随着蒸汽参数的大幅提高，现役超（超）临界火电机组长期受困于服役环境导致的氧化/腐蚀等共性安全问题，其中因锅炉管蒸汽侧氧化皮剥落导致的堵管、爆管事故已占锅炉非计划停机次数的60%以上。随着新能源机组大量并网，火电机组快速变负荷和超低负荷运行已成为新常态，蒸汽参数快速变化及低流量超温引起的氧化皮剥落问题将日趋严重。因此，解决锅炉蒸汽侧氧化皮问题不仅可以切实减少现役机组非停事故造成的损失，而且也是保障我国电力安全供给的直接途径。经过多年“产、学、研、用”联合攻关，项目团队自主开发了锅炉通流部件内壁抗高温腐蚀的多元改性铝化物涂层技术，在满足锅炉管结构特征、选材要求的基础上解决了内壁涂层低成本制备、组织结构控制、长时组织演化和工程服役寿命预测等关键技术难题。项目成果形成了完整的锅炉用内壁涂层通流部件制造体系和核心专利技术群，累计获授权专利69项，其中发明专利28项，在审专利17项，发表学术论文66篇（SCI收录23篇、EI收录11篇）。项目成果已在包括岳阳电厂、瑞金电厂、安源电厂等多个超（超）临界火电机组获得工业验证应用，实现了锅炉管全寿命周期的氧化皮防治

技术创新性强：自主开发了锅炉管内壁抗蒸汽氧化的多元改性铝化物涂层技术，显著降低了锅炉管蒸汽侧高温氧化速率；首创了嵌入于锅炉管制造流程的钢管内壁铝化物涂层制备工艺，实现了完整的内壁涂层锅炉管规模化生产制造成套技术；创造性地提出了内壁涂层锅炉管质量评价指标体系，突破了长时服役涂层寿命预测技术瓶颈。行业认可度高：项目技术经中国腐蚀与防护学会评价，整体技术成果达到“国际领先水平”。围绕本技术所涉及的材料设计、制备工艺、配套装备开发等方面累计获授权专利69项，发表论文66篇，研究报告24篇；申请注册“西热金属”商标1项。技术成果先后获得了中国电力科技进步一等奖、中国腐蚀与防护学会科技进步一等奖、中国华能集团职工技术创新奖一等奖、全国能源化学地质系统优秀职工技术创新成果一等奖等11项奖励。技术成熟度高：按照《GB/T37264-2018新材料技术成熟度等级划分及定义》，项目技术成熟度已进行到第8级（实际环境下的系统完成和验证），目前正在开展第9级（系统成功应用并推广）成熟度的示范应用和规模化推广，技术成熟度高、成果转化前景广阔。

电力行业：近期三改联动电力行业将是本项目成果应用领域的主要场景。《全国煤电机组改造升级实施方案》提出，“十四五”期间实施节能降碳改造3.5亿千瓦、灵活性改造2亿千瓦、供热改造5000万千瓦的目标。据统计，上述“三改联动”涉及的火电机组超1000余台，已开展的“三改联动”典型案例中，大多涉及受热面改造以应对后续的运行工况。按200吨/台计，保守估计改造需要的高压锅炉管量超20万吨，主要为现役9-18%Cr系列耐热钢无缝钢管，如能在“等强度原则”下替换使用内壁涂层锅炉管，则市场容量可达100亿元。电力行业：高参数机组随着材料技术的不断进步完善，中国华能集团有限公司西安热工研究院有限公司牵头成立650℃超超临界机组高温材料及其部件制备创新联合体，意在推进650℃超超临界燃煤发电技术研发进程。但是，即便使用相对低价的Ni-Fe基高温合金，650℃机组材料成本仍然远高于600℃机组耐热钢。内壁抗氧化涂层技术可通过改变耐热钢氧化行为和氧化产物构造、进一步释放现有Super304H等耐热钢因抗氧化不足而降档使用的温限，从而最大限度发挥耐热钢强度潜力，成为受热面“次高温”首选，最大程度减少高温合金用量，使650℃机组低成本建设成为可能。根据初步设计方案，单台650℃超超临界百万机组涂层管用量可达1000吨，价值0.7亿元。如果在“十四五”期间建成世界首座“650℃高效超（超）临界机组”示范工程项目，其示范效应势必将刺激系列抗氧化涂层锅炉管的市场需求。石油化工：石油、化工设备中也大量使用小口径钢管作为工质传送、裂解反应、产物分离的容器，具有工况恶劣、寿命周期短（3-6个月）的特点，长期运行在复杂的腐蚀工况中，管道内壁高温腐蚀问题是普遍现象。为最大程度降低腐蚀损失，石化行业普遍采用高等级合金来减缓腐蚀问题，虽然起到了一定的缓解作用，但是额外增加了设备成本。“低成本合金母材+高性能耐蚀涂层”的技术方案正在成为该行业领域高性价比的选材方案，年需求量超100万吨。其他领域：冶金行业总体上属于高温环境，如钢的熔炼温度达1600~1700℃、轧制加热温度达1100~1200℃。冶金设备如炼铁厂的吹氧管，转炉、电炉和钢包的外壳、焦炉、高炉、燃煤/燃气锅炉、高炉的内衬和风口管件、轧辊、剪切机刀板等承受高温氧化、磨损、热应力疲劳与载荷应力疲劳等多重作用。

