1. 超超臨界機組是主要發展(zhan)方向
根據遲成宇等發表在《世界(jie)鋼鐵(tie)》期刊上的(de)論(lun)文(wen)，高(gao)壓機組(zu)和亞臨(lin)界(jie)機組(zu)等火電機組(zu)熱效率低下，分別(bie)為33%和41.8%，不僅造成了煤炭資(zi)源的(de)大量(liang)(liang)消(xiao)耗，同(tong)時大量(liang)(liang)有害氣體的(de)排放嚴重(zhong)污染環境。
通過對幾(ji)種潔凈煤燃燒(shao)技(ji)術(shu)的比(bi)較，例如超(chao)超(chao)臨(lin)界( USC) 、常壓(ya)循(xun)(xun)環流化床(chuang)燃燒(shao)( CFBC) 、整體(ti)煤氣化聯合循(xun)(xun)環( IGCC) 、增(zeng)壓(ya)硫化床(chuang)聯合循(xun)(xun)環( PFBC) 等，從技(ji)術(shu)難(nan)度和可行(xing)性(xing)(xing)方面來看，超(chao)超(chao)臨(lin)界燃煤技(ji)術(shu)更(geng)適合我國的情況，在技(ji)術(shu)方面具有可行(xing)性(xing)(xing)、成熟(shu)性(xing)(xing)與穩定性(xing)(xing)，可以(yi)在短期內迅速發展并產生規模(mo)效應。
超(chao)超(chao)臨(lin)界(jie)技術(shu)在世界(jie)各國的現(xian)實(shi)運行當中也(ye)已(yi)經被證(zheng)實(shi)是提高(gao)(gao)燃煤(mei)效率、降低(di)發電成本、減少(shao)污染物(wu)排放(fang)的一(yi)種切實(shi)可行的方法(fa)，并已(yi)經在歐(ou)美及(ji)日(ri)本等發達(da)國家(jia)得到了應(ying)用(yong)和推廣(guang)。因此(ci)大力發展大容(rong)量、高(gao)(gao)參(can)數值的超(chao)超(chao)臨(lin)界(jie)燃煤(mei)技術(shu)已(yi)成為我國實(shi)現(xian)節能減排目(mu)標的一(yi)種重要(yao)(yao)手段，也(ye)是我國火電機組的主(zhu)要(yao)(yao)發展方向。
結合國(guo)家(jia)發(fa)(fa)改(gai)(gai)委(wei)和國(guo)家(jia)能(neng)源局2021年(nian)發(fa)(fa)布(bu)的《全國(guo)煤電(dian)(dian)機(ji)組改(gai)(gai)造升(sheng)級實施(shi)方案》，要(yao)求(qiu)新建非熱電(dian)(dian)聯產燃煤發(fa)(fa)電(dian)(dian)項目原則上要(yao)采用(yong) 60 萬千(qian)瓦及(ji)以(yi)上超(chao)超(chao)臨界機(ji)組，且供電(dian)(dian)煤耗低于 270 克標準煤/千(qian)瓦時；對(dui)供電(dian)(dian)煤耗在(zai) 300 克標準煤/千(qian)瓦時以(yi)上的煤電(dian)(dian)機(ji)組，要(yao)加快(kuai)創造條(tiao)件實施(shi)節(jie)能(neng)改(gai)(gai)造，對(dui)無(wu)法改(gai)(gai)造的機(ji)組逐步淘汰關停，并(bing)視情(qing)況將具(ju)備條(tiao)件的轉(zhuan)為應急備用(yong)電(dian)(dian)源。
要求(qiu)“十(shi)四(si)五”期間改造規模不低于3.5 億千瓦，穩(wen)步推(tui)進 650℃等級超(chao)(chao)超(chao)(chao)臨界(jie)燃煤發(fa)電技術。由(you)此(ci)可見(jian)，我(wo)國未(wei)來幾(ji)年火電特別是(shi)煤電發(fa)展的方向是(shi)超(chao)(chao)超(chao)(chao)臨界(jie)機(ji)組的改造和新(xin)建，將帶動建設超(chao)(chao)超(chao)(chao)臨界(jie)機(ji)組的產品需求(qiu)。
2. 超超臨界(jie)鍋爐對管道(dao)的性能(neng)要求更(geng)高
