超临界、超超临界锅炉用钢

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超临界、超超临界锅炉用钢

陈 瀚

（福州大学至诚学院，福建 福州 350001）

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众所周知，提高火力发点效率主要的方法就是有效地提高蒸汽机的参数，而所谓的参数就是提高蒸汽机的压力和提高摘 要：

蒸汽机的温度；归根结底，提高蒸汽机的参数主要就是有关金属材料方面的发展。根据世界上超临界机组之中的发展情况，我们把现有的机组参数结合起来，再结合超临界锅炉所使用的高温材料与它的参数紧密地联系在一起!我们共同研究和开发高性能超临界锅炉的更多应用、经济型原料，是为了以后超临界的发展做铺垫，也是未来超临界的主要发展方向之一。

超临界锅炉；耐高温材料；材料的选择和运用关键词：

TD45󰀃󰀃A󰀃󰀃11-5004（2019）01-0226-2中图分类号：文献标识码：文章编号：

我国国民经济稳定增长和世界环境,人们在日常工作生活中

不断增加的电力需求,同时,国家正积极采用环保节能减排的政策,从而建立一个更大的能力,更高的效率,节能的参数和超临界机组是我国电力发展的重要趋势。为了提高锅炉蒸汽和压力，以及温度因素的影响，有效地提高电厂的发电效率，温度因素的影响最为明显。

现在世界上最先进的超临界机组所需要的蒸汽温度大约为五百八十摄氏度到六百摄氏度；在这么高的温度下，其中，金属材料的使用要求耐高温高压，材料的焊接是影响蒸汽机参数提高的主要因素。

1 超临界的介绍

超临界机组常常应用于火力发电厂之中，超临界通常指锅炉内的压力。在火力发电厂之中，在一定压力之下，水和蒸汽的密度是相同的，这就叫做水的临界点，锅炉之内的压力就是亚临界压力，大于这个压力就称为超临界压力。超临界这个名词通常出现在火力发电之中，其中超临界火力发电具有明显的节能和环境改善的效果，超临界机组和传统的火力发电相比，超临界火力发电的效率更高，一年可以节约很多煤炭。未来火力发电的主力就是超临界机组的火力发电，这种技术已经在发达国家得到了广泛的研究和运用。

2 耐高温材料的选择

要想提高蒸汽机组的参数，耐高温材料的选择成为其中的重要因素其中，开发耐高温、耐压性能较好的材料是提高超临界机组燃点的重要因素之一，使其能够适应更高的温度和更大的压力，现在全世界关于耐高温材料的选择五不关乎以下三个重要方面：①大力发展和研究铁素体的耐热刚，其中马氏体和贝氏体以及主缸体耐热材料都被称为耐热刚。因为耐热钢具有很强的耐高温、耐高压性能，再加上耐热钢的性能十分稳定，所以大力发展耐热钢成为现在耐高温材料研发和发展的重要方向之一。②大力发展奥氏体耐热型钢材。在世界上，各个国家都在大力推广研发以及都在全力去普及的新型耐热、耐压型钢材一共有大约一下三大类：①新型细晶强韧化铁素体耐热钢；②新型细晶奥氏体耐热钢；③高铬镍奥氏体钢。综合起来，全世界各个先进国家都在大力推广一下三种钢材，由于这三种钢材的耐热

收稿日期：

2019-01作者简介：

陈瀚，男，生于1997，汉族，福建福州人，本科。226

性和耐压型能都比较稳定，切这三种钢材的原料资源丰富，制造成本和制造条件要求不高，所以这三种材料被普遍应用于耐热和耐压超超临界机组锅炉的制造和焊接。

3 超临界锅炉材料的应用

在超超临界锅炉的铸造和热器的制造和用钢的方面，不仅仅要满足其中对用钢材料的强度和柔韧性的性能，还必须要满足其耐高温、耐高压以及耐腐蚀的特殊使用性能，材料还应该有利于材料的焊接和铸造等性能。众所周知，几乎所有的铁制品都无法再将近六百摄氏度的高温蒸汽之下过热再使用，在这里需要使用奥氏钢进行零件的制造和铸造。在这里我针对几种常见的奥氏钢以及其性能进行简单的介绍：

