超臨界機(jī)組材料-重點(diǎn)ppt課件

1、超臨界機(jī)組超臨界機(jī)組6 6金屬資料金屬資料末級(jí)過熱器、再熱器末級(jí)過熱器、再熱器TP347HFGTP347HFG： 將將TP347HTP347H晶粒細(xì)化，提高了抗晶粒細(xì)化，提高了抗蒸汽氧化才干及蠕變強(qiáng)度。蒸汽氧化才干及蠕變強(qiáng)度。Super 304Super 304： 600-650 600-650的許用應(yīng)力比的許用應(yīng)力比TP347HTP347H高高30%30%HR3C 25Cr20NiNbNHR3C 25Cr20NiNbNTP310NbNTP310NbN：抗煙氣：抗煙氣腐蝕和蒸汽氧化性能好腐蝕和蒸汽氧化性能好593.3 C320 barX2012CrMoVNbt = 75mmP222Cr1Mot

2、 = 123mmt = 21.5mmNF12P919Cr1MoNbV200mm Dia.t = 45mmP92(NF616)t = 34mmt = 36mmP122HCM12A 資料高溫蠕變強(qiáng)度w(1) 需求耐高溫、抗蠕變、高強(qiáng)度金屬資料需求耐高溫、抗蠕變、高強(qiáng)度金屬資料,高蒸高蒸汽參數(shù)部件采用汽參數(shù)部件采用9%Cr、12%Cr新資料。蒸汽溫度新資料。蒸汽溫度為為580600時(shí)，采用新鋼材。時(shí)，采用新鋼材。w(2) 化學(xué)水處置：高參數(shù)工質(zhì)的熱力動(dòng)力特性使水化學(xué)水處置：高參數(shù)工質(zhì)的熱力動(dòng)力特性使水管內(nèi)部氧化層增厚速度加快，管道溫度升高，壓管內(nèi)部氧化層增厚速度加快，管道溫度升高，壓降增大。采用氧化

3、處置調(diào)整給水含氧量；加強(qiáng)給降增大。采用氧化處置調(diào)整給水含氧量；加強(qiáng)給水質(zhì)量監(jiān)視；凝結(jié)水必需精處置。水質(zhì)量監(jiān)視；凝結(jié)水必需精處置。w(3) 鍋爐水冷壁的變壓運(yùn)轉(zhuǎn)技術(shù)。成熟的技術(shù)是螺鍋爐水冷壁的變壓運(yùn)轉(zhuǎn)技術(shù)。成熟的技術(shù)是螺旋管，日本有旋管，日本有8臺(tái)采用內(nèi)螺紋管垂直管屏的鍋爐投臺(tái)采用內(nèi)螺紋管垂直管屏的鍋爐投入運(yùn)轉(zhuǎn)。入運(yùn)轉(zhuǎn)。 w4.1 超臨界機(jī)組的關(guān)鍵技術(shù)超臨界機(jī)組的關(guān)鍵技術(shù) 4.2 汽輪機(jī)中壓主要部件資料ABBbar/180/540/540 240/600/599 300/600/600外缸外缸 2.25%CrMo 2.25%CrMo 1%CrMoV 內(nèi)缸內(nèi)缸 1%CrMo 1%CrMo 9%Cr

4、MoVNbN轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 1%CrMoV 10%CrMoVNbN10%CrMoVNbN內(nèi)螺栓內(nèi)螺栓 11%CrMoVNbN 11%CrMoVNbN11%CrMoVNbN熱屏蔽熱屏蔽 9%CrMoVNbN 主汽閥主汽閥 1%CrMoV 9% CrMoVNbN9%CrMoVNbN環(huán)形管環(huán)形管 2.25%CrMo 9%CrMoVNbN9%CrMoVNbN 4.3 汽輪機(jī)高壓主要部件資料ABBbar/180/540/540 240/600/599 300/600/600外缸外缸 2.25%CrMo 2.25%CrMo 2.25%CrMo 內(nèi)缸內(nèi)缸 1%CrMo 1%CrMoV 10%CrMoVNbN轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)

5、子 1%CrMoV 1%CrMoV 10%CrMoVNbN內(nèi)螺栓內(nèi)螺栓 11%CrMoVNbN 11%CrMoVNbN Nimonic80A噴嘴套噴嘴套 1%CrMoV 11%CrMoVNbN 11%CrMoVNbN主汽閥主汽閥 1%CrMoV 9%CrMoVNbN9%CrMoVNbN環(huán)形管環(huán)形管 2.25%CrMo 9%CrMoVNbN9%CrMoVNbN注：注：Nimonic80A為鎳基合金為鎳基合金 4.4 鍋爐主要部件資料鍋爐主要部件資料(史密斯穆勒公司史密斯穆勒公司)蒸汽參數(shù)蒸汽參數(shù) 250/540/58/540 290/582/80/580/23/580 250/540/58/54

