近日,国际能源署洁净煤中心发布题为《先进超超临界粉煤技术发展现状》的报告,对美国、欧盟、日本、中国和印度等主要国家地区开展的先进超超临界(A-USC)粉煤燃烧高温材料研究计划进行了评估。
报告指出,目前所开发新的高温材料是很复杂的。高温材料研究项目成本高昂、耗时而且具有风险。能源公用事业单位、组件制造商和研究机构需要结合各自的优势和资源,才能完成这样的计划。此外,材料固有的技术风险会给投资者带来经济风险,因此需要政府机构提供财政支持,以消除这种经济风险。
在候选材料方面,当前所有计划候选的材料相似。已经证实低成本铁素体钢可耐受550℃以下蒸汽温度,先进的9%~12%铬马氏体钢可耐受550℃~625℃蒸汽温度。奥氏体钢可用最高温度为625℃的过热和再热应用。新一代镍合金617型、625型和740型有望用于温度超过630℃的薄壁和厚壁组件。为了保证经济可行性,目前还在开发耐受625℃~650℃高温的新型钢材。
报告指出,高温材料研究计划主要包括三个阶段,根据技术成熟度和资金情况,各阶段之间可能有时间重叠:第一阶段为小规模实验室试验,历经8~13年利用机械和化学测试进行材料的表征和筛选;第二阶段是用候选材料制造大型部件,并用部件测试设施(CTF)进行测试;第三阶段是在大型部件成功运行后,这些材料、部件设计和制造方法可以用于建造一座全规模的示范发电厂