该项目属于火力发电技术中金属专业领域,是针对600~620℃用T91、T92,630~650℃用G115钢管抗蒸汽氧化性能裕度不足,集理论研究和工程应用为一体的技术攻关。
双碳背景下煤炭的高效、清洁、灵活利用是火电机组发展的必然趋势,为了适应发展需要,国内开发了适用于630~650℃机组需求的G115钢。目前,以G115、T91、T92等9%Cr为主体的马氏体耐热钢已然成为超超临界机组的关键材料。但是9%Cr钢在高温下的抗氧化性能裕度不足,尤其在深度调峰、劣质煤掺烧工况下,材料实际服役温度往往超过设计值,9%Cr钢的抗蒸汽氧化性能裕度不足问题进一步凸显,给机组的安全稳定运行带来了极大的隐患。因此,项目通过工艺处理手段大幅度提高了其抗氧化性能,使得这些新材料在超超临界机组的应用得到了拓展和提高。
项目通过对G115、T91、T92钢管内壁进行喷丸处理,并开展多种工艺试制,形成了可用于工程建设的喷丸制管工艺,提高了马氏体耐热钢抗蒸汽氧化性能和服役温度上限,解决了9%Cr马氏体钢抗蒸汽氧化性能裕度不足问题。同时,项目还对G115、T91、T92钢抗蒸汽氧化特性和喷丸提高抗氧化性能的机理进行了研究,为工程应用提供了理论保证。
项目的经济社会效益显著。通过提高9%Cr马氏体钢抗蒸汽氧化性能,降低机组爆管概率。减少一次爆管,可以节约费用200万元,单台机组全寿命周期节约成本约1200万元。成果覆盖面广,推广至电力行业,节约费用可达数亿元。对于提高材料使用温度极限,保障发电设备安全稳定运行具有重要意义,同时,形成了批量供货的喷丸生产工艺流程,推进了钢管制造行业的技术进步。