锅炉用钢及其应用

锅炉用钢有如下几种。

（1）超临界锅炉（31 MPa/620℃）水冷壁出口（汽水温度为475℃）用钢，在SA213、T22钢的基础上，开发焊接性良好的新钢材T23（HCM2S）和T24（7Cr MoVTiB10-10），可在焊前不预热、焊后不热处理的条件下，焊后焊缝和热影响区的硬度均低于360HV10，热负荷最高区域的管子允许温度为520℃，瞬间最高温可达540℃。

（2）SC、USC过热器、再热器用钢，在满足持久强度、蠕变强度要求的同时，还要满足管子外壁抗烟气腐蚀及抗飞灰冲蚀性能、管子内壁抗蒸汽氧化，并具有良好的冷热加工工艺性能和焊接性能。通常，过热器、再热器管的管壁温度比蒸汽温度高出25～39℃（我国规定为50℃）。

（3）燃用含硫量高、腐蚀性大的煤炭以及使用管壁温不小于600℃时的管材，如高温过热器、再热器宜选择TP304H、TP321H、TP316H、TP347H奥氏体钢。其中Super304H和TP347HFG两种奥氏体钢的蠕变强度高，抗烟气腐蚀和抗蒸汽氧化性能也很好，并在超超临界锅炉高温过热器、再热器用钢中得到广泛的应用。当管壁温达700℃时，过热器、再热器只能选用高铬钢NF709、SAVE25和HR3C等。

（4）集箱与管道用钢由于布置在炉外，没有烟气冲刷、腐蚀且管材内外温度相近，仅要求管材具有足够的持久强度、蠕变强度、抗疲劳和抗蒸汽氧化性能，以及良好的加工工艺和焊接性。铁素体耐热高强钢热膨胀系数小、导热率高，在较高的启停速率下不会引起严重的热疲劳，是集箱、管道的首选钢材。当管壁温度不大于600℃时，选用P91钢；不大于620℃时，选用P92、P122和E911钢；国内研发的钢研102（12Cr2MoWVTiB）推荐使用温度为620℃，经长期使用总结的经验证明，其使用温度宜低于600℃。钢研102主要用在管壁温度不大于600℃的过热器、再热器。

案例1：锅炉材料（见表3-10）(www.xing528.com)

表3-10　河源电厂的锅炉材料

案例2：高温过热器和再热器材质的选择［23］

当高温过热器和高温再热器的管壁温度超过600℃时，管子内壁的蒸汽氧化和管子外壁的高温腐蚀（对高硫煤）已成为影响机组安全运行的突出问题。

研究表明，当管子外壁温度达到630℃后，烟气侧的高温腐蚀最为严重，需采用含铬25%的高铬奥氏体热强钢（25Cr20NiNb即HR3C）或加3%铜的奥氏体钢，即超级304钢（18Cr10Ni3Cu，Super304H）。这两种钢具有良好的抗高温蒸汽氧化和烟侧耐高温腐蚀性能，满足该参数的高温过热器和再热器的运行要求。

末级过热器的出口集箱和主汽导管的设计温度也分别高达613℃和610℃。采用含铬9%的P91壁厚过大，应采用含铬量达12%的P122（HCM12 A）或采用在P91的成分基础上增加2%钨的P92（NF616）。