耐热钢ZG10Cr18Ni9Ti煤粉燃烧器乏气喷口然而，在这一能量转化的最后环节——乏气喷口（Tertiary Air Port），却承受着最严酷的考验：来自上层燃烧区炙热炉膛辐射、剧烈温度波动、高速煤粉颗粒冲刷及烟气中复杂腐蚀介质的侵蚀。

      为烈火淬炼锋芒：ZG10Cr18Ni9Ti奥氏体耐热钢铸就煤粉燃烧器乏气喷口的坚固在燃煤电站的核心地带，煤粉燃烧器如同搏动的心脏，负责将燃料与空气精准混合，点燃并稳定释放澎湃能量。然而，在这一能量转化的最后环节——乏气喷口（Tertiary Air Port），却承受着最严酷的考验：来自上层燃烧区炙热炉膛辐射、剧烈温度波动、高速煤粉颗粒冲刷及烟气中复杂腐蚀介质的侵蚀。这一切挑战亟需一种在高温逆境中坚韧不屈的材料来守护。ZG10Cr18Ni9Ti奥氏体耐热钢铸件，凭借其优异的综合性能，正是在此类工况下铸就乏气喷口防线的理想之选。

一、炼狱的考验：乏气喷口的服役环境耐热钢ZG10Cr18Ni9Ti煤粉燃烧器乏气喷口

*   高温炙烤： 近火区运行，其高温受热面需直面1400℃以上炉膛强热辐射威胁，常态下金属壁温可稳定维持在750~950℃区间，局部高温区域挑战更甚！

*   磨损冲刷的洗礼： 高速过膛乏气及未燃尽焦炭颗粒高速掠过金属壁面，形成持续的冲蚀磨损威胁，考验材料结构的表层耐受能力。

*   腐蚀的侵袭： 灰分中含有的多种酸性氧化物、未燃硫化物和复杂碱金属化合物在高温环境中转化为破坏性的气体腐蚀物质。

*   热疲劳的循环摧折： 机组频繁启停引发的剧烈温变，与负荷切换造成工况热循环，导致结构频繁地热胀冷缩变化，材料逐渐累积热疲劳损伤，最终导致变形或开裂。

*   复杂的应力考验： 结构自身重力、风压、热应力、气流脉动荷载彼此交织作用，应力环境极为复杂。

二、材料的桂冠：ZG10Cr18Ni9Ti 的性能谱系分析

ZG10Cr18Ni9Ti为一种铸造奥氏体型耐热不锈钢，中国牌号表示此材料为含Ti元素奥氏体铸钢。其性能基于科学严谨的化学成分配方和稳定可靠的生产工艺，赋予它在高温火电领域的服务表现。

1.  坚实的高温强度堡垒：（高温性能优势）

    *   热强性堡垒： OCr18Ni9Ti基体中含Cr、Ni合金，在高温下生成稳定奥氏体组织（γ相），本身即已具备优于普通碳钢的高温强度基础。经科学优化的铸造加工热处理，材料内部形成细小弥散分布的强化碳化物颗粒（如TiC等），成为抵抗高温蠕变的微观支柱，在750~900℃高温区间仍可长时间维持较高的持久强度值。

    *   抗蠕变能力： 在高温下金属构件面临持续高温应力会导致缓慢塑性形变（蠕变），ZG10Cr18Ni9Ti凭借其奥氏体基体和强化相协同作用，具有优异的抵抗能力。对于长期运行在近火区的高温部件（如主燃烧器、过/再热器等），此项特性尤其重要。

2.  强大的抗氧化“护甲"：（高温环境稳定性）耐热钢ZG10Cr18Ni9Ti煤粉燃烧器乏气喷口

    *   合金含有关键元素Cr（含量约18%），在高温服役环境下金属表面能够快速自发生成一层富含氧化铬（Cr₂O₃）的防护薄膜。该膜层极其致密且牢固地与基底金属结合，在950℃以下高温环境中具有的自保护能力，高效阻滞氧气及复杂腐蚀物质扩散入侵本体金属。

    *   添加适量Ni元素确保在高温、低氧压环境（如燃烧器局部区域）下，金属基体维持奥氏体状态稳定，同时提升合金抵抗内部氧化的能力。

3.  稳定的高温韧性保障：（抗损伤容限能力）

    *   常温下为面心立方晶格（FCC）的奥氏体材料天生具备的韧性储备。

    *   即使在高温运行区间，该钢种仍能保持的塑性和韧性（相比于铁素体钢），意味着在结构承受瞬间冲击载荷、热应力骤变波动等恶劣工况下，材料可提供更高的安全宽容度，能够通过自身塑性流动吸收并分散潜在伤害能量，从而降低突发脆性破坏的风险。