6、0 290/582/80/580/23/580 305/582/74/600305/582/74/600水冷壁水冷壁 13CrMo4413CrMo44 13CrMo44 13CrMo44 13CrMo44 13CrMo44 過熱器過熱器 X20CrMoV121 X20CrMoV121 P91P91 P92 P92一次再熱器一次再熱器X20CrMoV121X20CrMoV121 P91P91 P92 P92二次再熱器二次再熱器 P91 P91主蒸汽管主蒸汽管X20CrMoV121 TPFG347HX20CrMoV121 TPFG347H TPFG347H TPFG347H一次再熱管一次再熱管X2

7、0CrMoV121 TPFG347HX20CrMoV121 TPFG347H TPFG347H TPFG347H二次再熱管二次再熱管 TPFG347H TPFG347H4.5 600MW鍋爐金屬資料鍋爐金屬資料受熱面受熱面管子資料管子資料允許溫度允許溫度 螺旋管圈水冷壁螺旋管圈水冷壁垂直管屏水冷壁垂直管屏水冷壁屏式過熱器屏式過熱器高溫過熱器高溫過熱器高溫再熱器高溫再熱器低溫再熱器低溫再熱器省煤器省煤器13CrMo4413CrMo44 15CrMo15CrMo 15Mo315Mo316Mo16Mo10CrMo91010CrMo910 12Cr2Mo12Cr2Mo X20CrMoV121X20Cr

8、MoV121X20CrMoV121X20CrMoV121 X8CrNiNb16B(1Cr19Ni11Nb)X8CrNiNb16B(1Cr19Ni11Nb)10CrMo91010CrMo91015NiCuMoNb515NiCuMoNb5560560530530580580630-650630-650630-650630-6506506505805805005004.6 800MW鍋爐金屬資料鍋爐金屬資料 受受熱熱面面管管子子規(guī)規(guī)格格材材料料極極限限溫溫度度水水冷冷壁壁32612Cr1MoV600屏屏式式過過熱熱器器42712Cr18Ni12Ti12Cr1MoV700600高高溫溫過過熱熱器器42

9、712Cr18Ni12Ti700高高溫溫再再熱熱器器60412Cr18Ni12Ti700低低溫溫再再熱熱器器50412Cr1MoV600省省煤煤器器32420號(hào)鋼480 4.7 采用新資料的思索采用新資料的思索(橘灣橘灣1050MW機(jī)組機(jī)組) 由由IHIIHI公司為橘灣電站提供的公司為橘灣電站提供的1 1號(hào)機(jī)組蒸汽參數(shù)為號(hào)機(jī)組蒸汽參數(shù)為25.88MPa/605/4.61MPa/61325.88MPa/605/4.61MPa/613，該機(jī)組采用了大量，該機(jī)組采用了大量高強(qiáng)度、耐高溫、抗蠕變、抗氧化、耐腐蝕性能強(qiáng)的高強(qiáng)度、耐高溫、抗蠕變、抗氧化、耐腐蝕性能強(qiáng)的新資料，降低了汽水分別器、過熱器、再熱

10、器等管材新資料，降低了汽水分別器、過熱器、再熱器等管材的壁厚，減小了熱應(yīng)力，提高了鍋爐對(duì)負(fù)荷變化的跟的壁厚，減小了熱應(yīng)力，提高了鍋爐對(duì)負(fù)荷變化的跟蹤性能。蹤性能。 汽水分別器采用汽水分別器采用SBV62(SBV2mod)SBV62(SBV2mod)。過熱器。過熱器、再熱器采用、再熱器采用18Cr10NiTiNb18Cr10NiTiNb、 18Cr9Ni3CuNbN 18Cr9Ni3CuNbN。 溫度超越溫度超越600600時(shí)，假設(shè)采用奧氏體不銹鋼時(shí)，假設(shè)采用奧氏體不銹鋼TP347TP347，壁厚將超越，壁厚將超越11mm11mm；假設(shè)采用；假設(shè)采用25Cr20NiNbN25Cr20NiNbN或

11、或20Cr25NbNTiB20Cr25NbNTiB，可使壁厚減少到，可使壁厚減少到8.4mm8.4mm。 1,000英鎊英鎊k0.55k0.9k1.9k2.5k5.5k30.k50.0102030405060 4.8 超臨界機(jī)組金屬資料主要決議于參數(shù)超臨界機(jī)組金屬資料主要決議于參數(shù)u由亞臨界參數(shù)提高到超臨界參數(shù)，當(dāng)蒸汽溫由亞臨界參數(shù)提高到超臨界參數(shù)，當(dāng)蒸汽溫度限制在度限制在545以下時(shí)，受影響的部件主要以下時(shí)，受影響的部件主要是鍋爐的水冷壁，汽輪機(jī)與亞臨界參數(shù)機(jī)組是鍋爐的水冷壁，汽輪機(jī)與亞臨界參數(shù)機(jī)組根本一樣；根本一樣；u當(dāng)蒸汽溫度提高到當(dāng)蒸汽溫度提高到580，主蒸汽壓力提高，主蒸汽壓力提高到

