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摘 要 在超临界锅炉的使用过程中，经常会由于高温管堵塞，导致超温爆管的情况，这就给火力发电厂的安全生产造成了一定的隐患。我国部分火电厂主要利用主蒸汽降温的方式，来防止爆管的情况发生。本文针对超临界锅炉中管材的特征，深入研究超临界锅炉的安全经济温度控制域。
关键词 超临界；锅炉；安全；经济；温度；控制域
A 文章编号 1674-6708（2013）96-0143-02
现阶段我国的火电厂项目中主要以亚临界机组和超临界机组为主，我国的大部分新建电厂现已开始采用国产的超临界机组进行火力发电。超临界、超超临界火电机组都能够起到节能和改善环境的效果，将超超临界机组和超临界机组相比较来看，超超临界机组的热效率要比超临界机组提高1.2%，这样算来一年就可节约6000吨的优质煤，但是就目前的技术水平来说，超超临界需要管材质的要求更高，造价投入也会更高。未来火电建设将主要是发展高效率高参数的超临界（SC）和超超临界（USC）火电机组，它们在发达国家已受到广泛的研究和应用。
2）在对三种管材的许用应力进行分析时可以得出，当温度达到530℃时，三种管材的应力没有显著差别。在大部分温度段中，T91的许用应力都大于T23，但在某些温度段中，T23的许用应力也比较大，这就证明在某些部位可以使用T23管材。由于T91管材在超临界锅炉的低温部分具有一定的韧性、轻度、焊接性能等，并且其使用温度最高可以达到650℃，所以当温度在620℃时一般都会使用T91，这样既可以降低投入的成本，也可以减少管材维护的费用。T23和T91适合在650℃以下的管段使用，这样能够有效地降低投入成本，在温度高于650℃时，就需要使用抗高温、抗腐蚀、抗氧化性能较好的TP347H；
3）在超临界锅炉中，管道的安全性主要受管壁温度和受热面材料的影响。其中管壁的温度又会受到运行情况和管道结构的影响。在锅炉实际运行的过程中，虽然会使用一定的措施进行管道降温，但仍然会有超温现象发生，这就有可能造成锅炉中管道的爆裂。
2）不同负荷下的温控线确立。在确立不同负荷下锅炉运行的温控线时，需要根据朗肯循环定理，来分析在锅炉出力不同的情况下，在循环效率分别下降1%、2%和3%时，超临界锅炉受热面的运行温度区域。并根据所使用的管材，来进行科学的对比和分析。将这一结果作为管材的温度控制线，这样就能得出不同管材的温度区域。
5结论
本文通过对超临界锅炉高温受热情况的分析，了解到超临界锅炉中使用的主要管材类型，并根据这些管材确定了超临界锅炉高温受热安全控制线，确定了超临界锅炉高温受热面经济运行温度控制线，最后确立了超临界锅炉安全经济温度控制域。通过对超临界锅炉安全经济温度控制域的分析，能够为火电厂进行降负荷工作提供一定的理论依据。
参考文献
刘志成，于海龙.超临界锅炉安全经济温度控制域的研究[J].节能技术，2012（4）.
关键词 超临界；锅炉；安全；经济；温度；控制域
A 文章编号 1674-6708（2013）96-0143-02
现阶段我国的火电厂项目中主要以亚临界机组和超临界机组为主，我国的大部分新建电厂现已开始采用国产的超临界机组进行火力发电。超临界、超超临界火电机组都能够起到节能和改善环境的效果，将超超临界机组和超临界机组相比较来看，超超临界机组的热效率要比超临界机组提高1.2%，这样算来一年就可节约6000吨的优质煤，但是就目前的技术水平来说，超超临界需要管材质的要求更高，造价投入也会更高。未来火电建设将主要是发展高效率高参数的超临界（SC）和超超临界（USC）火电机组，它们在发达国家已受到广泛的研究和应用。
1 超临界锅炉高温受热的情况分析
