizeddataprocessingplatform 六 建议和结束语suggests conclusion4 逐步建立先进的建造 使用理念gradualestablishmenttheadvancedconceptofconstructionanduse基于失效模式的设计designbasedonfailuremode基于可靠性的制造fabricationbasedonreliability基于风险的在役设备