根據(ju)張書輝(hui)等(deng)發表在(zai)《新型(xing)工業(ye)化》期(qi)刊上(shang)的(de)(de)(de)論(lun)文(wen)《超(chao)超(chao)臨界鍋爐(lu)管道用(yong)鋼(gang)的(de)(de)(de)研究現狀與發展趨勢》，超(chao)超(chao)臨界機組對于鍋爐(lu)、管道和(he)壓力容器的(de)(de)(de)鋼(gang)材要求很高，處于高壓高溫狀態(tai)的(de)(de)(de)蒸汽將會先通過(guo)水冷(leng)壁，然后為過(guo)熱(re)(re)器與再熱(re)(re)器管，并(bing)且(qie)先后通過(guo)集熱(re)(re)箱(xiang)與主蒸汽管道，在(zai)此過(guo)程中(zhong)，其壓力與溫度將會不(bu)斷(duan)上(shang)升。為了確(que)保(bao)上(shang)述部件能夠安(an)全有效地工作，應當采(cai)用(yong)高溫力學性能良(liang)好的(de)(de)(de)合金或是耐熱(re)(re)鋼(gang)，現在(zai)超(chao)超(chao)臨界鍋爐(lu)中(zhong)采(cai)用(yong)的(de)(de)(de)鋼(gang)種有HR3C、 S30432、T91與T92等(deng)。
過熱(re)(re)器(qi)(qi)與再熱(re)(re)器(qi)(qi)是(shi)鍋爐內工(gong)質溫度(du)最高的(de)部件(jian)。過熱(re)(re)器(qi)(qi)主要是(shi)將飽(bao)和(he)蒸(zheng)汽加熱(re)(re)成過熱(re)(re)蒸(zheng)氣(qi)；再熱(re)(re)器(qi)(qi)主要用(yong)于將汽輪(lun)機(ji)高壓缸的(de)排汽返回鍋爐再次加熱(re)(re)，然后(hou)再送到低壓缸膨(peng)脹做功，使汽輪(lun)機(ji)末級葉片(pian)的(de)蒸(zheng)汽濕度(du)控制在(zai)允許(xu)范(fan)圍內。
過(guo)熱器(qi)(qi)與再(zai)熱器(qi)(qi)分為(wei)對流式(shi)(shi)(shi)(shi)、屏式(shi)(shi)(shi)(shi)和(he)壁(bi)式(shi)(shi)(shi)(shi)。對流式(shi)(shi)(shi)(shi)過(guo)（再(zai)）熱器(qi)(qi)由蛇形管組成(cheng)，布(bu)置(zhi)在(zai)鍋(guo)爐(lu)(lu)水(shui)平(ping)煙(yan)道或尾部(bu)豎井，吸收煙(yan)氣(qi)的對流放(fang)熱量；屏式(shi)(shi)(shi)(shi)過(guo)（再(zai)）熱器(qi)(qi)布(bu)置(zhi)在(zai)爐(lu)(lu)膛(tang)內(nei)部(bu)，吸收爐(lu)(lu)膛(tang)輻射(she)熱量，減(jian)少煙(yan)氣(qi)擾動，減(jian)低熱偏差(cha)，改(gai)善蒸汽氣(qi)溫(wen)特性(xing)，又分為(wei)輻射(she)式(shi)(shi)(shi)(shi)和(he)半輻射(she)式(shi)(shi)(shi)(shi)，分別布(bu)置(zhi)在(zai)爐(lu)(lu)膛(tang)上前部(bu)和(he)出口(kou)處；壁(bi)式(shi)(shi)(shi)(shi)過(guo)（再(zai)）熱器(qi)(qi)緊貼水(shui)冷壁(bi)或爐(lu)(lu)墻布(bu)置(zhi)，也成(cheng)為(wei)墻式(shi)(shi)(shi)(shi)過(guo)熱器(qi)(qi)，常(chang)用(yong)于低溫(wen)段過(guo)（再(zai)）熱器(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耐熱不銹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熱鋼之一。
它是在(zai)TP304H的(de)基礎(chu)上，通過(guo)降低Mn含量(liang)上限，加入約(yue)3％的(de)Cu、約(yue)0.45％的(de)Nb和一定量(liang)的(de)N，經過(guo)高溫(wen)軟化工藝及大變形(xing)量(liang)冷(leng)軋工藝處(chu)理(li)，并在(zai)高于(yu)1150℃條件下固溶處(chu)理(li)后(hou)具有單一的(de)奧氏體組(zu)織，晶粒度(du)在(zai)7—8級(ji)以上。
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(gang)管材的抗蒸汽氧化能力，延長運行壽命。
