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凝汽器換管技術改造

產品詳情

一、凝汽器不銹鋼換管概述  

    凝汽器是汽輪發電機組重要的冷源設備,由于江河湖海水系的污染,使凝汽器冷卻管腐蝕速度加劇,造成凝汽器頻繁發生泄漏,嚴重影響正常生產。特別是銅管易受氨離子、硫化物等腐蝕而造成泄漏,同時由于銅管內壁不光滑易附著微生物及各種污垢,使銅管的使用壽命大大降低。

   不銹鋼焊接鋼管主要用于火力發電、化工、鋼鐵等企業的凝汽器、加熱器、冷油器、空冷器。產品規格:直徑Ф12~Ф76mm,壁厚0.2~3.0mm,長度分定尺和不定尺兩種。常用的材質有:304、304L、316、316L、317、317L。

    凝汽器不銹鋼焊接鋼管是引進進口制管設備制造而成,質量與進口管材相當或略強,焊縫金相組織與母材一樣,強度等機械性能略好。由于帶材厚薄均勻,表面光滑平整,其質量確比同種材質的冷撥、熱軋無縫不銹鋼管好。延伸率大于35%,并且硬度小,易于脹接。
凝汽器換管安裝
二、凝汽器不銹鋼換管

   凝汽器換管工程采用不銹鋼管作為換熱管,管子用脹管法固定在端管板上,中間有隔板支撐管子向上繞曲防止共振,管束布置采用HEI-6的設計技術,用該技術設計的凝汽器為汽流向心式,弧向布置,三角形排列,其特點是汽阻小,過冷度小,管束的耐腐蝕性強,整體使用壽命長。以下為凝汽器不銹鋼換熱管材質型號:
1、材料化學分析
凝汽器換管材質
2、不銹鋼換熱管型號
凝汽器換管型號

三、凝汽器不銹鋼換管產品性能


1、傳熱性能優異,由于采用壁厚0.5-0.8mm薄壁材料,提高換熱性能,在相同的換熱面積下,約為銅管的1.2~1.30倍.
2、抗蝕性能強,耐點蝕、氨蝕和一般腐蝕,使用壽命可達二十年以上。
3、由于不銹鋼材料為TP304、TP316L等高性能合金鋼,表面具有很高的強度,管子內壁光滑,使得其邊界層流底層厚度減薄,因此具有很強的耐高溫蒸汽的沖蝕性能。
4、管子的剛性明顯提高,抗振性能好。
5、強化換熱管,提高了抗結垢性能。
6、裝管工藝性能好,采用傳統的脹管工藝,外徑的公差與鋼管一致,不需要改變管板孔的加工公差,利于直接選用,特別方便老機組銅管換為不銹鋼換熱管。
7、經濟性好,在同等換熱面積下,成本目前約為銅管的60%左右,可直接進行換管。
8、不銹鋼管由高精度自動化制管設備,通過自身蝕溶焊接,翻卷成形,在無任何金屬填充物下,充入氣體保護(管子內外側)焊接而成,焊接方式為TIG工藝,并作在線固溶渦流探傷。
9、為了消除管子的應力,在保護氣體中,以1040℃高溫進行熱處理,也可根據需要進行時效振動處理。
10、所有鋼管逐支進行水壓氣密檢驗,氣壓試驗至10Mpa,10秒鐘無降壓。
11、成品管出廠前逐支進行無損渦流探傷檢測,頻率為10-30千赫。
12,外徑偏差一般為±0.10mm,壁厚偏差±10%,長度偏差±5mm。
13、所有管子全長用通規檢查。
14、原材料進廠和成品管發貨前都是通過檢測并出具檢測報告。
凝汽器換管安裝

