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凝汽器換管不銹鋼管的可行性分析

2024-05-08 10:55:41

技術(shù)性分析

  1、傳熱性能:對(duì)發(fā)電機(jī)組凝汽器,當(dāng)冷卻管材料由不銹鋼代替海軍黃銅時(shí),其傳熱變化為:傳熱管兩側(cè)放熱條件無變化,即兩側(cè)放熱形式和放熱系數(shù)相同,僅為傳熱管的材料和壁厚引起的管壁熱阻變化,但是壁厚影響的變化比較小。 

壁厚影響僅占總熱阻的2%,而材料的影響比較大,根據(jù)HEI標(biāo)準(zhǔn)海軍黃銅的材料傳熱系數(shù)為1.01(管子φ25x1),而不銹鋼的材料傳熱系數(shù)為0.89(管子φ25x0.6),因此可以看出相同規(guī)格的管子材料傳熱系數(shù)不銹鋼管要比銅管低11%左右。      但是由于總傳熱系數(shù)與速度是平方根的關(guān)系,因此當(dāng)不銹鋼管的冷卻水速由銅管的2m/s提高到2.3m/s時(shí),其總的傳熱系數(shù)可提高7%,并且不銹鋼管的表面光澤,清潔系數(shù)也可提高到0.9,這樣兩者的總傳熱系數(shù)基本接近。

凝汽器換管

不銹鋼管總的傳熱系數(shù)不一定比銅管差,并且在運(yùn)行一段時(shí)間后不銹鋼管更為優(yōu)越。其原因是污染和結(jié)垢的冷卻管會(huì)給熱傳遞帶來不利影響,腐蝕物和結(jié)垢所造成的絕熱現(xiàn)象,可使熱傳遞系數(shù)降低50%。

  2、管束振動(dòng)問題:不銹鋼材料強(qiáng)度和彈性模量都比銅材高。但是由于原來管束抗震計(jì)算是根據(jù)管子的自振頻率要避開汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/秒時(shí)而引起的共振,從而得出隔板之間距離比較大。而現(xiàn)在管子振動(dòng)計(jì)算是根據(jù)美國(guó)HEI標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于預(yù)防汽流激振的經(jīng)驗(yàn)公式,即汽輪機(jī)排汽口達(dá)到音速的條件來確定凝汽器冷卻管的最大跨距值,以確保凝汽器冷卻管不致于振動(dòng)而損壞,其計(jì)算結(jié)果約為900mm,所以可視原凝汽器隔板距離而定,是否需要增加小隔板。

  3、抗蝕能力提高。不銹鋼耐沖蝕和耐腐蝕性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于銅管,但奧氏體不銹鋼對(duì)氯離子腐蝕能力差。可依據(jù)冷卻水中氯離子的含量, 選取不同的不銹鋼管,當(dāng)冷卻水中氯離子含量較少時(shí)均可采用TP304、TP304L,當(dāng)水質(zhì)中氯離子含量高時(shí)可采用TP316L、TP321等。

  4、管子與管板連接。若管板采用不銹鋼復(fù)合板,那么管子與管板可以采用脹接和密封焊,保證凝汽器無泄漏,使用壽命可達(dá)30~40年,如果單換管子,管子與管板采用脹接,為了確保連接處的不泄漏也可用密封膠或者管板開槽。

  5、凝汽器換管不銹鋼管的制造工藝。不銹鋼管強(qiáng)度和彈性模量比其他材料尤其是銅管來得高,塑性好,延伸率高。

經(jīng)濟(jì)性分析:

  1、以往大家都覺得采用不銹鋼管作凝汽器的價(jià)格比較貴。但是實(shí)際上并不是這樣。由于技術(shù)發(fā)展,如今發(fā)達(dá)國(guó)家不銹鋼管子是采用有縫的焊接管。先制成不銹鋼帶,然后經(jīng)卷成形、焊接、熱處理、矯直定尺、切割、氣壓檢查、無損探傷、消 除應(yīng)力處理,到包裝出廠的全過程有一條自動(dòng)生產(chǎn)線。這樣焊接管的質(zhì)量完全可以達(dá)到無縫管的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),而且有縫不銹鋼管比無縫不銹鋼管的管壁厚度更均勻,保證了管子脹接質(zhì)量,有縫不銹鋼管價(jià)格比無縫不銹鋼管要便宜。另外不銹鋼管的強(qiáng)度和彈性模量都比銅管高,所以不銹鋼管可以采用薄壁管,在相同面積情況下,重量要輕,兩者價(jià)格基本接近。

  2、不銹鋼管的凝汽器換管和管板采用脹接和密封焊時(shí),需增加一道焊接工序,因此安裝成本略有增加。

  3、能杜絕泄漏,對(duì)凝汽器維持殼程的真空和保持殼程凝結(jié)水的清潔大有好處,減少維修工作,避免了凝汽器泄漏而停機(jī)帶來的損失。

  4、使用壽命增加,是銅管的3-4倍。



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