Nové směry a trendy ve vývoji materiálů pro energetiku

Vysoké ekonomické tlaky a náklady na ochranu životního prostředí odůvodňují cenově výhodnější a ekologicky obhajitelnější výrobu energie než dosud. Je to dosažitelné nejen díky snížení vsázky paliva, tj. díky snížení specifické spotřeby palivo-tepla pro výrobu jedné kilowatthodiny, ale především zvýšením parametrů tlaku a teploty páry, což s sebou přináší zvýšení účinnosti a snížení zatížení životního prostředí.

Tabulka vývoje parametrů tlaků a teploty páry

2. Nové materiály a jejich použití

Hlavními požadavky na nové materiály je zvýšení meze pevnosti tečení za tepla a zvýšení odolnosti proti vysokoteplotní korozi.

2.1. Materiály a jejich použití pro membránové stěny a max. teplotní limity dle EN 12952

13CrMo4-5                             540°C
7CrMoVTiB10-10 (P24)       550°C
X10CrWMoVNb9-2 (P92)    590°C
VM12SHC                              600°C
Alloy 617 mod.                      650°C

Obr. 1 Průměrné hodnoty meze pevnosti v tečení v N/mm² po 100000 h

2.2. Materiály a jejich použití pro ohříváky a přehříváky a max. teplotní limity dle EN 12952

VM12SHC            610°C
TP 347H FG        615°C
S 304H                 660°C
HR3C                   670°C
Sanicro 25           700°C
Alloy 617(mod)   770°C
Alloy 740              770°C

Obr. 2 Průměrné hodnoty meze pevnosti v tečení v N/mm² po 100000 h

2.3.
Materiály a jejich použití pro parovody, sběrače páry a potrubí a max. teplotní limity dle EN 12952

X10CrMoVNb91(P91)               580°C
X11CrMoWVNb9-1-1(E911)    600°C
X10CrWMoVNb9-2 (P92)         625°C (635°C pro přehříváky)
Alloy 617 (mod)                          735°C
Alloy 263                                      735°C

Obr. 3 Průměrné hodnoty meze pevnosti v tečení v N/mm² po 100000 h

3. Příklad použití nových materiálů pro parní kotel BoA II

Palivo: hnědé uhlí
Parametry páry vysokotlaké části:

• max. přípustný tlak: 295 bar
• tlak výstupní páry: 272 bar
• teplota výstupní páry: 600°C
• teplota napájecí vody: 292°C

Parametry přehřáté páry:

• max. přípustný tlak: 70 bar
• tlak výstupní páry: 55,3 bar
• teplota výstupní páry: 605°C

4. Přehled nových základních a přídavných materiálů pro energetiku

Použité materiály firem:
Böhler Schweisstechnik Deutschland GmbH
Vallourec&Mannesmann Deutschalnd GmbH
UTP Schweissmaterial Deutschland GmbH

Autor

• Hrachovina Petr