凝汽器換管，凝汽器維修，凝汽器增容改造
1、概述
由于凝汽器長年連續(xù)運(yùn)行，銅管受到腐蝕，表面結(jié)垢，降低了傳熱效果，導(dǎo)致端差增大、真空降低，嚴(yán)重影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。頻繁的酸洗或高壓水清洗，使銅管壁因腐蝕或沖刷而減薄。發(fā)生銅管泄漏，從而破壞凝汽器水側(cè)密封性，循環(huán)水的漏入使得凝結(jié)水質(zhì)變壞，隨著泄漏加劇，致使給水、爐水及蒸汽的水汽質(zhì)量惡化，當(dāng)采取措施后，水質(zhì)仍不能恢復(fù)正常而被迫停機(jī)。凝汽器銅管經(jīng)常發(fā)生泄漏，會加速鍋爐管道腐蝕、結(jié)垢，甚至發(fā)生爆管事故。因此對凝汽器換熱管進(jìn)行有計劃地更換。
2、方案研究
2.1根據(jù)對現(xiàn)場設(shè)備的咨詢了解確定，不改變凝汽器外殼及其它結(jié)構(gòu)，只需將原銅管更換為壁厚為0.6的不銹鋼管。
2.2不銹鋼換熱管與銅管的性能比較
換熱性能對照表：
名 稱 | 規(guī)格（㎜） | 材 質(zhì) | 總體換熱系數(shù)（W/㎡.k） | 與銅管比總體換熱系數(shù)提高% |
銅 管 | 1 | HSn70-1A | 3682.413869 | 0 |
不銹鋼管 | 1 | 304 | 3460.327347 | -6 |
不銹鋼管 | 0.7 | 304 | 3760.628476 | 2.214 |
不銹鋼管 | 0.6 | 304 | 3872.606729 | 5.165 |
不銹鋼管 | 0.5 | 304 | 3992.015968 | 8.408 |
工程特性對照表:
管 材 | 密度t/m3 | 屈服強(qiáng)度MPa | 拉伸強(qiáng)度MPa | 延伸率 % | 彈性模量MPa | 熱脹系數(shù)10-6 | 導(dǎo)熱系數(shù)W/m2K |
海軍銅管 | 8.4 | 120 | 330 | 60 | 13.3 | 18 | 100 |
鎳 銅 管 | 8.9 | 140 | 390 | 43 | 15.4 | 16 | 30 |
304/316 不銹鋼管 | 8 | 280-350 | 550-659 | 30-60 | 20 | 17 | 13 |
適應(yīng)氯離子指標(biāo)對照表:
管 材 | H68-A | HSn70-1 | TP304、TP304L | TP316、TP316L | TP317、TP317L |
氯 離 子 ( mg/L ) | 50 | 150 | 200 | <1000 | <5000 |
短期<100 | 短期<400 | 短期<500 |
不銹鋼管和銅管的抗腐蝕性能對照表:
腐蝕種類 | 海軍黃銅管 | 鎳銅管 | 不銹鋼管 |
一 般 腐 蝕 | 2 | 4 | 5 |
沖 擊 腐 蝕 | 2 | 5 | 6 |
點蝕(運(yùn)行狀態(tài)) | 4 | 5 | 4 |
點蝕(積滯狀態(tài)) | 2 | 4 | 2 |
高 速 沖 擊 | 3 | 5 | 6 |
進(jìn) 口 沖 擊 | 2 | 4 | 6 |
蒸汽熱點腐蝕 | 2 | 4 | 6 |
氨 蝕 | 2 | 5 | 6 |
2.3不銹鋼管的性能特點:
由于管壁采用了0.7㎜～0.5㎜的薄壁管材，提高了整體換熱性能，在相同換熱面積下，總體傳熱系數(shù)比銅管提高2.214～8.408%；由于不銹鋼管材料的強(qiáng)度大于銅管，從而提高冷卻水管在運(yùn)行過程中對汽側(cè)的高速蒸汽及水滴的抗沖擊能力。不銹鋼管的彈性模量大于銅管，表明其抗拉強(qiáng)度好，線膨脹系數(shù)低于普通銅管，減少來自內(nèi)部的應(yīng)力。不銹鋼管的慣性距和振動阻尼的數(shù)值均大于銅管，所以不銹鋼管的抗振動特性在相同條件下優(yōu)于銅管。不銹鋼管抗結(jié)垢能力強(qiáng)，因為污垢層與不銹鋼的熱脹系數(shù)差別很大，當(dāng)收熱時，由于線型曲率變化不等而自動脫落，在凝汽器的空氣冷卻去內(nèi)，經(jīng)常積聚一些不凝氣體，主要由氨氣、二氧化碳等，銅管對氨氣產(chǎn)生的腐蝕極為敏感，造成氨腐蝕，相反，不銹鋼管抗氨腐蝕能力很強(qiáng)。
3、更換為不銹鋼管后機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性及安全性
3.1經(jīng)濟(jì)性與安全性分析
由于壁厚的減薄，管子的平均直徑增加，傳熱面積增大；通徑增大，流速減小，循環(huán)水流量必然增加；出水溫度降低，對數(shù)平均差減??；綜合作用的結(jié)果，相對真空提高，標(biāo)準(zhǔn)煤耗率降低。
隨著運(yùn)行時間的增長，銅管氧化層將越來越厚，傳熱效果會越來越差，同時銅管對循環(huán)水中的雜物的吸附能力強(qiáng)，膠球清洗的次數(shù)多，而不銹鋼管氧化速度很慢且管壁光滑，基本不用膠球清洗，少耗電，降低了整個機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)濟(jì)高效，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，并可直接進(jìn)行換管；裝管工藝性能好，不需改變管板孔的加工公差，利于現(xiàn)場直接選用，特別適宜老機(jī)組的更新改造。同時，與銅管相比，不銹鋼管抗沖蝕性能好、抗氨腐蝕、耐水側(cè)沖擊、且抗振性好等特性；所有鋼管在保護(hù)氣體中1050℃高溫進(jìn)行熱處理以消除焊接應(yīng)力，并進(jìn)行了水下氣壓試驗，壓力達(dá)1.0Mpa，10S無壓降。
不銹鋼管的熱傳導(dǎo)系數(shù)比銅管低，但通過減小壁厚使它們的熱傳導(dǎo)系數(shù)的差值縮小，由于不銹鋼管內(nèi)壁比銅管更光滑，對流換熱系數(shù)比銅管高，不銹鋼管外壁比銅管光滑，凝結(jié)放熱系數(shù)比銅管高，根據(jù)多臺機(jī)組的測試和計算，壁厚為0.6mm的不銹鋼管比壁厚為1mm的銅管的總體傳熱系數(shù)高5%左右；隨著運(yùn)行時間的增長，不銹鋼管的總體傳熱系數(shù)下降很緩慢，而銅管的總體傳熱系數(shù)下降速度比不銹鋼管大得多。同時，不銹鋼管比銅管更耐腐蝕，抗振性和耐磨性能好，使用壽命是銅管的三倍。從長遠(yuǎn)考慮，使用不銹鋼管整體上提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性顯而易見，同時也提高了機(jī)組的安全性。
根據(jù)我們改造凝結(jié)器的經(jīng)驗，對凝結(jié)器換熱管的更新改造，只要采用國內(nèi)外**的用管技術(shù)：只脹不焊，完好率達(dá)****。安裝換熱管時使用**的工器具和**的施工工藝穿管、脹管、水壓試驗（換管工作另有說明）。凝汽器不銹鋼管更換在技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟(jì)上是合算的，安全上是可靠的。
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