1. 超超臨界機(jī)組是主要發(fā)展方向
根據(jù)遲成宇等發(fā)表在《世界鋼鐵》期刊上的論文，高壓機(jī)組和亞臨界機(jī)組等火電機(jī)組熱效率低下，分別為33%和41.8%，不僅造成了煤炭資源的大量消耗，同時(shí)大量有害氣體的排放嚴(yán)重污染環(huán)境。
通過(guò)對(duì)幾種潔凈煤燃燒技術(shù)的比較，例如超超臨界( USC) 、常壓循環(huán)流化床燃燒( CFBC) 、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)( IGCC) 、增壓硫化床聯(lián)合循環(huán)( PFBC) 等，從技術(shù)難度和可行性方面來(lái)看，超超臨界燃煤技術(shù)更適合我國(guó)的情況，在技術(shù)方面具有可行性、成熟性與穩(wěn)定性，可以在短期內(nèi)迅速發(fā)展并產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)。
超超臨界技術(shù)在世界各國(guó)的現(xiàn)實(shí)運(yùn)行當(dāng)中也已經(jīng)被證實(shí)是提高燃煤效率、降低發(fā)電成本、減少污染物排放的一種切實(shí)可行的方法，并已經(jīng)在歐美及日本等發(fā)達(dá)國(guó)家得到了應(yīng)用和推廣。因此大力發(fā)展大容量、高參數(shù)值的超超臨界燃煤技術(shù)已成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的一種重要手段，也是我國(guó)火電機(jī)組的主要發(fā)展方向。
結(jié)合國(guó)家發(fā)改委和國(guó)家能源局2021年發(fā)布的《全國(guó)煤電機(jī)組改造升級(jí)實(shí)施方案》，要求新建非熱電聯(lián)產(chǎn)燃煤發(fā)電項(xiàng)目原則上要采用 60 萬(wàn)千瓦及以上超超臨界機(jī)組，且供電煤耗低于 270 克標(biāo)準(zhǔn)煤/千瓦時(shí)；對(duì)供電煤耗在 300 克標(biāo)準(zhǔn)煤/千瓦時(shí)以上的煤電機(jī)組，要加快創(chuàng)造條件實(shí)施節(jié)能改造，對(duì)無(wú)法改造的機(jī)組逐步淘汰關(guān)停，并視情況將具備條件的轉(zhuǎn)為應(yīng)急備用電源。
要求“十四五”期間改造規(guī)模不低于3.5 億千瓦，穩(wěn)步推進(jìn) 650℃等級(jí)超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)。由此可見(jiàn)，我國(guó)未來(lái)幾年火電特別是煤電發(fā)展的方向是超超臨界機(jī)組的改造和新建，將帶動(dòng)建設(shè)超超臨界機(jī)組的產(chǎn)品需求。
2. 超超臨界鍋爐對(duì)管道的性能要求更高
根據(jù)張書(shū)輝等發(fā)表在《新型工業(yè)化》期刊上的論文《超超臨界鍋爐管道用鋼的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)》，超超臨界機(jī)組對(duì)于鍋爐、管道和壓力容器的鋼材要求很高，處于高壓高溫狀態(tài)的蒸汽將會(huì)先通過(guò)水冷壁，然后為過(guò)熱器與再熱器管，并且先后通過(guò)集熱箱與主蒸汽管道，在此過(guò)程中，其壓力與溫度將會(huì)不斷上升。為了確保上述部件能夠安全有效地工作，應(yīng)當(dāng)采用高溫力學(xué)性能良好的合金或是耐熱鋼，現(xiàn)在超超臨界鍋爐中采用的鋼種有HR3C、 S30432、T91與T92等。
過(guò)熱器與再熱器是鍋爐內(nèi)工質(zhì)溫度最高的部件。過(guò)熱器主要是將飽和蒸汽加熱成過(guò)熱蒸氣；再熱器主要用于將汽輪機(jī)高壓缸的排汽返回鍋爐再次加熱，然后再送到低壓缸膨脹做功，使汽輪機(jī)末級(jí)葉片的蒸汽濕度控制在允許范圍內(nèi)。
過(guò)熱器與再熱器分為對(duì)流式、屏式和壁式。對(duì)流式過(guò)（再）熱器由蛇形管組成，布置在鍋爐水平煙道或尾部豎井，吸收煙氣的對(duì)流放熱量；屏式過(guò)（再）熱器布置在爐膛內(nèi)部，吸收爐膛輻射熱量，減少煙氣擾動(dòng)，減低熱偏差，改善蒸汽氣溫特性，又分為輻射式和半輻射式，分別布置在爐膛上前部和出口處；壁式過(guò)（再）熱器緊貼水冷壁或爐墻布置，也成為墻式過(guò)熱器，常用于低溫段過(guò)（再）熱器。
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(shí)，堿金屬發(fā)生凝結(jié)，在高溫?zé)煔庵醒趸蜃饔孟拢谐芍旅艿陌咨珘A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(tài)下，半熔融狀態(tài)的硫酸鹽會(huì)與Fe2O3保護(hù)層發(fā)生反應(yīng)行成復(fù)合硫酸鹽，對(duì)金屬產(chǎn)生強(qiáng)烈的化學(xué)腐蝕作用，從而影響機(jī)組運(yùn)行，縮短設(shè)備使用壽命。
S30432耐熱不銹鋼是目前超超臨界電站鍋爐過(guò)熱器及再熱器最廣泛使用的商用奧氏體類(lèi)耐熱鋼之一。
它是在TP304H的基礎(chǔ)上，通過(guò)降低Mn含量上限，加入約3％的Cu、約0.45％的Nb和一定量的N，經(jīng)過(guò)高溫軟化工藝及大變形量冷軋工藝處理，并在高于1150℃條件下固溶處理后具有單一的奧氏體組織，晶粒度在7—8級(jí)以上。
服役過(guò)程中在奧氏體晶內(nèi)逐漸析出微細(xì)彌散的富銅相，會(huì)輔助產(chǎn)生極佳的強(qiáng)化作用，許用應(yīng)力也會(huì)大幅提高。必要時(shí)，根據(jù)客戶(hù)要求可采用內(nèi)壁噴丸技術(shù)來(lái)提高不銹鋼管材的抗蒸汽氧化能力，延長(zhǎng)運(yùn)行壽命。
