1. 超超臨界機組是主要發(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，高壓機組和亞臨界機組等火電機組熱效率低下，分別為33%和41.8%，不僅造成了煤炭資源的大量消耗，同時大量有害氣體的排放嚴重污染環(huán)境。
通過對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看，超超臨界燃煤技術(shù)更適合我國的情況，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)在世界各國的現(xiàn)實運行當中也已經(jīng)被證實是提高燃煤效率、降低發(fā)電成本、減少污染物排放的一種切實可行的方法，并已經(jīng)在歐美及日本等發(fā)達國家得到了應(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)已成為我國實現(xiàn)節(jié)能減排目標的一種重要手段，也是我國火電機組的主要發(fā)展方向。
結(jié)合國家發(fā)改委和國家能源局2021年發(fā)布的《全國煤電機組改造升級實施方案》，要求新建非熱電聯(lián)產(chǎn)燃煤發(fā)電項目原則上要采用 60 萬千瓦及以上超超臨界機組，且供電煤耗低于 270 克標準煤/千瓦時；對供電煤耗在 300 克標準煤/千瓦時以上的煤電機組，要加快創(chuàng)造條件實施節(jié)能改造，對無法改造的機組逐步淘汰關(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 650℃等級超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)。由此可見，我國未來幾年火電特別是煤電發(fā)展的方向是超超臨界機組的改造和新建，將帶動建設(shè)超超臨界機組的產(chǎn)品需求。
2. 超超臨界鍋爐對管道的性能要求更高
根據(jù)張書輝等發(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》，超超臨界機組對于鍋爐、管道和壓力容器的鋼材要求很高，處于高壓高溫狀態(tài)的蒸汽將會先通過水冷壁，然后為過熱器與再熱器管，并且先后通過集熱箱與主蒸汽管道，在此過程中，其壓力與溫度將會不斷上升。為了確保上述部件能夠安全有效地工作，應(yīng)當采用高溫力學(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。
過熱器與再熱器是鍋爐內(nèi)工質(zhì)溫度最高的部件。過熱器主要是將飽和蒸汽加熱成過熱蒸氣；再熱器主要用于將汽輪機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，使汽輪機末級葉片的蒸汽濕度控制在允許范圍內(nèi)。
過熱器與再熱器分為對流式、屏式和壁式。對流式過（再）熱器由蛇形管組成，布置在鍋爐水平煙道或尾部豎井，吸收煙氣的對流放熱量；屏式過（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，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（再）熱器緊貼水冷壁或爐墻布置，也成為墻式過熱器，常用于低溫段過（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，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)的硫酸鹽會與Fe2O3保護層發(fā)生反應(yīng)行成復(fù)合硫酸鹽，對金屬產(chǎn)生強烈的化學(xué)腐蝕作用，從而影響機組運行，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熱器及再熱器最廣泛使用的商用奧氏體類耐熱鋼之一。
它是在TP304H的基礎(chǔ)上，通過降低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級以上。
服役過程中在奧氏體晶內(nèi)逐漸析出微細彌散的富銅相，會輔助產(chǎn)生極佳的強化作用，許用應(yīng)力也會大幅提高。必要時，根據(jù)客戶要求可采用內(nèi)壁噴丸技術(shù)來提高不銹鋼管材的抗蒸汽氧化能力，延長運行壽命。