四 、黃銅管與焊接不銹鋼管
總結國內外設計、運行經驗,與黃銅管相比,焊接不銹鋼管有如下優勢:
1、不銹鋼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;
2、不易沾污,不易結垢,壽命可達30年~40年;
3、雖然不銹鋼的導熱性能比銅差,但管壁熱阻只占總熱阻的3%~5%。由于管內水速提高、清潔系數加大、壁厚減小,從而使得不銹鋼的傳熱性能優于銅合金;
4、國內薄壁焊接不銹鋼管制造技術、供貨的品種規格、性能指標和檢驗手段、規模等都達到了國際水平;
5、不銹鋼管的熱傳導系數比銅管低,但通過減小壁厚使它們的熱傳導系數的差值縮小,由于不銹鋼管內壁比銅管更光滑,對流換熱系數比銅管高,不銹鋼管外壁比銅管光滑,凝結放熱系數比銅管高,根據多臺機組的測試和計算,壁厚為0.7mm的不銹鋼管比壁厚為1mm的銅管的總體傳熱系數高2.124%左右;
6、隨著運行時間的增長,不銹鋼管的總體傳熱系數下降很緩慢,而銅管的總體傳熱系數下降速度比不銹鋼管大得多。從長遠考慮,使用不銹鋼管整體上提高機組的經濟性顯而易見,同時也提高了機組的安全性。 

經濟性能比較
1、導 熱
    黃銅管的導熱系數為100W/m℃,不銹鋼管的導熱系數為13W/m℃,看是影響總體傳熱系數,但是,不銹鋼管的壁厚可以減薄至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。
根據公式:Rc= (1)
  其中:Rc——導熱熱阻,m2k/w。
       λ——導熱系數,W/(m.k)。
       δ——管壁厚度,m。
   管材一定,λ不變時,根據公式(1),δ越小,Rc越小,傳熱系數越大。這就可以縮小不銹鋼管與銅管總體傳熱系數的差距。
由于銅管內外壁比不銹鋼更粗糙,容易結垢,增加了銅管的熱阻,這又使銅管與不銹鋼管總體傳熱系數的差距縮小。
2、對流放熱
     使 用不銹鋼管或使用銅管,管內流速都是紊流。影響對流放熱的最大因素是層流底層的厚度,因為層流底層中的傳熱是導熱,而水的導熱系數很低。在流動狀態相同的 情況下,層流底層的厚度取決于管內壁的粗糙度。銅管內表面有氧化物,其粗糙度比不銹鋼管大得多,銅管的層流底層的厚度比不銹鋼管的層流底層厚度更大。這就 使不銹鋼管的對流放熱系數比銅管的對流放熱系數大。
     Rw=   (2)
     其中:Rw——對流放熱熱阻,m2k/w。
    αw——對流放熱系數,w/m2.k。
    根據公式(2)αw越大,Rw越小。
3、凝結放熱系數
      凝結放熱系數有膜狀凝結和珠狀凝結兩種,珠狀凝結放熱系數比膜狀凝結放熱系數大得多。不銹鋼管外壁和銅管外壁哪種管材的珠狀凝結更多尚不清楚,但可以說兩種 管材外壁大部份是膜狀凝結。膜狀凝結的放熱系數大小與膜的薄厚關系很大,因為在膜的內部是導熱,水膜的導熱系數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系,比不銹鋼管粗糙得多。因此,不銹鋼管外壁的凝結放熱系數比銅管外壁的凝結放熱系數大。
    Rm= (3)
    其中:Rm—管外壁的凝結放熱熱阻,m2k/w。
    αm—管外壁的凝結放熱系數,w/m2.k。
    根據公式(3),αm越大、Rm越小。
4、總體傳熱系數
    K= (4)
   其中:R——總熱阻,m2k/w。
    K——總體傳熱系數,w/m2.k。
    由(4)可知:對流熱阻、導熱熱阻和凝結放熱熱阻都減小,則總熱阻減小。總熱阻減小,總體傳熱系數增大。
    在壁厚相同的情況下,不銹鋼管的總體傳熱系數比銅管低6.03%。由于使用比銅管薄的不銹鋼管,不銹鋼管的總體傳熱系數和凝結放熱系數都比銅管大,使不銹鋼管的總體傳熱系數得到提高。

換熱性能對照表

名 稱

規格(㎜)

材 質

總體換熱系數(W/㎡.k)

銅 管

1

H68

3682.414

不銹鋼管

1

TP304

3460.327

不銹鋼管

0.7

TP304

3760.628

不銹鋼管

0.6

TP304

3872.607


                       

五、凝汽器換管選材

  凝汽器換熱冷卻管選用不銹鋼管時,特別關注冷卻水中的CL-離子含量。
   CL-離子含量<150mg/L時應選用TP304
   CL-離子含量<400mg/L時應選用TP316
   CL-離子含量<500mg/L時應選用TP316L

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