凝汽器專業(yè)換管—不銹鋼管

一、簡介

我公司生產(chǎn)的銹鋼簿壁焊管，其規(guī)格為：直徑Ф12-Ф40 mm，壁厚0.5-2.0 mm，品種齊全。原材料采用進(jìn)口的AISI304、316L等優(yōu)質(zhì)不銹鋼。鋼管在制作過程中均在氣體保護(hù)中完成，并經(jīng)過高溫固溶處理，整過制管過程均是流水線作業(yè)。所有鋼管均采用壓差進(jìn)行泄漏檢查，氣壓試驗至1.0MPa，5分鐘無壓降。

簿壁不銹鋼管可提高換熱器整體換熱性能，在相同的換熱面積下，總傳熱系數(shù)比銅管提高2.12-8.41％。由于材質(zhì)選用進(jìn)口的AISI304、316L等優(yōu)質(zhì)不銹鋼，因此，使其具有很強(qiáng)的耐高溫蒸汽沖擊性能及抗振性能。管子內(nèi)壁光滑，使得其邊界層流底層厚度減薄，既強(qiáng)化換熱，又提高了抗結(jié)垢性能。

凝汽器及換熱器換安裝時采用傳統(tǒng)的脹管工藝，不銹鋼管外徑公差選擇與銅管一致，所以不需改變管板孔的加工公差，利于現(xiàn)場直接選用，特別方便老機(jī)組的更新改造。經(jīng)濟(jì)實惠，在同等換熱面積下，不銹鋼管的成本約為銅管成本的70％左右。是老式熱交換器銅管的更新?lián)Q代產(chǎn)品，換管后質(zhì)量深受用戶的好評。

我公司可根據(jù)用戶需求，生產(chǎn)任意管徑、壁厚及長度的光管和螺紋管。

二、凝汽器換管改造方案 

1、凝汽器冷卻管選用不銹鋼管時，特別關(guān)注冷卻水中的CL離子含量。在CL離子含量<200mg/kg時可用304或304L，CL離子含量<1000mg/kg時應(yīng)選用316或316L。

2、更換冷卻管（不銹鋼管替代黃銅管）、視現(xiàn)場設(shè)備情況可在凝汽器喉部加裝噴淋系統(tǒng)；

3、更換凝汽器支撐板、管板（視現(xiàn)場設(shè)備狀況確定）和冷卻管；凝汽器換管改造：在大修前準(zhǔn)備好所有工作，僅更換凝汽器的管束及相關(guān)部分，無需改變凝汽器的殼體，利用電廠大修時間完成施工。

三、不銹鋼換熱管與銅管的性能比較

1、不銹鋼換熱管具有以下優(yōu)點：

? 我公司的換熱管可采用0.5-0.7mm的薄壁管材，提高了整體換熱性能，在相同的換熱面積下，總體的傳熱系數(shù)比銅管提高2.12-8.41%。

? 由于材質(zhì)采用304、316等優(yōu)質(zhì)不銹鋼，使其具有較高的硬度，管子的鋼度也明顯提高，因此，具有很強(qiáng)的耐高溫蒸汽沖擊性能及抗振性能。

? 由于管子內(nèi)壁光滑，使得其邊界的層流底層厚度減薄，既強(qiáng)化換熱，又提高了抗結(jié)垢性能。

? 為了消除焊接應(yīng)力，制作管材時均作在線固熔熱處理（在保護(hù)氣體中以1050℃高溫進(jìn)行）。

? 所有管材制作時均為在線渦流探傷，制作完畢后又均采用壓差進(jìn)行泄漏檢查，水壓試驗至1.0MPa，5分鐘無壓降。

2、經(jīng)濟(jì)性能比較

? 導(dǎo) 熱

黃銅管的導(dǎo)熱系數(shù)為100W/m℃，不銹鋼管的導(dǎo)熱系數(shù)為13W/m℃，看是影響總體傳熱系數(shù)，但是，不銹鋼管的壁厚可以減薄至0.5～0.7mm，而銅管因強(qiáng)度及沖蝕磨損等原因，其壁厚不能低于1mm。

根據(jù)公式：Rc= （1）

其中：Rc——導(dǎo)熱熱阻，m2k/w。

λ——導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m.k)。

δ——管壁厚度，m。

管材一定，λ不變時，根據(jù)公式（1），δ越小，Rc越小，傳熱系數(shù)越大。這就可以縮小不銹鋼管與銅管總體傳熱系數(shù)的差距。

由于銅管內(nèi)外壁比不銹鋼更粗糙，容易結(jié)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(shù)的差距縮小。

? 對流放熱

使用不銹鋼管或使用銅管，管內(nèi)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(dǎo)熱，而水的導(dǎo)熱系數(shù)很低。在流動狀態(tài)相同的情況下，層流底層的厚度取決于管內(nèi)壁的粗糙度。銅管內(nèi)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(shù)比銅管的對流放熱系數(shù)大。

Rw=    (2)

其中：Rw——對流放熱熱阻，m2k/w。

αw——對流放熱系數(shù)，w/m2.k。

根據(jù)公式（2）αw越大，Rw越小。

? 凝結(jié)放熱系數(shù)

凝結(jié)放熱系數(shù)有膜狀凝結(jié)和珠狀凝結(jié)兩種，珠狀凝結(jié)放熱系數(shù)比膜狀凝結(jié)放熱系數(shù)大得多。不銹鋼管外壁和銅管外壁哪種管材的珠狀凝結(jié)更多尚不清楚，但可以說兩種管材外壁大部份是膜狀凝結(jié)。膜狀凝結(jié)的放熱系數(shù)大小與膜的薄厚關(guān)系很大，因為在膜的內(nèi)部是導(dǎo)熱，水膜的導(dǎo)熱系數(shù)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(guān)系，比不銹鋼管粗糙得多。因此，不銹鋼管外壁的凝結(jié)放熱系數(shù)比銅管外壁的凝結(jié)放熱系數(shù)大。

Rm= （3）

其中：Rm—管外壁的凝結(jié)放熱熱阻，m2k/w。  

αm—管外壁的凝結(jié)放熱系數(shù)，w/m2.k。

根據(jù)公式（3），αm越大、Rm越小。

? 總體傳熱系數(shù)

K=   （4）

其中：R——總熱阻，m2k/w。      

K——總體傳熱系數(shù)，w/m2.k。

由（4）可知：對流熱阻、導(dǎo)熱熱阻和凝結(jié)放熱熱阻都減小，則總熱阻減小。總熱阻減小，總體傳熱系數(shù)增大。

在壁厚相同的情況下，不銹鋼管的總體傳熱系數(shù)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(shù)和凝結(jié)放熱系數(shù)都比銅管大，使不銹鋼管的總體傳熱系數(shù)得到提高。

換熱性能對照表