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精密不锈钢管在淡水冷却凝汽器空冷区的应用

发布时间:2022-01-06 点击次数:685

随着技术发展,生产出精密不锈钢管,它强度高,可以弥补导热性较差的弱点,使其传热系数与B30多合金管相当。美国及法国、德国等西欧国家在20世纪70年代就在凝汽器空冷区采用不锈钢管。究竟是什么原因,使精密不锈钢管在淡水冷却凝汽器空冷区的应用,比之前常用的B30、钛及铝黄铜管还更加具有优势呢?

精密不锈钢管在淡水冷却凝汽器空冷区的应用.jpg

一、空冷区氨腐蚀问题

为防止锅炉腐蚀,锅炉水的pH值需维持在8.5~9.2,其给水都经过联氨处理或添加给水处理剂,致使进入汽轮机的蒸汽中含有氨气,当蒸汽进入凝汽器后,不断地被凝结成水,在排汽口附近蒸汽含量不断减少,氨气浓度就不断增加,因此空冷区中发生了氨浓缩现象,该区域氨的浓度使铜冷却管容易产生氨腐蚀。


B30和钛均耐氨腐蚀,不锈钢也耐氨腐蚀,但有实验结果表明,不锈钢在浓度小于60%的氨水中耐蚀性能良好。空冷区氨的浓度通常为500~1000mg/L,最高为几千个毫克每升,因此不锈钢管在空冷区中完全可耐氨腐蚀。


二、传热性能

精密不锈钢管在淡水冷却凝汽器空冷区的应用.png 

不锈钢同钛的导热性能接近,其导热率约为铝黄铜的1/6,B30的1/2。但对凝汽器传热性能有影响的是总体传热系数,凝汽器的总体传热系数除同材料有关外,还同冷却管的外径、壁厚、冷却管的清洁系数、管内冷却水流速及冷却水温度等因素有关。

精密不锈钢管在淡水冷却凝汽器空冷区的应用.png 

当凝汽器冷却管由B30改为不锈钢管时总体传热系数下降了2%。这是对新投产的凝汽器而言的。实际上由于不锈钢管采用轧制的薄钢板焊接而成,其内壁较B30管光滑,运行时不易结垢。B30管使用一年后其总体传热系数降低约20%,而不锈钢管使用一年后仍和新管一样。所以当凝汽器冷却管材由B30改为精密不锈钢管,凝汽器运行一段时间后,其总体传热系数略有提高。况且,不锈钢管抗冲蚀性能好,管内流速可提高到2.2m/s,比B30管提高10%,提高了传热系数。


三、振动问题

凝汽器冷却管的振动是确保凝汽器安全运行的重要问题,当设计不当时任何管材的冷却管都可能在高速汽流的冲击下因振动而损坏,或管子的固有振动频率同汽轮机的转速相吻合产生“共振”而断裂。


φ25×1 B30管和φ25×0.7不锈钢管,其(EI)0.25的比值为0.96。也就是说不锈钢管允许的最大跨距是B30管允许最大跨距的1.04倍。所以只要原设计中采用B30管子时的跨距小于允许的最大跨距,换用精密不锈钢管后的振动问题上的安全裕量更大了。


四、经济性

同样的冷却面积,B30管和钛管的价格都高于精密不锈钢管,而且不锈钢管内壁光洁,不结垢,减少检查次数和费用,无论从初始成本还是使用寿命周期成本看,经济性均十分显著。

精密不锈钢管在淡水冷却凝汽器空冷区的应用.jpg

以上从不锈钢管的传热性能、振动特性及经济性进行对比,说明了精密不锈钢管在淡水冷却凝汽器空冷区的应用中的优势,电站凝汽器空冷区采用黄铜管会产生严重氨腐蚀,采用钢镍合金管或钛管则价格昂贵。不锈钢管用于淡水冷凝器的空冷区有良好的抗氨腐蚀性能,具有经济性,有良好的发展前途。


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