锅炉汽轮机制造与310S不锈钢管的性能关系

众所周知310S不锈钢管可以有效提高锅炉、汽轮机组的蒸汽参数和单机容量是提高机组热效率的主要途径。同容量的锅炉、汽轮机组采用中压参数(35大气压、435℃)时，其热效率为25～26%；若采用高压参数(90大气压、500～535℃)，则其热效率可比中压机组增加4-6%，燃料可节省，12%；若采用超高压或超临界参数，则机组热效率还可增加5～8%，燃料可再节省6～7%。提高单机容量可使设备造价降低，热效率也有所提高，一台20万瓦机组每瓦造价要比10万瓦机组降低20%。因此，世界各国在设计锅炉、汽轮机组时均倾向于提高机组蒸汽参数和单机功率。图中表明了资本主义国家锅炉蒸汽温度和压力变化情况。目前世界上超临界机组最高参数为32大气压、649℃/566℃、566℃二次再热，但这仅仅是少数几台。

  在四十年代汽轮机组一般为低中压机组，高压机组还不多，其中里面的耐热管道几乎都是采用310S不锈钢管。五十至六十年代末，高压和超高压机组有显著增加，同时也出现了几台超临界机组。但是到目前为止，国外大多数机组的蒸汽．参数实际上是停留在540～570℃、130～240大气压水平上，其中还有许多机组的蒸汽温度反而退回到540℃，如美国在1960 --1962年期间开始运行的160台大型锅炉设备中，有107台蒸汽温度为538℃／538℃，占总数的69%，而43台参数为565℃／538℃，占总数的28.7%。1963～1965年期间运行的43  台中，有70%机组为538℃／538℃，23%机组为565℃／538℃。阻碍锅炉蒸汽温度提高的主要原因是由于缺乏既耐高温、工艺性能良好丽又廉价的耐热材料。根据目前低合金Cr-Mo-V钢抗氧化性能和热强性水平，其最高工作温度为565~580℃。国外当管子壁温在600～650℃时，过热器管子材料是采用Cr-Ni型奥氏体310S不锈钢管。但是奥氏体310S不锈钢管的价格比碳钢贵十倍以上，为低合金耐热钢价格的3～7倍，因而使电站设备价格急剧上升，提高了电站设备的成本费用，同时奥氏体310S不锈钢的工艺性能比低合金耐热钢差，故国外在选用锅炉过热器管子钢时都力图避免使用奥氏体310S不锈钢管。

 蒸汽参数的提高和单机功率大容量化是目前火力发电设备的一个发展趋向，但是由于缺乏便宜而又能满足性能要求的耐热材料，造成蒸汽温度停留在540～570℃水平上。若有合适而廉价的耐热钢管，则锅炉蒸汽温度的提高是必然的。解放后在党和毛主席的英明领导下，我国锅炉、汽轮机制造业有了很大的发展。目前国内锅炉、汽轮机组的生产情况列于表。我国自1954年生产中压机组以来，在短短十几年内。能够自行设计、制造亚临界参数的30万瓦火力发电机组，其发展速度之快是相当惊人的。为了使我国锅炉、汽轮机组蒸汽温度提高到570℃以上，尚须进一步研究解决其汽轮机转子、叶轮、汽缸以及锅炉高温段过热器管子用的310S不锈钢管。