1. 超(chao)超(chao)臨界機組是(shi)主要發展方向(xiang)
根據遲成宇等(deng)(deng)發表在《世界(jie)鋼鐵》期刊上(shang)的(de)論(lun)文(wen)，高壓機組和亞臨界(jie)機組等(deng)(deng)火電(dian)機組熱效率低下，分別為33%和41.8%，不(bu)僅造成了(le)煤炭資源的(de)大(da)量(liang)(liang)消耗，同時大(da)量(liang)(liang)有害(hai)氣體的(de)排放嚴重污染環境。
通(tong)過對幾種潔凈(jing)煤燃(ran)燒(shao)技(ji)(ji)術的比較，例如(ru)超(chao)超(chao)臨界( USC) 、常壓循環流(liu)化床(chuang)燃(ran)燒(shao)( CFBC) 、整體煤氣化聯合(he)循環( IGCC) 、增(zeng)壓硫(liu)化床(chuang)聯合(he)循環( PFBC) 等，從技(ji)(ji)術難度和(he)可行性方(fang)(fang)面來看，超(chao)超(chao)臨界燃(ran)煤技(ji)(ji)術更適合(he)我國的情(qing)況，在技(ji)(ji)術方(fang)(fang)面具有(you)可行性、成熟性與(yu)穩定性，可以(yi)在短(duan)期內迅速發展(zhan)并產生規模效應。
超超臨(lin)界(jie)技(ji)術在世界(jie)各國(guo)(guo)的(de)(de)現實(shi)運行當中也(ye)已經被證實(shi)是(shi)提高燃煤效率(lv)、降(jiang)低發(fa)電(dian)成(cheng)本、減(jian)少污染物排放的(de)(de)一種(zhong)切(qie)實(shi)可行的(de)(de)方法(fa)，并已經在歐(ou)美及(ji)日本等發(fa)達國(guo)(guo)家得到了應用(yong)和推廣。因(yin)此大力發(fa)展大容量、高參數值(zhi)的(de)(de)超超臨(lin)界(jie)燃煤技(ji)術已成(cheng)為我國(guo)(guo)實(shi)現節(jie)能(neng)減(jian)排目標的(de)(de)一種(zhong)重要手(shou)段，也(ye)是(shi)我國(guo)(guo)火電(dian)機(ji)組的(de)(de)主要發(fa)展方向。
結合國家(jia)發(fa)(fa)改(gai)(gai)委和國家(jia)能源局2021年發(fa)(fa)布的(de)《全(quan)國煤(mei)電(dian)機(ji)組(zu)改(gai)(gai)造升(sheng)級(ji)實施方(fang)案》，要求(qiu)新建非熱電(dian)聯(lian)產燃煤(mei)發(fa)(fa)電(dian)項目原則上要采用(yong) 60 萬千(qian)(qian)瓦(wa)及以(yi)上超(chao)超(chao)臨界機(ji)組(zu)，且(qie)供電(dian)煤(mei)耗(hao)低于 270 克標(biao)準煤(mei)/千(qian)(qian)瓦(wa)時；對供電(dian)煤(mei)耗(hao)在 300 克標(biao)準煤(mei)/千(qian)(qian)瓦(wa)時以(yi)上的(de)煤(mei)電(dian)機(ji)組(zu)，要加(jia)快創造條(tiao)件實施節能改(gai)(gai)造，對無法改(gai)(gai)造的(de)機(ji)組(zu)逐步(bu)淘汰(tai)關停，并視情(qing)況將(jiang)具(ju)備(bei)條(tiao)件的(de)轉為(wei)應急備(bei)用(yong)電(dian)源。
要(yao)求“十四五”期間改造規(gui)模不低于(yu)3.5 億千(qian)瓦，穩(wen)步推(tui)進 650℃等(deng)級超(chao)(chao)超(chao)(chao)臨(lin)界(jie)燃(ran)煤(mei)發(fa)電技術。由(you)此(ci)可見，我國未來幾年火電特別是煤(mei)電發(fa)展(zhan)的方(fang)向是超(chao)(chao)超(chao)(chao)臨(lin)界(jie)機組(zu)的改造和(he)新建，將(jiang)帶動建設超(chao)(chao)超(chao)(chao)臨(lin)界(jie)機組(zu)的產品需求。
2. 超超臨界鍋爐(lu)對(dui)管道的性(xing)能要求更高(gao)
