凝汽器不锈钢管物理性能符合哪些标准
根据DL/T
712-2010
《发电厂凝汽器及辅机冷却器管选材导则》规定:
无缝不锈钢管的力学性能要求应符合GB/T
13296的规定,焊接不锈钢管应参照ASTM
A249/A249M和ASTM
A268/A268M的规定。
参考资料:
http://www.boilertube.cn/news/news373.html
铜管与不锈钢管的初步对比选择
1.机械、化学性能对比
自不锈钢薄壁管国产化以后,不锈钢管在国内凝汽器上的使用就有了逐步推广的趋势,因此淡水地区对凝汽器的换管就有了铜管和不锈钢管两种选择。根据《火力发电厂凝汽器管选材导则》对比两种管材的性能如下:
材质状态抗拉
强度
(Mpa)屈服
强度
(Mpa)伸长率
(%)弹性
模量
(Gpa)热导率
20℃,W/m.K水中允许
CL含量
mg/L允许流m/s
最高最低
HSn70-1软≥295≥147≥38108109<1502.21
TP304退火≥515≥205≥3519313.8<200
TP316退火≥515≥205≥3519313.4<1000
根据上表,不锈钢管的机械性能和化学性能优于铜管,主要表现在:
(1)耐冲击腐蚀优于铜管
由于不锈钢的强度和表面度都高于铜管,不论是耐汽侧的高速、蒸汽及水滴,还是水侧的泥沙及入口湍流,表现均优于铜管;在对用于长江水的重庆电厂考察表明,同时更换的不锈钢管和铜管使用一年后,铜管管口已出现明显的冲刷腐蚀,而不锈钢管保持良好。
(2)耐氨腐蚀
铜管对空气冷却区的氨腐蚀较为敏感,这也是造成空冷区容易泄漏的主要原因;而不锈钢管对氨不敏感。
(3)振动和结垢
汽轮机末叶排出的高速蒸汽和水滴是产生凝汽器管子振动的主要原因,由于不锈钢管的刚度大于铜管,而不锈钢光管由于挤压波螺后其强度又大于光管,因此其相对抗振性优于铜管;而不锈钢管光洁的内外表面是防止结垢的最有效手段。
2.传热性能对比
铜管的导热率是不锈钢管的8~9倍,若不锈钢光管与铜管比较,铜管的传热性能无疑是优于不锈钢管,但不锈钢光管于铜管比较又如何呢?
我们知道,凝汽器传热包括以下互相串联的换热方式:蒸汽侧的凝结换热、管壁的热传导、水侧的对流换热。
在蒸汽侧的凝结换热,以膜状凝结为主,由于换热管被一层液膜覆盖,蒸汽凝结放热出的潜热必须穿过液膜才能传到冷却壁面上,因此其膜状凝结的同时存在少量的珠状凝结,珠状凝结的水滴破坏液膜后使得换热性能得以提高,其凝结换热系数为铜管的1.25~1.35倍。
管壁的热传导过程,由于铜管壁厚为1mm,而不锈钢光管壁厚为0.7mm,铜管的导热系数为不锈钢光管的3~4倍。
根据以上分析,不锈钢光管的总体传热系数应不差于铜管,如铜管再加上必须镀膜造成的热阻,不锈钢管内由于光洁度高长期使用不易结垢等因素,不锈钢光管在实际使用中的换热性能应优于铜管。
3.价格对比
(1)铜管:如采用HSn70 – 1A铜管,需铜管60吨,按5万元/吨,需投资300万元;
(2)TP304不锈钢光管:如采用壁厚0.7mm不锈钢光管,需40吨,按4.5万元/吨。需投资180万元;
4.维护对比
铜管安装后必须酸洗并镀膜,并且每年还需进行补膜(每年补膜需费用10万元),补膜后的污水排放一直就是难题。不锈钢管不存在这些问题,只需胶球系统就能轻松清除不锈钢管污垢,大大减少维护费用。