第一种就是T91型耐高温、耐高压材料，其中T91具有十分良好的化学性能，其T91具有结构和功能的良好的化学稳定性，T91.型材料焊接和铸造功能十分优良，具有十分优良的持久性和稳定性。跟其他的耐高温材料相比，T91材料的热体导热系数比较高，在持久的强度之中与等强度的其他物品的对温度的耐热性更高，最高可以达到六百二十摄氏度，完全可以达到超超临界锅炉制造的条件，并且还有利于焊接和具有耐腐蚀性的良好性能，大大增加了锅炉的使用寿命和使用周期。

其中T9l使用的最高温度是六百五十摄氏度左右，最佳温度大约在六百摄氏度左右，T91这种钢经常使用在制造不超过六百摄氏度壁温的过热器以及超临界锅炉等重要材料的铸造之中，而T91也可以替代超超临界锅炉过热器的铸造和焊接工艺。T91还可用于铸造压力容器、核电高温承压元件等重要材料。所以，P91这种材料通常使用在制造不超过六百摄氏度壁温的过热器、超临界锅炉的铸造中，因为这种钢材的化学性质十分稳定，所以它应用在超临界机组中的优性十分显明，具有十分显著的应用空间。

第二种材料就是T92新型9%Cr的马氏体热强钢，T92作为一种新型马氏体钢，其热膨胀系数和导热系数均优于奥氏体。其中T92具有较好的强韧性、焊接等功能;其中T92具有与T91相同的蒸汽抗氧化能力。通过实际焊接试验，证明T92具有良好的抗裂性能，在六百五十摄氏度温度下持续强度满足多种要求。和T91材料作对比，T92材料在性能方面略占优势，但是T92材料的价格却相对高昂。因为T92的性能优良，可以代替T91H材料在电站锅炉的过热器以及再热器中的应用，通过提高其使用性能，可以减少与各种钢材的连接，其实际应用具有重要意义。如果在亚超超临界锅炉中采用T92新材料，可以替代T91厚壁管。综上所述，P92新材料通常用于苛刻的蒸汽工况，主要用于集汽箱和蒸汽管道。

（下转228页）

M管理及其他

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老师可以将这两者的评价与建议进行对比和分析，再据此设计出更加完善的修改方式，为学生们制作出更加优质的微课视频，以此来促进机械设计教学效率的提升。除此之外，老师应当创建恰当的学习网站，将所制作的优质微课视教学课件资料，上传在学习网站当中，学生们可以通过在学习网站当中获取这些学习资料，随时随地进行机械设计的学习。

3 微课在中职“机械设计”课程中的应用实践研究

3.1 微课的导学设计

由于中职院校的学生们自身的学习能力有着很大的差异，因此，必须要充分考虑到学生们的个体差异，展开差异化教学。在本文中，主要以机械设计中《齿轮传动的设计》为核心，展开导学设计[4]。所设计的教学内容，难度要有针对性，结合学生们的学习能力，给他们设定不同程度的教学目标。

教学目标：让学生们掌握齿轮传动的设计过程。重点内容：直齿的设计与斜齿的设计

课前导学：带领学生们认识两种齿轮传动的设计公式，熟悉基础的理论知识内容。

课堂内容：①带领学生们认识直齿传动的设计过程，引出斜齿传动的设计；②提出斜齿传动的设计案例，让学生们自己进行设计；③根据直齿与斜齿传动的设计，对学生们进行提问，加强学生对课程内容的思考；④列出齿轮传动的重点内容和特征；⑤为学生们的讨论和交流提供机会。

总结课程内容，对学生们的课程设计进行检测。3.2 对微课的设计内容进行评价

想要充分发挥微课在中职院校机械设计课程教学中的价值，必须要保证微课的设计质量。学生们作为微课的使用者，老师可以选择一些学生们在使用微课之后，对微课的设计进行评价。结合学生们的一些合理化建立，对微课的教学课件进行不断地改进和完善。同时，还可以邀请一些专家，对微课的设计形式与教学内容进行评价分析。专家与学生们对微课视频的评价不同，（上接226页）