根據張(zhang)書輝等發表在(zai)《新型工(gong)業(ye)化》期刊上的(de)論文《超(chao)(chao)超(chao)(chao)臨(lin)界鍋爐(lu)管(guan)道(dao)(dao)用(yong)鋼(gang)的(de)研究現(xian)狀(zhuang)與(yu)發展趨勢(shi)》，超(chao)(chao)超(chao)(chao)臨(lin)界機組對于鍋爐(lu)、管(guan)道(dao)(dao)和壓(ya)力容器的(de)鋼(gang)材(cai)要求很高，處于高壓(ya)高溫(wen)(wen)狀(zhuang)態(tai)的(de)蒸(zheng)汽將(jiang)會先通過(guo)水冷(leng)壁，然后為(wei)過(guo)熱器與(yu)再熱器管(guan)，并且先后通過(guo)集熱箱與(yu)主蒸(zheng)汽管(guan)道(dao)(dao)，在(zai)此過(guo)程中(zhong)，其壓(ya)力與(yu)溫(wen)(wen)度將(jiang)會不斷上升。為(wei)了確保上述部件能(neng)夠安全有效地工(gong)作，應當(dang)采用(yong)高溫(wen)(wen)力學性能(neng)良(liang)好的(de)合金或是耐熱鋼(gang)，現(xian)在(zai)超(chao)(chao)超(chao)(chao)臨(lin)界鍋爐(lu)中(zhong)采用(yong)的(de)鋼(gang)種(zhong)有HR3C、 S30432、T91與(yu)T92等。
過(guo)熱(re)器與再熱(re)器是鍋(guo)爐內工質溫度最(zui)高的部(bu)件。過(guo)熱(re)器主要(yao)是將(jiang)飽和蒸汽加熱(re)成過(guo)熱(re)蒸氣；再熱(re)器主要(yao)用于將(jiang)汽輪機高壓缸(gang)的排(pai)汽返回(hui)鍋(guo)爐再次(ci)加熱(re)，然后再送(song)到低壓缸(gang)膨脹做功，使(shi)汽輪機末級(ji)葉片的蒸汽濕度控制在允許(xu)范圍內。
過(guo)熱(re)(re)(re)器(qi)與再(zai)熱(re)(re)(re)器(qi)分(fen)為對(dui)流式(shi)(shi)、屏(ping)(ping)式(shi)(shi)和壁式(shi)(shi)。對(dui)流式(shi)(shi)過(guo)（再(zai)）熱(re)(re)(re)器(qi)由(you)蛇形(xing)管組成(cheng)，布(bu)置(zhi)在鍋(guo)爐(lu)(lu)水(shui)平煙道或尾部(bu)豎井，吸(xi)收(shou)煙氣的對(dui)流放熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)；屏(ping)(ping)式(shi)(shi)過(guo)（再(zai)）熱(re)(re)(re)器(qi)布(bu)置(zhi)在爐(lu)(lu)膛(tang)內部(bu)，吸(xi)收(shou)爐(lu)(lu)膛(tang)輻(fu)射熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)，減少(shao)煙氣擾(rao)動，減低(di)熱(re)(re)(re)偏差，改(gai)善蒸汽氣溫(wen)特性，又分(fen)為輻(fu)射式(shi)(shi)和半輻(fu)射式(shi)(shi)，分(fen)別布(bu)置(zhi)在爐(lu)(lu)膛(tang)上前部(bu)和出口處；壁式(shi)(shi)過(guo)（再(zai)）熱(re)(re)(re)器(qi)緊貼水(shui)冷壁或爐(lu)(lu)墻(qiang)布(bu)置(zhi)，也(ye)成(cheng)為墻(qiang)式(shi)(shi)過(guo)熱(re)(re)(re)器(qi)，常(chang)用于低(di)溫(wen)段過(guo)（再(zai)）熱(re)(re)(re)器(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(re)鋼之一。
它是(shi)在(zai)TP304H的(de)基(ji)礎上(shang)，通過降低Mn含量上(shang)限，加入約(yue)3％的(de)Cu、約(yue)0.45％的(de)Nb和一(yi)定(ding)量的(de)N，經(jing)過高溫(wen)軟(ruan)化工藝及大變形量冷軋(ya)工藝處(chu)理，并在(zai)高于1150℃條件(jian)下(xia)固溶處(chu)理后(hou)具有單(dan)一(yi)的(de)奧氏體組織，晶粒度在(zai)7—8級(ji)以上(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(xiu)鋼(gang)管材的抗蒸汽氧化能力，延長運行壽命。
