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                不锈钢管在凝汽器的』应用可行性分析

                点击:7 日期:2021年06月07日 9点23分59秒 选择字号:
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                不锈钢管在凝汽器的应用可行性分析

                不锈钢材★料在凝汽器的管材上应用从60年代就开始。目前在美国60%以上凝汽器管材采用不锈钢管。使用长度■达24384万米,已安装在凝汽器上管材中有96%以上★仍在使用。欧州国家中有德国、法国等公司在70年代左右开始用不锈钢管作凝汽器的管材。

                不锈钢管凝汽器优于铜管凝汽器有:

                1. 抗冲蚀性≡好。能够抵制蒸汽带水滴在高速中的冲击碰撞。早在19世纪五十年代中期,美国就开始在管束周边布置不锈钢管。

                2. 抗氨腐蚀♂性能好。氨性介质能引起铜管应力腐蚀裂纹,也可导致凝结水腐▲蚀即称氨腐蚀,而采用不锈钢管,就可不需要采用其他防腐蚀措施。

                3. 抗水侧冲击腐蚀和疏化物腐蚀的性能优良。管端可以不需要硫酸亚铁保护。

                4. 采用不锈钢⊙管凝汽器后,机组可以采用无铜管子系统,并且PH值可以提高,减小腐蚀产生率。

                5. 采用@不锈钢管的凝汽器,可以与钛管凝汽器一样做到凝汽器无泄漏,可以节〒省铜管凝汽器的换管和检修维护工作,它的使用寿命是铜管的3~4倍,达到与主机同样寿命30~40年。

                6. 采用不锈钢管凝汽器冷却水速度可提高至2.3m/s,最高可达3.5m/s,这样既可提高总传热系数,又可使冷却管内杂质ξ 的带走。不锈钢管的表面比较光泽,不易结垢,其清洁系数可以提高至0.9。

                7. 不锈钢管凝汽器的冷却水能适应于溶解固形♀物≤2000mg。

                8. 由于不锈▓钢材料强度和弹性模量都比铜材高,所以抗震性◆能好,因此相同直径的管子隔板之间距离可比铜管大。并且可以采用有缝薄壁焊接管。尽管不锈钢管子价格比铜管贵,但是相同传热︼面积的管材重量将比铜管轻一半左右,因此凝汽器管材总价二者几乎接近。

                不锈钢管凝汽器不适用的因素:

                1.对氯化〇物比较敏感,所以不锈钢管使用时,对氯化物Ψ 有限制额。

                2.不锈钢管子和铜管板会产生电化腐蚀、锌腐蚀,故要采用阴极保护。

                3.在停机时,有钙酸物沉积,不锈钢TP304及TP316会▃产生点腐蚀,因此在机组长期停运前』,应用清洁水冲洗水室和管子,并打开水室盖板,风干两天以免水滴蒸发后FeCl-1浓度过高而产╱生点蚀。

                另外,国内外一些电力制造公司建议采用不锈钢波▃纹管代替铜管,其传热效果可以增加25%~30%,但相同直径的管子阻力损失要比光管大,而且在国内大型凝汽器中使用尚无业绩。

                因此基于上述情况,建议老机组的凝汽器改造或铜管泄漏严重时,可采用不锈钢管代替铜管。

                不锈钢管可行性分析:

                技术性分析

                1.传热性能:对发电『机组凝汽器,当冷却管材料由不锈钢代替海军黄铜时,其传热变Ψ化为:传热管两侧放热条件无变化,即两侧放热形式和放热系数相同,仅为传热管的材料和壁厚引起★的管壁热阻『变化,但是壁厚影响的变化比较小。

                壁厚影响仅占总热阻的2%,而材料的影响比较大,根据HEI标准海军黄铜的材料传热系数为1.01(管子φ25x1),而不锈钢的材料传热系数〓为0.89(管子φ25x0.6),因此可以看出相同规格的管子材料传热系数︼不锈钢管要比铜管低11%左右。      但是由于总传热系数与速度是平方根的关系,因此当不锈钢管的冷却水速由铜管的2m/s提高到2.3m/s时,其总的传热☉系数可提高7%,并且不锈钢管的表面◣光泽,清洁系数也可提高到0.9,这样两者的总传热系数基本接近。

                不锈钢管总的传热系数不一定比铜管差,并且在运行一段时间后不锈钢管更为优越。其原因是污染和结↑垢的冷却管会给热传递带来不利影响,腐蚀物和结垢所造ζ成的绝热现象,最大可使热传递系数降低50%。

                2.管束振动问题:不锈钢材料强度和弹性模量都比铜材高。但是由于原来管束抗震计算╱是根据管子的自振频率要避开汽轮机的转速3000转/秒时而引起的共振,从而得出隔板之间距离比较大。而现在管子振动计算是根据美国HEI标准关于预防汽流激振的经验公式,即汽轮机排汽口达到音速的条件来确定凝※汽器冷却管的最大跨距值,以确保凝汽器冷却管不致于振动而损坏,其计算结果约为900mm,所以可视原凝汽器隔板距离而定,是否∏需要增加小隔板。

                3.抗蚀能力提高。不锈钢耐冲蚀和耐腐蚀性能远远好于铜管,但奥氏体不锈钢对氯离子腐蚀能力差。可◆依据冷却水中氯离子的含量, 选取不同的不锈⌒钢管,当冷↙却水中氯离子含量较少时均可采用TP304、TP304L,当水质中氯离子含量高时」可采用TP316L、TP321等。

                4.管子与管板连接。若管板采用不锈钢复合板,那么管子与管板可以采用胀接和密封焊,保证凝汽器无∑泄漏,使用寿】命可达30~40年,如果单换管子,管子与管板采用胀接,为了确保连接处的不泄漏也可用密封胶或↓者管板开槽。

                5.万义航不锈钢管的制造工艺。不锈钢管强度和弹性模量比其他材料尤其是铜管来得高,塑性好,延伸率高。

                经济性分析:

                1.以往大家都觉得采用不锈钢管作凝汽①器的价格比较贵。但是实际上并不是这样。由于技术发展,如今发达国家不锈钢管子是采用有缝々的焊接管。先制成不锈☉钢带,然后经卷成形、焊接、热处理、矫直定尺、切割、气压检查、无损探伤、消 除应力处理,到包装出厂的全过程有一条自动生产线。这样焊接管的质量完全可以达到无缝管的质量标准,而且有缝不锈钢管比无∴缝不锈钢管的管壁厚度更均匀,保证了管子胀接质量,有缝不锈钢管价格比无缝不锈钢管要便宜。另外不锈钢管的强度和◇弹性模量都比铜管高,所以不锈钢▓管可以采用薄壁管,在相同面积情况下,重量要轻,两者价格基本接近。

                2.不锈钢管的凝汽器管子和管板采用胀接和密封焊时,需增加一道焊接工№序,因此安∑ 装成本略有增加。

                3.能杜绝泄漏,对凝汽器维持壳程的真空和保持壳程凝结水的清洁大有好处,减少维修工作,避免了凝汽器泄漏而停机带来的☆损失。


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