12、到28MPa以上時(shí)，鍋爐水冷壁、過熱器、再以上時(shí)，鍋爐水冷壁、過熱器、再熱器、聯(lián)箱、蒸汽管道、汽輪機(jī)高壓缸和第熱器、聯(lián)箱、蒸汽管道、汽輪機(jī)高壓缸和第一、二級(jí)葉片、噴嘴、主汽門等必需采用新一、二級(jí)葉片、噴嘴、主汽門等必需采用新金屬資料。金屬資料。4.9 資料與蒸汽參數(shù)及熱效率的關(guān)系資料與蒸汽參數(shù)及熱效率的關(guān)系 25.0MPa 27.0 30.0 31.5 35.0 540/585 585/600 600/620 620/620 700/7204.10 耐高溫鐵素體鋼適用范圍耐高溫鐵素體鋼適用范圍565uX12CrMo91(T9)美美 uX20CrMoV121(F12)德德 (轉(zhuǎn)子、汽缸、葉片、螺

13、栓轉(zhuǎn)子、汽缸、葉片、螺栓)u X16CrMoVNbN92(H46)英英 (轉(zhuǎn)子、汽缸、葉片、螺栓轉(zhuǎn)子、汽缸、葉片、螺栓)uX10CrMoVNbN92(EM12)法法uX22CrMoWV121(AISI422)美美uX13CrMoVNbN101(FV488)英英 (葉片、螺栓葉片、螺栓)uX19CrMoVNbN111(56T5)法法 (葉片、螺栓葉片、螺栓)u11CrMoVNbN(GE)美美 (轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子)u12CrMoWVNbB(TAF)日本日本 (葉片、螺栓葉片、螺栓)4.11 新開發(fā)的耐高溫鐵素體鋼適用范圍新開發(fā)的耐高溫鐵素體鋼適用范圍600u9CrMoWNbV(NF616)日日u11CrM

14、oWCuNbVB(NF12)日日u11CrWCuNiMoNbV(HCM12A)日日.歐歐u10MoWCuMoVNbTa (SAVE12)日日uX10CrMoVNb91(T91)美美uX18CrMoVNbB91歐洲歐洲uX12CrMoWVNbN1011歐洲歐洲uX20CrMoVNb121歐洲歐洲4.12 奧氏體鋼適用范圍奧氏體鋼適用范圍600650u25Cr20NiNbN(HR3C火火SUS310J1HTB),650u27Cr30NiNbCo(AC66)，650u20CrNiNb(合金合金)，650u20Cr25NiNbNTiB(NF709)，650uX12CrNiWTi1613， 650uX6

15、CrNiMo1713(TP316H)， 650u18Cr10NiNb(火火SUSTP347HTB)，600u18Cr10NiTiNb(火火SUS321J1HTB)，600u18Cr9NiCuNbN (火火SUS304J1HTB)，6004.13 金屬和非金屬元素的性質(zhì)金屬和非金屬元素的性質(zhì) uCr：鉻：鉻ge，防銹，強(qiáng)度高，韌性大，耐磨，耐腐蝕。，防銹，強(qiáng)度高，韌性大，耐磨，耐腐蝕。uMo：鉬：鉬mu，強(qiáng)度高，耐熱。，強(qiáng)度高，耐熱。uV：釩：釩fan，在常溫中不易氧化。，在常溫中不易氧化。uNi：鎳：鎳nie ，硬度高，堅(jiān)韌，強(qiáng)度高，有朔性，耐溫、耐蝕。，硬度高，堅(jiān)韌，強(qiáng)度高，有朔性，耐溫、耐

16、蝕。uTi：鈦：鈦tai，堅(jiān)韌性，耐高溫。，堅(jiān)韌性，耐高溫。uNb：鈮：鈮ni，延展性，耐磨，硬度高，耐熱。，延展性，耐磨，硬度高，耐熱。uW：鎢：鎢wu，鞏固，堅(jiān)韌，耐高溫，高溫下硬度和外形不變。，鞏固，堅(jiān)韌，耐高溫，高溫下硬度和外形不變。uCu：銅：銅tong，導(dǎo)熱性，延展性。，導(dǎo)熱性，延展性。uCo：鈷：鈷gu，超耐熱。，超耐熱。uTa：鉭：鉭tan，延展性，抗酸，抗堿。，延展性，抗酸，抗堿。uN：氮：氮dan，惰性元素。，惰性元素。uB：硼：硼peng，耐磨，熱穩(wěn)定性高。，耐磨，熱穩(wěn)定性高。4.14 新資料的開發(fā)新資料的開發(fā)012345678910111213140102030鉻濃度鉻