1）T23管材所使用的材料经过一定的热处理之后，能够使管材的应力和强度有所增加，当这种材料在550℃～600℃之间使用时，能够产生较好的应力和蠕变性能；T91管材中的Cr含量比T23管材中的多，其抗氧化能力和抗腐蚀能力都比较强，还具有一定的蠕变性和持久性。这种管材相对于其他管材来说，具有传热性好、膨胀系数小、抗腐蚀能力强、抗应力性能好等特点，而且还具有较好的优势。基于T91的特点，这种管材一般用于过热器和再热器中，其运行时可承载的最高温度可以达到650℃；TP347H在高温情况下的使用性能要高于T91，也就有较长的使用寿命，其能够承受的最高抗氧化温度能够达到705℃，使用的最高温度可以达到650℃，这种管材主要在超临界锅炉中的高温过热器和在加热器中使用；2）在对三种管材的许用应力进行分析时可以得出，当温度达到530℃时，三种管材的应力没有显著差别。在大部分温度段中，T91的许用应力都大于T23，但在某些温度段中，T23的许用应力也比较大，这就证明在某些部位可以使用T23管材。由于T91管材在超临界锅炉的低温部分具有一定的韧性、轻度、焊接性能等，并且其使用温度最高可以达到650℃，所以当温度在620℃时一般都会使用T91，这样既可以降低投入的成本，也可以减少管材维护的费用。T23和T91适合在650℃以下的管段使用，这样能够有效地降低投入成本，在温度高于650℃时，就需要使用抗高温、抗腐蚀、抗氧化性能较好的TP347H；
3）在超临界锅炉中，管道的安全性主要受管壁温度和受热面材料的影响。其中管壁的温度又会受到运行情况和管道结构的影响。在锅炉实际运行的过程中，虽然会使用一定的措施进行管道降温，但仍然会有超温现象发生，这就有可能造成锅炉中管道的爆裂。
2 确定超临界锅炉高温受热安全控制线
在超临界锅炉中，输送蒸汽的管道壁温度一般都高于锅炉内的蒸汽温度，在确定超临界锅炉的温度安全控制线前，需要确定超临界锅炉管材使用时所能达到的最高温度。通过对管材、温度和蒸汽量的分析可以得出，超临界锅炉中的管壁温度和所使用的管材种类有重要的联系。如果综合考虑超临界锅炉的安全和经济因素，则安全裕度会根据管材位置的不同而发生改变。通过对三种管材安全控制域的分析可以得出，使用T23钢的超临界锅炉内部的蒸汽的许用温度应该控制在520℃～550℃之间。这种管材允许锅炉内部的最高蒸汽温度低于主蒸汽的部分温度段，但不适合用于超临界锅炉过热器的出口段。其他两种材质的钢材的蒸汽温度在600℃～570℃之间，这就证明TP347H和T91具有较强的适用性，虽然超临界锅炉中的主蒸汽温度没有超出管材的使用温度，但偶尔会超出最低使用温度，这就证明锅炉在运行的过程中，存在着一定的安全危险。3 确定超临界锅炉高温受热面经济运行温度控制线
1）超临界锅炉的经济性和主要影响因素。超临界锅炉运行的经济性主要受循环的热效率和维护管理费用决定，在锅炉运行的过程中，爆管现象经常发生，这一问题也给超临界锅炉造成了极大的经济损失。在朗肯循环定理中可以得知，超临界锅炉中蒸汽参数和机组热效率成正比的关系，超临界机组就是通过提高主蒸汽机的压力和温度来提高运行效率的；2）不同负荷下的温控线确立。在确立不同负荷下锅炉运行的温控线时，需要根据朗肯循环定理，来分析在锅炉出力不同的情况下，在循环效率分别下降1%、2%和3%时，超临界锅炉受热面的运行温度区域。并根据所使用的管材，来进行科学的对比和分析。将这一结果作为管材的温度控制线，这样就能得出不同管材的温度区域。
4 确立超临界锅炉安全经济温度控制域
通过对超临界锅炉受热面管材的适用范围、受热面温度分布情况和管材内部的温度特征分析，可以得出三种管材的安全温度控制线。通过对降主蒸汽温度的分析，能够得出降主蒸汽温度的经济温度控制线。通过分析可以得出，T23、TP347H和T91三种管材没有确定的安全经济区域。在超临界锅炉生产的过程中，经常使用降主蒸汽温度降负荷和不降负荷的方法来降低管壁温度，在大多数情况下，都使用降负荷的方法来对管壁进行降温。5结论
本文通过对超临界锅炉高温受热情况的分析，了解到超临界锅炉中使用的主要管材类型，并根据这些管材确定了超临界锅炉高温受热安全控制线，确定了超临界锅炉高温受热面经济运行温度控制线，最后确立了超临界锅炉安全经济温度控制域。通过对超临界锅炉安全经济温度控制域的分析，能够为火电厂进行降负荷工作提供一定的理论依据。
参考文献
刘志成，于海龙.超临界锅炉安全经济温度控制域的研究[J].节能技术，2012（4）.
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樊泉桂.超临界锅炉中间点温度控制问题分析[J].锅炉技术，2005（12）.