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融合“二次再热”技术
激活材料性能
燃煤发电的发展需要一个逐渐前进的过程,性能优异的高温材料是电站技术提升的基础。
“高温部件用钢及焊接技术成为发展超(超)临界机组的技术核心。”原电力部金属材料焊接资深专家杨富在上述会议上表示,蒸汽参数提高,对高温部件用钢,尤其是材料的高温强度、高温抗腐蚀、抗氧化能力,冷、热加工性能及焊接技术提出更高、更新要求。
据河南理工大学教授陈思杰介绍,目前应用于超超临界锅炉的新型马氏体耐热钢、奥氏体耐热钢,多数在国内是首次使用。据了解,为了发展更高参数的发电机组,北京科技大学教授谢锡善研发了SP2215新型奥氏体耐热钢,中科院研究员单以银最新研发了SIMP马氏体耐热钢等。
“Sanicro25是现有奥氏体钢中具有较好的抗蒸汽氧化及抗高温煤灰腐蚀性能的材料,对于增加锅炉寿命、提高安全性具有重要意义。这些性能使得其作为高效率火电厂金属温度达到700摄氏度的再热器和过热器的优选材料。”山特维克国际贸易(上海)有限公司煤电技术经理毕艳艳表示。
在国家电力投资集团中央研究院迟成宇看来,燃煤电站的建设与运营是一个系统工程,材料的研发、评价、制造、部件考核需要产学研用结合共同攻关解决问题。“既要开发新材料,又要充分发掘材料的性能,根据使用条件不同,选择合适的材料。”
“通过多年的发展,介质温度为600~620摄氏度的高温材料在锅炉、汽轮机、阀门及管道各方面已有良好的运行业绩,证明其具有良好的可靠性。介质温度超过620摄氏度的高温材料尚在开发中,尚待小规模工程的试验验证。”龙辉向记者介绍道。
据了解,已经投运的华能南京电厂700摄氏度关键部件验证试验平台实现700摄氏度稳定运行,将对国内外近十种不同牌号的高温合金材料及关键部件进行实炉验证试验。
“结合二次再热系统、紧凑型布置等技术,掌握超超临界二次再热机组相关系统、布置、设备、安装、运行的核心技术,可形成我国自主开发、设计和制造超超临界二次再热机组的能力,为未来700摄氏度超超临界燃煤发电机组示范工程的开发建设打下坚实的基础。”龙辉表示。
采用二次再热技术以提高机组效率是一项从上世纪50年代就开始研究应用的技术。进入21世纪第二个10年以来,国际上对燃煤火电机组节能减排的要求日益严格,国内外发电企业和主机制造企业不约而同地重新开展了二次再热机组的研发。“欧盟、美国和日本的‘700摄氏度’计划的主机方案,无一例外地将二次再热机组作为主要技术路线。”中国电力科技网CEO魏毓璞在接受记者采访时表示,二次再热、高参数成为高效超超临界火电机组的主要方向之一。
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