当今世界广泛开展洁净煤燃烧技术的开发，追求燃煤机组的高效率和低排放。超临界与超超临界机组、大型 CFB(循环流化床锅炉）、PFBC(增压流化床燃气－蒸汽联合循环）、IGCC(整体煤气化燃气－蒸汽联合循环）、GTCC(燃气－蒸汽联合循环）等火力发电新技术，因其高效率和优越的环保性能，在世界发达国家得到了广泛应用。我国也开展了大量的工作，洁净煤燃烧技术的研究开发与应用，成为目前我国火力发电机组的热门技术.所有这些新技术的应用都需要性能优异的高温合金材提供保证。

超临界和超超临界电站锅炉用高温合金

       中国是世界上最大的燃煤国，然而，目前火电机组平均单机容量不足100MW,有相当部分为超高压、高压蒸汽参数的机组，亚临界 300MW 机组占火电总装机容量不足50%.平均供电煤耗达399g/(kW·h),比国外先进水平高70~80g/(kW·h),高出25%以上，资源浪费太大，废气排放严重。发展超临界和超超临界机组是提高煤炭利用率，降低环境污染的有效而经济的途径之一。随着蒸汽温度不断提高，机组效率不断增大，供电煤耗不断降低。2005年，国外超超临界机组的参数已达到33.5MPa,610℃/630℃/630℃.预计到2015年参数达40MPa,700℃/720℃/720℃.随着蒸汽参数进一步的提高，对高温材料的要求愈来愈高。过热器与再热器是锅炉中工作环境最为恶劣的部件，承受的压力最大，温度最高，因此，要求材料具有良好的抗蠕变性能，同时还要满足管子对蒸汽侧的抗氧化性能和对烟气侧的抗腐蚀性能的要求。

     亚临界、超临界和超超临界机组的净效率和供电煤耗蒸汽参数机组净效率／％供电煤耗／g(kw-h)117MPa.538/538℃37~38330~34024MPa,538/538℃40~41310~32030MPa.566/566/566℃44-45290~300目前，我国超临界和超超临界电站锅炉所需关键高温合金材料，主要依靠进口。研制的 GH2984 合金可以推荐用于超超临界机组锅炉中过热器和再热器管材合金。国内外高参数超超临界过热器管材用高温合金的化学成分见表73-18.这些合金具有良好的蠕变性能和抗氧化腐蚀性能，适于制造过热器和再热器管材。表73-18 过热器管材用高温合金的化学成分（％）AlloyCCrCoMoNbAlFeMnNiF5GH9840.04~0.0818~20－1.8~2.20.9~1.20.9~1.20.2~0.532~34＜0.5＜0.5BlInconel7400.0624.970.582.010.870.710.470.30Bal08.6169.1Inconel6170.0921.6512.08.72－0.311.162.500.580.54BlNimonic2630.04~0.0819~2119-215.6~6.11.9~2.4≤0.60≤0.700.40.6Bal－Incopel6250.1020~23≤1.08.0/10.0|3.15~4.15＜0.400.40≤5.0≤0.50.5Bal20世纪60年代末，中国科学院金属研究所开始研制一种适合我国高参数舰船主锅炉过热器管长期使用的新型铁基高温合金GH2984.至20世纪70年代研制成功并生产用于新型主锅炉过热器管材，装载舰船并经十年海上实际使用考核。全面检查表明，GH2984管完好无损，还可继续使用.GH2984合金是过热器管的主要用材，其主要性能与美国特殊金属公司2003年正式公布的镍基合金 Inconel740 合金处于同一水平，而价格要便宜得多，这为我国超超临界机组早已作好了过热器和再热器材料的技术储备。GH2984 合金的主要特点有如下儿方面:

（1)高Fe无Co的化学成分。与类似合金比较，GH2984合金中不含钴，Inconel740、Inconel617和Nimonic263等合金都含有12%~21%Co.而且GH2984合金含Fe达32%~34%,相应镍含量减少，其他合金 Fe均为杂质元素，见表73-18.此成分特点将带来十分可观的经济效益。

（2)强度优异的力学性能。合金室温至高温拉伸强度以及650~750℃持久强度非常良好。室温和 700℃拉伸强度明显高于常用高性能管材合金 Inconel625 和Nimonic263.持久强度高于Nimonic263,与Inconel625相近。在700℃,30 000h和100000h的持久强度，与Inconel740 合金处于同一水平，同时650℃和750℃的持久强度也基本一样.