4.  耐腐蚀与耐磨性的协同：（复合环境适应力）

    *   高温氧化层同时也是抵抗烟气中酸性颗粒物（如含硫酸盐的熔融灰渣等）侵蚀的有力屏障。

    *   奥氏体基体本身具有不错的固有耐蚀性特征，可应对燃烧产物中多元的腐蚀性化学成分攻击。

    *   通过精密铸造工艺调控，可以控制晶粒细小、组织致密分布，这有助于改善铸件表层硬度水平和均匀性，间接提升其对颗粒冲刷引发的冲蚀磨损抵抗能力。

5.  良好的工艺性和性价比：

    *   铸造适应性优良： ZG10Cr18Ni9Ti铸造流动性出色，能够塑造复杂三维结构的乏气喷口构件（如内部加强筋、异形气孔通道、翻边法兰等）。

    *   加工性能稳定： 切削加工与焊接工艺成熟度较高，使后续机加工、缺陷修补及现场安装维护变得可行。

三、守护实践：ZG10Cr18Ni9Ti在乏气喷口的关键应用

*   应用实例解析： 某大型600MW超临界电站将煤粉燃烧器关键区域的乏气喷口结构由原来普通低合金铸钢更新为ZG10Cr18Ni9Ti奥氏体耐热钢。

*   精妙结构工艺设计：

    *   精准结构优化： 通过流体动力学和温度场联合仿真分析，设计喷口外形与内部导流结构，尽可能降低高速气流对壁面的正面冲击角，减轻颗粒冲刷强度；同时在受热最严峻位置局部加厚材料并增加内壁冷肋结构进行导热冷却。

    *   优质铸造工艺保障： 选择精密熔模铸造工艺（配合合理的冒口与冷铁设计），结合热处理制度优化（如固溶处理+时效稳定化），确保铸件组织均匀性及微缺陷的最小化。

    *   关键连接环节强化： 喷口与燃烧器主体选用具有相似高温匹配性能的镍基高温合金焊丝进行焊接，焊后严格执行规定热处理，确保焊接区域组织稳定可靠。

    *   科学保温措施部署： 喷口外表面覆盖高品质保温层，有效降低金属实际工作温度，减小热梯度影响并减少高温热损失。

*   运行实绩与数据支撑：

    *   使用寿命显著跃升： 由更新前普通铸钢喷口平均1-1.5年延长至可稳定工作满3年以上，实现一个完整检修周期无大修要求。

    *   减少意外停机维修： 因高温变形开裂引发的计划外停机检修频次大幅度降低，极大提高了机组可用时间。

    *   热态稳定性增强： 在锅炉负荷突降、意外打焦等剧烈工况波动时喷口变形控制能力显著优于原部件，运行形状及密封状态保持良好。

    *   高温腐蚀和磨损程度明显减轻： 运行满周期后解体检查发现喷口流道表面仅存在轻微材料流失现象，未出现贯穿性坑洞、剥落等严重缺陷，材料厚度损失在安全余量范围。

四、经济与战略价值：长远视野下的明智之选

*   全寿命成本综合计算： 尽管ZG10Cr18Ni9Ti初始采购费用较普通铸钢高出50%-70%，但因其超长服役期限（3年以上），远低于原部件在同一个时间段内所需的多次更换费用。例如，一座600MW机组燃烧器全部乏气喷口更换需停运一周以上，仅直接停机利润损失便可达数百万元以上！更换维护成本还包括拆卸吊装、新件制造运输、现场焊接与耐火材料修复恢复、测试等一系列投入。选择高性能材料一次性投入，经济账长远看仍具显著节约潜力。

*   安全可靠性维度跃升： 杜绝喷口烧穿导致水冷壁爆管、主汽温异常波动等次生连锁安全事故风险威胁机组乃至整个电网安全稳定。

*   维护计划的可预测性与管理优化： 运行稳定性提高和部件寿命延长使电厂维护部门可建立更科学的检修规划模型，避免重复性检修操作带来运营不确定性。

*   环境与未来趋势适应性： 高性能耐热钢铁材料降低单位发电量的新件消耗率，与可持续发展理念高度契合。同时，ZG10Cr18Ni9Ti作为成熟可靠技术，在当前对金属材料高温可靠性要求日益增高的电力市场环境下，提供了一条切实可行的解决方案途径。

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结论：烈火硝烟中的可靠卫士

在煤粉燃烧器的关键节点——乏气喷口所处的高温、剧烈磨损、多重腐蚀与复杂热力交变运行环境中，ZG10Cr18Ni9Ti奥氏体耐热铸钢凭借其的高温强度、优异的抗氧化腐蚀能力、良好的抗高温塑性变形能力、热疲劳抗性与相对优良的铸造工艺适应性，成为守护这一关键环节最坚实而智能的材料之选。

在大型燃煤机组节能增效与长周期安全稳定运行要求不断提高的今天，科学评估并理性采用这类高温高性能材料，从整体效益与设备全生命周期角度权衡投入产出比，具有重大的经济价值和深远的战略意义。ZG10Cr18Ni9Ti铸钢如同在烈焰硝烟中屹立守护的坚韧卫盾，在严苛火电战场证明着自身材料的价值，成为驱动现代电力生产稳步前行的可靠力量之一。