P󰀃92新型材料是现在已经存在的锅炉的使用最高的温度温度区以及超临界压力锅炉管子的使用钢，这种钢势一定会广泛的应用在主蒸汽和再热蒸汽管道上，因为其T92新型钢材造价过高，所以这种钢材不能使用于超超临界锅炉等大型耐高温、耐高压材料的铸造之中。

第三种钢材就是Super304H氧化新型钢材，因为这种钢材之中含有大量的氮，氮具有固溶增强等特殊的化学性质。新型超304h18cr-8ni不锈钢具有较高的强度水平，新型钢具有类似的塑性TP347H；在十万小时地六百五十摄氏度地高温之下持久强度推数值约为128Pa。最重要的是，Super304H具有良好的焊接性，因为它的结构稳定，耐蒸汽，耐高温腐蚀，所以这种新型钢材具有十分强大的发展前景！在六百五十摄氏度的高温之下，这种钢才得应用前景缘缘高于TP304H的运用，高于48%的TP347H，高于2b的TP347HFG，略高于5%的HR3C。我们只观察到，uper304H和TP347HFG的化学性能在抗氧化和耐腐蚀方面非常相似，但这种新型钢的综合性价比等方面略有优势。由于Super304HC是在最高温度为70℃左右使用的，所以常用于超临界锅炉过热器和再热器。由于其卓越的性能，无论是在可靠性和经济性方面，这种新型钢材都被使用在属于以后超超临界机组锅炉中的过热器与再热器非常重要的首选材料，因为其良好的化学性能和物理性能，所以这种新型钢材可能具有十分良好的发展和开发前景！

第四种钢材就是HR3C新型钢材，该新型钢采用25cr-20ni型奥氏体耐热钢，结合TP310H和TP310Cb的特点，对其进行了改进。其主要成分为0.1c-25cr-20ni-nb-n。因为在HR3C添加了许多CrNi更Nb和N,它的抗拉强度比传统不锈钢18󰀃8高镍、

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[5]

4 结语

综上所述，微课作为一种新型的教学方式，在实际的教学当中有着较高的应用价值。将微课应用在中职院校的机械设计课程教学中，能够给学生们提炼出更加具备精确性的重点学习内容，以微课视频的形式，展现出更详细的机械设计环节。在此基础上，学生们对于机械设计的认识将更加全面，为学生们学习能力的提升带来了很大的便利。老师们应当不断地提升自身的专业能力，学习丰富的信息技术，制作出更加优质的微课视频，充分发挥微课的教学价值。

参考文献

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铬——它也比持久TP310和传统的容许应力和强度不锈钢18󰀃8高镍铬-高温耐蚀性也明显比8镍铬-18和19镍铬-11很好,其性能也很好,蒸汽的油炸联合也可以满足规范要求。条件下的临界压力参数,HR3C通常用于制造循环流和大型发电锅炉过热器的温度超过700℃,然后,屏式过热器和各种耐高压、耐高温、耐硫、氯和其他环境腐蚀管道的阻力。这种由HR3C新型改良的钢材具有很多优良钢材的特点。在铸造的过程之中，由于加入了N和Nb,使得这种钢材在耐热性和耐腐蚀性方面有着出色的表现，这种刚才在超超临界金属材料的制作之中也有广泛的应用，有着光大的发展前景。

4 结语

超超临界机组的发点技术是目前为止世界上最有前途的清洁发点技术之一，因为超超临界机组发点需要其发点机器具有很强的耐热性和耐腐蚀性，以及严格的蒸汽参数等条件，使得其中制造锅炉的一些关键性的发电部件有着很高的物理和化学方面的物理性质的需求！

因此，根据这些特殊的需求，我们要合理分析其中的需求关系，不断发现和寻找更加适用的钢材材料；新型钢材材料的发现和发明还处于刚刚起步的新型阶段，我们需要不断改进和创造，发现和解决其中的重要问题，从而推动超超临界机组发电的长期有效运行！

参考文献

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