项目团队5人，其中，正高级职称1人，高级职称2人。长期致力于电站金属材料技术领域的基础与应用研究，提出了基于多元耐蚀元素当量关系模型的铁镍基合金耐蚀设计方法，并开展了从提高合金耐蚀性能的组织结构调控原理、到部件制备工艺的控制理论与面向工程应用的服役失效全过程研究，获得过国家自然科学基金、陕西省自然科学基础研究计划、中国华能集团重点科技专项等项目支持30余项，发表学术论文150 余篇（SCI 收录60 篇），授权国家发明专利100余项；研究成果获中国电力科学技术奖一等奖、中国腐蚀与防护学会科学技术奖一等奖、中国电力企业联合会电力创新奖一等奖、中国能源化学地质工会优秀职工技术创新奖等科技奖励；团队负责人获中国优秀青年能源科技工作者、中国电力优秀青年科技人才荣誉称号，入选中国电机工程学会“青年人才托举工程”、陕西省“高层次人才特殊支持计划”青年拔尖人才。

为获得上述核心专利技术，热工院和华能集团共科技投入总额1289万元。为满足年产2000t/a涂层锅炉管产能需求，仍需要在场地、专属设备方面投资3000万元。从同类产品的角度，本项目的技术暂无竞争对手。目前，蒸汽流通部件高温涂层技术还未有商业应用案例，也没有标准化商品可采购。国内现有无缝钢管制造企业均不涉及含内壁高温涂层钢管的相关产品。项目技术以较低成本彻底解决了管内壁氧化皮问题，相较于钢管合金材料具有更高的经济附加值，根据现役机组的氧化皮损失，内壁涂层锅炉管的附加值可达1-1.6万元/吨，经济效益显著。以华能新建瑞金二期百万机组为例：奥氏体钢锅炉管用量约1740吨，全寿命周期（按20年计）的氧化皮损失约4000万元，如使用内壁涂层Super304H与涂层T91接管座，不仅可大幅降低这些钢管的氧化皮损失，还可局部替代价格较高的HR3C。按节材、止损费用的50%计，全寿命周期内节材、止损的附加值约达2500万元。如果能在全国600MW以上火电机组推广使用（大于600MW锅炉数量不低于700台），仅细晶奥氏体耐热钢管的市场容量超过350亿元；另外，我国300-600MW超(亚)临界机组约1150台（用量约200-400吨/台），粗晶奥氏体耐热钢管的市场容量超过230亿元。超（超）临界电站锅炉管抗蒸汽氧化涂层技术与应用，是对国家《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》等一些列政策的重要技术支撑，可有效保障超（超）临界燃煤机组的安全高效、高灵活性运行，为新能源的消纳提供了空间，减少了弃风、弃光、弃水现象，是如期实现“碳中和”、“碳达峰”目标的重要保障，有利于减少化石能源消耗，减少污染物排放，改善生态环境，具有积极的社会效益。

西安热工院已在相关技术领域持有65项核心发明和实用新型专利。根据转化的实际需要，已明确将其中的2项专利（一种锅炉过再热器用奥氏体不锈钢管表面合金化方法ZL201620721196.8，一种管道快速梯度热处理装置ZL201620206876.6）作为拟转化的核心技术，两项发明专利涵盖了小口径锅炉管内壁多元铝化物抗氧化涂层成分、涂层原料制备和使用方法，基于热处理制度的涂层组织结构控制关键方法、小口径、大长度锅炉管内壁涂层制备成套装置、嵌入式锅炉管内壁涂层制备配套工艺。拟采用“专利许可”、“专利转让”等多种方式进行成果转化。项目以自主开发的涂层部件为核心产品，可以是管材、铸件和锻件等，其次将商品级涂层原料和技术服务作为附加产能对外进行销售和输出；同时，紧跟市场和政策的变化调整研发和经营策略，通过技术升级逐步将涂层扩展至机组其他流通部件，如汽轮机高压缸、螺栓、阀门等，形成新的涂层通流部件产品；另外，涂层技术还可在近未来推广至石油裂解管、油田采油管、硫酸制造等行业，形成系列内壁抗腐蚀涂层部件产品。在项目初期，充分重点整合产（制造厂）、学（机理研究）、研（标准化）、用（工程示范）资源，优化生产资料，做出品牌产品，完成涂层锅炉管产品的首台套应用；计划在2-3年内完成现有产品的1-2轮迭代，重点包括：完成不同规格过/再热器锅炉管内壁涂层的评估及产业化制造，形成不同材质及规格的内壁涂层锅炉管生产制造、工艺参数优化及固化、检验验收的基本准则等，同时开展新产品新技术研发，重点包括：大管道、集箱、高压缸、螺栓、阀门等高温蒸汽流通部件，彻底解决高参数机组部件因氧化皮造成的卡塞、冲刷腐蚀等服役安全问题。初步预测，此阶段可通过“煤炭清洁高效利用”行动计划中的老旧机组改造和新建机组项目作为短期收益，收回投资成本，实现项目现金流为正。中后期，开展多领域用高温涂层部件开发，专注打造从研发到生产制造的全产业链技术产品，同时，根据情况适时启动下一轮股权融资，引入产业链合作伙伴，发挥协同效应扩大公司在产业链和市场中的影响力；计划3-5年实现锅炉行业高温蒸汽流通部件抗氧化需求全覆盖，同时针对新的业务领域（油气开采、石化、裂解等行业）开展涂层技术拓展研究，形成新的核心知识产权。5年内完成新产品的试制及产品化制造能力，并提前开展资产证券化的相关准备。