17、濃度600時(shí)的許用應(yīng)力k g / m m 2600時(shí)的許用應(yīng)力k g / m m 2+W +W,CuNF616 HCM124STBA28+V,Nb STBA24SUS304+Cu,N,-TiSUS321J1HSUSTP347HSUS310J1+Cr,Ni,Nb,N+Nb,-Ti+NbSUS321H改良型改良型912%r鐵素體資料鐵素體資料奧氏體資料奧氏體資料9CrMoVNb 4.15 水冷壁金屬壁溫與資料的關(guān)系水冷壁壁溫與金屬材料的關(guān)系4504604704804905005105205305405505605705805906002728293031323334353637壓力P a水冷壁壁溫

18、13CrMo4410CrMo910X20CrMoV121T91HCM12線性(10CrMo910)線性(13CrMo44)線性(X20CrMoV121)線性 ( T91)線性 ( HCM12) 4.16 水冷壁金屬資料u蒸汽參數(shù)為蒸汽參數(shù)為2425MPa/540/540560的超臨界機(jī)組鍋爐水冷壁金屬資料采用鐵素體鋼的超臨界機(jī)組鍋爐水冷壁金屬資料采用鐵素體鋼13CrMo44，適用溫度為，適用溫度為450 460 ，不需求，不需求焊后熱處置。焊后熱處置。 u蒸汽參數(shù)為蒸汽參數(shù)為28MPa/580/580的超臨的超臨界機(jī)組鍋爐水冷壁金屬資料采用馬氏體鋼界機(jī)組鍋爐水冷壁金屬資料采用馬氏體鋼T919%

19、Cr和和HCM12 12%Cr，這兩種鋼不需，這兩種鋼不需求焊后熱處置，求焊后熱處置， HCM12比比T91的耐高溫、抗腐蝕的耐高溫、抗腐蝕性能更強(qiáng)。性能更強(qiáng)。uHCM2S的高溫抗蠕變強(qiáng)度高于低鉻鐵素體鋼，可的高溫抗蠕變強(qiáng)度高于低鉻鐵素體鋼，可焊性好，焊后不需求熱處置，列為焊性好，焊后不需求熱處置，列為SA213-T23。 4.17 汽水分別器的金屬資料u汽水分別器是超臨界直流鍋爐的厚壁元件，主要汽水分別器是超臨界直流鍋爐的厚壁元件，主要接受低周疲勞應(yīng)力。機(jī)組啟動(dòng)過程中負(fù)荷變化率接受低周疲勞應(yīng)力。機(jī)組啟動(dòng)過程中負(fù)荷變化率越大，汽水分別器接受的應(yīng)力也越大。越大，汽水分別器接受的應(yīng)力也越大。u蒸汽

20、參數(shù)為蒸汽參數(shù)為25MPa/540/ 540時(shí)，汽水分別器時(shí)，汽水分別器采用采用15NiCuMoNb5、X20CrMoV121F12。u蒸汽參數(shù)為蒸汽參數(shù)為28MPa/580/ 580時(shí)，汽水分別器時(shí)，汽水分別器采用的金屬資料為采用的金屬資料為P91， 與與X20CrMoV121相比，相比， P91的強(qiáng)度更高，可減小壁厚，提高鍋爐的變負(fù)的強(qiáng)度更高，可減小壁厚，提高鍋爐的變負(fù)荷性能。荷性能。 4.18 過熱器的金屬資料u蒸汽參數(shù)為蒸汽參數(shù)為24MPa 26MPa/540/540的超臨界機(jī)組的超臨界機(jī)組鍋爐過熱器，過熱器采用的金屬資料在日本為鍋爐過熱器，過熱器采用的金屬資料在日本為TP321H、18Cr10NiTi、TP347H、18Cr10NiNb 。在德國為。在德國為13CrMo44、10CrMo910、X20CrMoV121F12。u蒸汽參數(shù)為蒸汽參數(shù)為28MPa/580/580的超臨界機(jī)組鍋爐過熱的超臨界機(jī)組鍋爐過熱器，過熱器采用的金屬資料為器，過熱器采用的金屬資料為HCM12和奧氏體鋼。和奧氏體鋼。u在在600 / 600汽溫下，管壁溫度到達(dá)汽溫下，管壁溫度到達(dá)650 670，應(yīng)選奧氏體鋼應(yīng)選奧氏體鋼TP347H、 TP34