凝汽器的作用:利用水或空气作为冷却工质,直接或间接同蒸汽接触,将蒸汽凝结成水,在汽轮机排汽口建立和保持一定的真空,使进入汽轮机的蒸汽膨胀到尽可能低的冷端压力,增加汽轮机中的理想热降,提高循环热效率。通常与循环水泵、凝结水泵、抽气设备以及连接管道组成凝汽系统。
凝汽器的结构:
由壳体、水室、管板、冷却管、中间管板、挡汽板和聚集器等组成的全焊接结构。壳体和水室焊成一个整体,壳体为钢板焊接结构。
在上壳体、水室及热井均有人孔盖,以便检修用。
筒体内部管子用胀管法或胀焊共用固定在端管板上,中间有隔板支承管子向上挠曲防止共振,管束布置采用HEI-6的设计技术,这是国际通用的设计标准,用该技术设计的凝汽器为汽流向心式,弧向布置,三角形排列,其特点是汽阻小,过冷度小。
管束中间有从进口直达热水井之宽阔汽道,两侧管束用带形排列,在带形外侧,另有蒸汽冲刷之部分管子。采用不锈钢管,在汽道之间布置有挡汽板等防止蒸汽短路。
要满足同样的换热效果,铜管比316壁厚厚,因为铜的导热比316高。
不锈钢的总体性能,如机械性能,耐腐蚀性等等都高于铜管,且总体造价比铜管低(因为薄么),换热效果不比铜管差,所以国内火力发电厂的凝汽器基本都淘汰铜,采用不锈钢了。
注意氯离子对不锈钢有腐蚀,不锈钢耐氯离子能力有限。你要结合总重量(决定总价,铜密度大且贵),结合换热效果(简单点讲基本上1mm厚的铜=0.5mm的不锈钢管换热效果,毕竟你们不会像电厂一样很注重计算换热节能的。),结合总体造价来决定你用什么吧。
建议你用不锈钢的(如果氯离子许可,采用304更便宜),比如现在的暖气片不锈钢基本也在取代铜的暖气片。不锈钢的性价比高点(当然你要考虑是不是用316的,317的就免了吧太贵海水用的)
316耐氯离子的许可范围为<1000mg/L,这是在压力<0.3Mpa,温度<50度的条件(可用15年以上,水干净的话20年没问题)宾馆的话温度和压力可能会高点,建议你保守点。
刚在网上找了下目前的自来水氯离子含量仅有几十mg/L,所以采用304就可以了(氯离子小于200就可以),没必要用316,316的造价是304的1.5倍。
1、溃疡腐蚀;
2、冲击性腐蚀;
3、脱锌腐蚀;
4、热点腐蚀;
5、应力腐蚀;
6、腐蚀疲劳;
7、蒸汽侧的氨腐蚀;
8、由于用被污染的冷却水产生的腐蚀。凝汽器铜管的保养
循环冷却水加药处理通常,提高凝汽器耐腐蚀能力有两种直接有效的途径(1)换凝汽器管材,选用耐蚀能力强的材料,(2)加强管理维护,改善循环冷却水水质,为凝汽器设备创造较为温和的环境。
鉴于换管材代价很大,我们应注重于运行中循环冷却水的杀菌处理、阻垢处理、加缓蚀剂处理等维护工作。保持铜管清洁,管内壁各类污物的沉积而产生的沉积物下腐蚀是凝汽器腐蚀泄漏的主要原因,因此保持铜管内表面的清洁至关重要。为了提高铜管的耐氨蚀能力,将机组排汽区更换为不锈钢管,空抽区部分海军铜管更换为白铜管,但在机组在做甩负荷试验后并网不久发现复水硬度大,停机后检查发现有一根铜管断裂。通过分析主要原因是更换不锈钢管之后由于支撑不适,在机组运行中发生振动剪切应力大,导致管子断裂。凝汽器铜管结垢,是与胶球清洗不正常,胶球回收率低,胶球清洗没能将铜管中沉积的污物及时清除有直接的关系。证胶球清洗的效果,对收球率低的胶球清洗装置及时进行检查、检修和改进,提高胶球收球率,并定期对铜管进行高压水射流清洗,使少数胶球未能清洗到及管口被杂物堵塞的铜管得以彻底清洗,上述现象即可得以缓解。