不锈钢换热管的应用(yòng)可(kě)行性分(fēn)析

不锈钢换热管的应用(yòng)可(kě)行性分(fēn)析

不锈钢材料在换热器的管材上应用(yòng)从60年代就开始。目前在美國(guó)60%以上凝汽器管材采用(yòng)不锈钢管。使用(yòng)長(cháng)度达24384万米，已安装在凝汽器上管材中有(yǒu)96%以上仍在使用(yòng)。欧州國(guó)家中有(yǒu)德國(guó)、法國(guó)等公司在70年代左右开始用(yòng)不锈钢管作换热器的管材。

不锈钢管换热器优于铜管换热器有(yǒu)：

1. 抗冲蚀性好。能(néng)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，美國(guó)就开始在管束周边布置不锈钢管。

2. 抗氨腐蚀性能(néng)好。氨性介质能(néng)引起铜管应力腐蚀裂纹，也可(kě)导致凝结水腐蚀即称氨腐蚀，而采用(yòng)不锈钢管，就可(kě)不需要采用(yòng)其他(tā)防腐蚀措施。

3. 抗水侧冲击腐蚀和疏化物(wù)腐蚀的性能(néng)优良。管端可(kě)以不需要硫酸亚铁保护。

4. 采用(yòng)不锈钢管凝汽器后，机组可(kě)以采用(yòng)无铜管子系统，并且PH值可(kě)以提高，减小(xiǎo)腐蚀产生率。

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

6. 采用(yòng)不锈钢管凝汽器冷却水速度可(kě)提高至2.3m/s，*高可(kě)达3.5m/s，这样既可(kě)提高总传热系数，又(yòu)可(kě)使冷却管内杂质的带走。不锈钢管的表面比较光泽，不易结垢，其清洁系数可(kě)以提高至0.9。

7. 不锈钢管换热器的冷却水能(néng)适应于溶解固形物(wù)≤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(néng)好，因此相同直径的管子隔板之间距离可(kě)比铜管大。并且可(kě)以采用(yòng)有(yǒu)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(yòng)的因素：

1.对氯化物(wù)比较敏感，所以不锈钢管使用(yòng)时，对氯化物(wù)有(yǒu)限制额。

2.不锈钢管子和铜管板会产生電(diàn)化腐蚀、锌腐蚀，故要采用(yòng)阴极保护。

3.在停机时，有(yǒu)钙酸物(wù)沉积，不锈钢TP304及TP316会产生点腐蚀，因此在机组長(cháng)期停运前，应用(yòng)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，國(guó)内外一些電(diàn)力制造公司建议采用(yòng)不锈钢波纹管代替铜管，其传热效果可(kě)以增加25％～30％，但相同直径的管子阻力损失要比光管大，而且在國(guó)内大型凝汽器中使用(yòng)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(kě)采用(yòng)不锈钢管代替铜管。

不锈钢换热管可(kě)行性分(fēn)析：

技术性分(fēn)析

1.传热性能(néng)：对发電(diàn)机组凝汽器，当冷却管材料由不锈钢代替**黄铜时，其传热变化為(wèi)：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，仅為(wèi)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(xiǎo)。

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**黄铜的材料传热系数為(wèi)1.01（管子φ25x1），而不锈钢的材料传热系数為(wèi)0.89（管子φ25x0.6），因此可(kě)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(kě)提高7%，并且不锈钢管的表面光泽，清洁系数也可(kě)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為(wèi)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(wù)和结垢所造成的绝热现象，*大可(kě)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(miǎo)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國(guó)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*大跨距值，以确保凝汽器冷却管不致于振动而损坏，其计算结果约為(wèi)900mm，所以可(kě)视原凝汽器隔板距离而定，是否需要增加小(xiǎo)隔板。

3.抗蚀能(néng)力提高。不锈钢耐冲蚀和耐腐蚀性能(néng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于铜管，但奥氏體(tǐ)不锈钢对氯离子腐蚀能(néng)力差。可(kě)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(kě)采用(yòng)TP304、TP304L，当水质中氯离子含量高时可(kě)采用(yòng)TP316L、TP321等。

4.管子与管板连接。若管板采用(yòng)不锈钢复合板，那么管子与管板可(kě)以采用(yòng)胀接和密封焊，保证凝汽器无泄漏，使用(yòng)寿命可(kě)达30～40年，如果单换管子，管子与管板采用(yòng)胀接，為(wèi)了确保连接处的不泄漏也可(kě)用(yòng)密封胶或者管板开槽。

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

经济性分(fēn)析：

1.以往大家都觉得采用(yòng)不锈钢管作凝汽器的价格比较贵。但是实际上并不是这样。由于技术发展，如今发达國(guó)家不锈钢管子是采用(yòng)有(yǒu)缝的焊接管。先制成不锈钢带，然后经卷成形、焊接、热处理(lǐ)、矫直定尺、切割、气压检查、无损探伤、消 除应力处理(lǐ)，到包装出厂的全过程有(yǒu)一条自动生产線(xiàn)。这样焊接管的质量完全可(kě)以达到无缝管的质量标准，而且有(yǒu)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(yǒu)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(kě)以采用(yòng)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(yòng)胀接和密封焊时，需增加一道焊接工序，因此安装成本略有(yǒu)增加。

3.能(néng)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(yǒu)好处，减少维修工作，避免了凝汽器泄漏而停机带来的损失。

4.使用(yòng)寿命增加，是铜管的3-4倍。