一、概述 近年來(lái)，隨著薄壁卷制焊接小管技術(shù)的研發(fā)和成熟，焊接不銹鋼管在國(guó)內(nèi)凝汽器獲得了日趨廣泛的應(yīng)用。特別近幾年來(lái)，我國(guó)新建電廠的凝汽器和老電廠凝汽器改造中也大量地選用了焊接不銹鋼管，取得了成功的經(jīng)驗(yàn)和良好的效果。 二、不銹鋼換熱管優(yōu)點(diǎn) 1、我公司采用的換熱管可采用0.5-0.7mm的薄壁管材，提高了整體換熱性能，在相同的換熱面積下，總體的傳熱系數(shù)比銅管提高2.121-8.408%。 2、由于材質(zhì)采用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)AISI304、316等不銹合金鋼，使其具有較高的硬度，管子的鋼度也明顯提高，因此，具有很強(qiáng)的耐高溫蒸汽的沖擊性能及抗振性能。 3、由于管子內(nèi)壁光滑，使得其邊界層流底層厚度減薄，既強(qiáng)化換熱，又提高了抗結(jié)垢性能。不易沾污結(jié)垢，壽命可達(dá)30年。 4、為了消除焊接應(yīng)力，在保護(hù)氣體中以1050℃高溫進(jìn)行熱處理。 5、所有鋼管均采用壓差進(jìn)行泄漏檢查，氣壓試驗(yàn)至10MPa，5分鐘無(wú)壓降。 三、不銹鋼換熱管與銅管的性能比較 1、導(dǎo)熱：由于銅管的導(dǎo)熱系數(shù)為100W/m℃，有縫不銹鋼管的導(dǎo)熱系數(shù)為13W/m℃，這當(dāng)然要影響總體傳熱系數(shù)。但是，有縫不銹鋼管的壁厚可以減薄以0.5~0.7mm，而銅管因強(qiáng)度及沖蝕磨損等原因，其壁厚不能低于1mm。 根據(jù)公式：Rc=λ/δ（1） 其中：Rc—導(dǎo)熱熱阻，m2k/w λ—導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m.k) δ—管壁厚度，m 管材一定，λ不變時(shí)，根據(jù)公式（1），δ越小，Rc越小，傳熱系數(shù)越大。這就可以縮小有縫不銹鋼管與銅管總體傳熱系數(shù)的差距。由于銅管內(nèi)外壁比不銹鋼更粗糙，容易結(jié)垢，增加了銅管的熱阻，這又使銅管與有縫不銹鋼管總體傳熱系數(shù)的差距縮小。 2、對(duì)流放熱：使用有縫不銹鋼管或使用銅管，管內(nèi)流速都是紊流。影響對(duì)流放熱的較大因素是層流底層的厚度，因?yàn)閷恿鞯讓又械膫鳠崾菍?dǎo)熱，而水的導(dǎo)熱系數(shù)很低。在流動(dòng)狀態(tài)相同的情況下，層流底層的厚度取決于管內(nèi)壁的粗糙度。銅管內(nèi)表面有氧化物，其粗糙度比有縫不銹鋼管大得多，銅管的層流底層的厚度比有縫不銹鋼管的層流底層厚度更大。這就使有縫不銹鋼管的對(duì)流放熱系數(shù)比銅管的對(duì)流放熱系數(shù)大。 Rw=αw/ Rw (2) 其中：Rw—對(duì)流放熱熱阻，m2k/w αw——對(duì)流放熱系數(shù)，w/m2.k 根據(jù)公式（2）αw越大，Rw越小。 3、凝結(jié)放熱系數(shù)：凝結(jié)放熱系數(shù)有膜狀凝結(jié)和珠狀凝結(jié)兩種，珠狀凝結(jié)放熱系數(shù)比膜狀凝結(jié)放熱系數(shù)大得多。但有縫不銹鋼管外壁和銅管外壁種管材的珠狀凝結(jié)更多尚不清楚，但可以說(shuō)兩種管材外壁大部份是膜狀凝結(jié)。膜狀凝結(jié)的放熱系數(shù)大小與膜的薄厚關(guān)系很大，因?yàn)樵谀さ膬?nèi)部是導(dǎo)熱，水膜的導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)特別低而膜的厚度又取決于管外壁的粗糙度。銅管外壁因氧化層的關(guān)系，比有縫不銹鋼管粗糙得多。因此，有縫不銹鋼管外壁的凝結(jié)放熱系數(shù)比銅管外壁的凝結(jié)放熱系數(shù)大。 Rm= αm/ Rw （3） Rm—管外壁的凝結(jié)放熱熱阻，m2k/w αm—管外壁的凝結(jié)放熱系數(shù)，w/m2.k 根據(jù)公式（3），αm越大、Rm越小。 4、總體傳熱系數(shù)可知：對(duì)流熱阻、導(dǎo)熱阻和凝結(jié)放熱熱阻都減小，則總熱阻減?。嚎偀嶙铚p小，總體傳熱系數(shù)增大。在壁厚相同的情況下，有縫不銹鋼管的總體傳熱系數(shù)比銅管低6%。由于使用比銅管薄的有縫不銹鋼管，有縫不銹鋼管的總體傳熱系數(shù)和凝結(jié)放熱系數(shù)都比銅管大，使有縫不銹鋼管的總體傳熱系數(shù)得到提高。 5、換熱性能對(duì)照表 管　材 規(guī)格（㎜） 材 質(zhì) 總體換熱系數(shù)（W/㎡.k） 銅管 1 HSn70-IA 3682.413869 有縫不銹鋼管 1 AISI304 3460.327347 有縫不銹鋼管 0.7 AISI304 3760.628476 有縫不銹鋼管 0.6 AISI304 3872.606729 6、長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)性 隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，銅管氧化層將越來(lái)越厚，傳熱效果會(huì)越來(lái)越差。而不銹鋼基本不會(huì)氧化，或氧化速度很慢。因此，有縫不銹鋼管的凝汽器與銅管的凝汽器如果同時(shí)投運(yùn)，運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)，有縫不銹鋼管的凝汽器的經(jīng)濟(jì)性將會(huì)比銅管的凝汽器越來(lái)越更好。同時(shí)，銅管對(duì)冷卻水中的雜物的吸附能力比有縫不銹鋼管更強(qiáng)得多，大大降低了設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性。 四、安全性能比較 1、有縫不銹鋼管與銅管的工程特性 管材 密度t/m3 屈服強(qiáng)度MPa 拉伸強(qiáng)度MPa 熱脹系數(shù)10-6 導(dǎo)熱系數(shù)w/mk 海軍銅管 8.4 120 330 16 100 鎳銅管 8.9 140 390 16 30 有縫不銹鋼管 8 280-350 550-659 17 13 從上表可以看出：有縫不銹鋼管的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度都比銅管高，有縫不銹鋼管的使用壽命必然要比銅管長(zhǎng)，熱脹系數(shù)