概述近年來,隨著流體輸送用不銹鋼焊接鋼管的成熟,焊接不銹鋼管在國內(nèi)凝汽器獲得了日趨廣泛的應用。特別近幾年來,我國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)驗和良好的效果。廣合電力設備嚴格執(zhí)行GB12771-91標準不銹鋼換熱管優(yōu)點1、廣合電力設備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)采用美國標準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,既強化換熱,又提高了抗結(jié)垢性能。不易沾污結(jié)垢,壽命可達30年。4、為了消除焊接應力,在保護氣體中以1050℃高溫進行熱處理。5、所有鋼管均采用壓差進行泄漏檢查,氣壓試驗至10MPa,5分鐘無壓降。不銹鋼換熱管與銅管的性能比較1、導熱:由于銅管的導熱系數(shù)為100W/m℃,有縫不銹鋼管的導熱系數(shù)為13W/m℃,這當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—導熱熱阻,m2k/w λ—導熱系數(shù),W/(m.k) δ—管壁厚度,m管材一定,λ不變時,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。影響對流放熱的較大因素是層流底層的厚度,因為層流底層中的傳熱是導熱,而水的導熱系數(shù)很低。在流動狀態(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流放熱系數(shù)比銅管的對流放熱系數(shù)大。Rw=αw/ Rw (2)其中:Rw—對流放熱熱阻,m2k/w αw——對流放熱系數(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,因為在膜的內(nèi)部是導熱,水膜的導熱系數(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—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:對流熱阻、導熱阻和凝結(jié)放熱熱阻都減小,則總熱阻減小:總熱阻減小,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。6、長遠的經(jīng)濟性隨著運行時間的增長,銅管氧化層將越來越厚,傳熱效果會越來越差。而不銹鋼基本不會氧化,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投運,運行時間越長,有縫不銹鋼管的凝汽器的經(jīng)濟性將會比銅管的凝汽器越來越更好。同時,銅管對冷卻水中的雜物的吸附能力比有縫不銹鋼管更強得多,大大降低了設備的經(jīng)濟性。效益評估 有縫不銹鋼管的熱傳導系數(shù)比銅管低,但通過減小壁厚使它們的熱傳導系數(shù)的差值縮小,由于有縫不銹鋼管內(nèi)壁比銅管更光滑,對流換熱系數(shù)比銅管高,有縫不銹鋼管外壁比銅管光滑,凝結(jié)放熱系數(shù)比銅管高,根據(jù)多臺機組的測試和計算,壁厚為0.7mm的有縫不銹鋼管比壁厚為1mm的銅管的總體傳熱系數(shù)高2.124%左右;隨著運行時間的增長,有縫不銹鋼管的總體傳熱系數(shù)下降很緩慢,而銅管的總體傳熱系數(shù)下降速度比有縫不銹鋼管大得多。同時,有縫不銹鋼管比銅管更耐腐蝕,抗振性和耐磨性能好,使用壽命是銅管的三倍。從長遠考慮,使用有縫不銹鋼管整體上提高機組的經(jīng)濟性顯而易見,同時也提高了機組的安全性。換熱管的選用,不論是從性能上比較,還是從價格上比較,有縫不銹鋼管其優(yōu)越的經(jīng)濟性及安全性勢必已優(yōu)勢高于銅管;為了滿足設備的經(jīng)濟安全運行,我方建議貴方在換熱管的選用上,采用有縫不銹鋼管六、凝汽器換管改造方案1、更換冷卻管(有縫不銹鋼管替代黃銅管)、喉部加裝噴淋系統(tǒng)。2、更換凝汽器支撐板、管板和冷卻管 3、凝汽器換管改造:在大修前準備