（3)耐蚀性良好的化学性能。由于合金的Cr含量达18%~20%,可以形成致密而牢固的 Cr2O3为主的氧化膜，所以抗氧化性和抗热腐蚀性良好。另外，合金抗晶间腐蚀性能优异，在各种不同热处理状态或焊接后都不发生晶界腐蚀。

（4)较为稳定的显微组织。合金经700℃x(1000~18000)h长期时效后的组织和力学性能研究结果表明，合金组织和性能比较稳定，满足大型舰船及超超临界电站锅炉长期使用的需要。

（5)易于成形的工艺性能。合金冷热压力加工性能好，特别是管材成形性能优异。

煤的气化与液化用高温合金

     整体煤气化燃气－蒸汽联合循环（IGCC)技术，是目前世界上最先进、效率高的燃煤发电方式之一，而且被公认为清洁煤燃烧先进技术。世界上从1972年第一台IGCC电站运行至今已先后有9台机组投入运行。整体煤气化联合循环的主要优点为:

1.燃料适应性广可利用高硫分、高灰分、低热值的低品位煤。对燃料的适应性主要取决于所采用的气化炉形式及给料的方式，对于干粉加料系统，可以适合从无烟煤到褐煤的所有煤种；对于湿法加料的气化工艺，则适合于灰分较低和固有水分较低的煤；对于高灰熔点的煤种，应加入助溶剂（如石灰石）；

2. 热效率高若同时采用高温净化技术（热量损失减少），IGCC的热效率将可望达到52%;3.环保性能优良与同容量的燃煤电站相比，SO2的排放量减少90%以上，CO2排放量也相应减少，基本不排放粉尘；4.节约水资源耗水量只有常规火电厂的一半左右。美国金属性能学会（AMPS),工艺研究院（TRI)等单位对许多铁、镍、钴基高温合金在煤气化气氛中进行了耐腐蚀性的评价［13961767712].试验气氛24%H2、18%CO、12%CO2、39%H2O、5%CH4、0.5-1%H2S,气体压力为68大气压，温度900-982℃,最长时间为700~10000h.结果表明，几乎所有合金开始时表面都形成保护性氧化膜，继续试验，氧化膜破坏，在表面和内表面形成硫化物。金属总腐蚀由两部分数据构成，即氧化层厚度与硫化物穿透深度之和。根据 10000h 实测和长时试验的外推数据，许多合金10000h后总腐蚀深度小于5.08x10 m.在982℃,0.5%H2S或900℃,1%H2S的煤气中或类似条件下长期工作是有希望的。按照上述腐蚀速度（＜500μm/a)考虑，在煤气化中或类似气氛中使用的高温合金有：钴基合金：Haynes188,Stellite6B,X-40,Co-Cr-W-1镍基合金：IN617,IN657,IN738,IN739,Nimonic80A铁基合金：N155,RA330,RA333,IN800,T63WC,310不锈钢，Fe-18Cr-SAI-Mo-Hf,Fe-18Cr-5Al-Y,MA956E(Fe-19Cr-5A1-0.45Y2O3)美国长时试验结果认为：镍基、钴基合金长时间暴露时显示出更好的抗腐蚀性能。在高温982℃、高硫1%H2S的煤气中，高铬不含铁的镍、钴基合金比含铁高的合金好。Dapkunas 等人认为，870~982℃的煤气化环境中，合金要有较好的抗腐蚀性能，铬含量至少为20%,长时间使用最好是25%.310不锈钢和Ni-30Cr合金中加钛、铝、钼、锰、硅等，结果指出：加2%~3%Ti的合金提高膜的粘附性。加入适量铝有相似的效果，但氧化膜在冷却过程中易剥落；锰是有害的，锰容易穿透铬的氧化膜很快扩散到金属表面形成MnS层，从而加速腐蚀。