1 概述

目前高效清洁的燃煤发电技术越来越受到重视，高效百万超超临界锅炉比常规超超临界机组热效率提高0.92%，由于蒸汽压力和温度提高，该类机组在高温段蛇形管方面大量使用了不锈钢内喷丸管，此类管材在成型、加工、热处理等过程与常规不锈钢管相比均有特殊要求，为生产带来很大困难。此类机组炉膛水冷壁采用内螺纹管垂直管圈，炉膛水冷壁管屏采用ф28.6 12Cr1MoVG 材料，对于该材料膜式壁要求进行焊后热处理，此类小管径、长管屏焊后热处理变形的控制是难点。同时，高温段设计温度和压力的提升也提升了此部分集箱的材质和规格，在集箱管孔加工、管接头装配、焊接等过程中也出现一些难点。通过试验和生产研究，现对生产制造技术进行简要论述。

2 水冷壁膜式壁制造工艺方面

百万超超临界锅炉水冷壁采用垂直管圈，燃烧器采用墙式布置单层双切圆燃烧的方式，燃烧器上方布置燃风，燃烬风同样为墙式布置双层双切圆燃烧方式。

2.1 材料特点

2.1.1 水冷壁部件大量使用12Cr1MoVG 材质，具体部件包括前水冷壁上部、后水冷壁上部、侧水冷壁上部、中部水冷壁散管管屏（前/后/左/右）、燃烬风喷口管屏(一/二/三/四)等11个部件，占整台锅炉水冷壁部件数的41%。12Cr1MoV 钢属于珠光体低合金耐热钢，由于碳当量较大，钢材本身的淬硬倾向较大，若产品结构拘束度较大，则在氢的作用下，会导致冷裂纹的产生。12Cr1MoV 钢中的基本化学成分Cr、Mo 均为碳化物的形成元素，具有析出强化作用，但在Cr-Mo 钢中添加V 会增大再热裂纹倾向，若预热温度偏低、焊接线能量偏大等容易产生再热裂纹。

2.1.2 12Cr1MoVG 管屏制难点及控制措施。 采用12Cr1MoVG 管材生产的管子及管屏当壁厚＞6mm 时，需要进行去应力退火热处理；而水冷壁部件中，燃烧器喷口管的焊后热处理容易产生变形，为控制变形需要采取相应的措施，采用整体进炉热处理，带装配架子进炉，平稳摆放支垫，保证支撑点数量，每炉控制装炉量，认真摆放，一旦出现热处理变形，采用火焰校正时要有相应的测温措施。

2.2 燃烬风燃烧器喷口管屏的制造

2.2.1 结构特点。高效百万超超临界锅炉燃烬风为墙式双切圆双层布置，结构总如见图1。燃劲风喷口管屏分别布置在炉膛的前墙和后墙，一层八只燃烬风形成双切圆的燃烧方式，一台锅炉两层共16 只燃烬风喷口管屏。

图1 燃烬风燃烧器喷口管屏结构和布置型式

2.2.2 制造过程中的难点。管屏制造工艺与常规的百万超超临界锅炉燃烬风喷口管屏相同，仍为分片制造，再采用装配胎具进行组装，但是高效百万超超临界锅炉燃烬风喷口管屏管子材质为12Cr1MoVG，壁厚为5.8MWT,生产时需要进行焊后热处理，因而生产存在以下难点。

a.此类异型管屏热处理时容易变异，因此焊接以及热处理变形的控制是此管屏制造的难点。b.沉头螺栓热处理问题，焊接顺序问题等等。

图2 沉头螺栓装焊图

2.2.3 采取的工艺措施。a.管屏在分片制造时，装焊采用间隔法、对称法从源头开始控制管屏的焊接变形。同时在组装时对于管屏口区以及两端采用型钢进行加固支撑，并且带加固支撑一起进行焊后热处理。b.根据管屏结构，在管屏上下两端部成洼兜区域，按照管屏管子的走向对管屏进行加固，在焊制热处理支撑架时通过把管屏端部与底框架固定、在管屏内侧增加支撑的形式，可有效减少热处理变形。管屏热处理后经过检查，管屏几乎无变形。c.生产之前对沉头螺栓进行热处理试验，确定沉头螺栓整体强度及螺纹强度均满足设计需要。通过调整热处理支架，避开螺栓位置，最终确认螺栓再分片组装前与法兰盘焊接。d.管屏在热处理支垫平稳，单屏进行热处理。管屏生产现场见图2。

3 蛇形管部件制造工艺方面

百万高效超超临界锅炉与非高效超超临界锅炉相比，由于产品设计温度和压力的提高，高温段管屏部件上大量采用了SA-213T91、SA-213T92、SA-213TP310HCbN 及 SA-213S内喷丸、SA-213TP347HFG 内喷丸等材质，管子规格有所变化。

3.1 高温段管屏特点和工艺措施

3.1.1 内喷丸材料特点。 管屏首次采用新材料SA-213S 内喷丸、SA-213TP347HFG 内喷丸。为保证产品制造质量，生产前对此新材料进行了研究。

喷丸处理能在材料表面引入压应力、提高表面硬度，从而延长结构的疲劳寿命和提高抗应力腐蚀性能，可以提高奥氏体不锈钢的抗氧化性能。超超临界锅炉的高温段管屏在高温工况下长期运行，SA-213S（Super304H）、HR3C、SA-213TP347H等不锈钢材料在内壁氧化形成Fe3O4和FeCr2O4(即尖晶石型复合氧化物FeOoCr2O3)。由于不锈钢的热膨胀系数较大，在锅炉启动和停炉时随着热应力的变化，较厚的氧化皮容易剥离，剥离氧化物极容易在下弯头处沉淀堆积而阻塞汽流通道，致使管壁超温而导致爆管。为提高不锈钢管的抗氧化性能，内壁喷丸强化处理技术得以推广应用。

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