凝汽器换管改造

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凝汽器换管改造简介:

凝汽器换管改造的原因由于凝汽器长年连续运行,铜管受到腐蚀,表面结垢,降低了传热效果,导致端差增大、真空降低,严重影响机组的经济性。频繁的酸洗或高压水清洗,使铜管壁因腐蚀或冲刷而减薄。发生铜管泄漏,从而破坏凝汽器水侧密封性,循环水的漏入使得凝结水质变坏,随着泄漏加剧,致使给水、炉水及蒸汽的水汽质量恶化,当采取措施后,水质仍不能恢复正常而被迫停机。凝汽器铜管经常发生泄漏,会加速锅炉管道腐蚀、结垢,甚至发生爆管事故。因此对凝汽器换管改造换热管进行有计划地更换。

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凝汽器改造及凝汽器换管现场

凝汽器换管改造不锈钢换热管与铜管的性能比较:

凝汽器换管改造换热性能对照表:
名  称 规格(㎜) 材   质 总体换热系数(W/㎡.k) 与铜管比总体换热系数提高%
铜    管 1 HSn70-1A 3682.413869 0
不锈钢管 1 304 3460.327347 -6
不锈钢管 0.7 304 3760.628476 2.214
不锈钢管 0.6 304 3872.606729 5.165
不锈钢管 0.5 304 3992.015968 8.408
 
凝汽器换管改造工程特性对照表:
管   材 密度t/m3 屈服强度MPa 拉伸强度MPa 延伸率
%
弹性模量MPa 热胀系数10-6 导热系数W/m2K
海军铜管 8.4 120 330 60 13.3 18 100
镍 铜 管 8.9 140 390 43 15.4 16 30
304/316
不锈钢管
8 280-350 550-659 30-60 20 17 13
 
凝汽器换管改造适应氯离子指标对照表:
管    材 H68-A HSn70-1 TP304、TP304L TP316、TP316L TP317、TP317L
氯 离 子
( mg/L )
50 150 200 <1000 <5000
短期<100 短期<400 短期<500
 
凝汽器换管改造不锈钢管和铜管的抗腐蚀性能对照表:
腐蚀种类 海军黄铜管 镍铜管 不锈钢管
一 般 腐 蚀 2 4 5
冲 击 腐 蚀 2 5 6
点蚀(运行状态) 4 5 4
点蚀(积滞状态) 2 4 2
高 速 冲 击 3 5 6
进 口 冲 击 2 4 6
蒸汽热点腐蚀 2 4 6
氨       蚀 2 5 6

凝汽器换管改造采用不锈钢管的性能特点:

由于凝汽器换管改造所用的不锈钢管管壁采用了0.7㎜~0.5㎜的薄壁管材,提高了整体换热性能,在相同换热面积下,总体传热系数比铜管提高2.214~8.408%;由于不锈钢管材料的强度大于铜管,从而提高冷却水管在运行过程中对汽侧的高速蒸汽及水滴的抗冲击能力。不锈钢管的弹性模量大于铜管,表明其抗拉强度好,线膨胀系数低于普通铜管,减少来自内部的应力。不锈钢管的惯性距和振动阻尼的数值均大于铜管,所以不锈钢管的抗振动特性在相同条件下优于铜管。不锈钢管抗结垢能力强,因为污垢层与不锈钢的热胀系数差别很大,当收热时,由于线型曲率变化不等而自动脱落,在凝汽器的空气冷却去内,经常积聚一些不凝气体,主要由氨气、二氧化碳等,铜管对氨气产生的腐蚀极为敏感,造成氨腐蚀,相反,不锈钢管抗氨腐蚀能力很强。

凝汽器换管改造更换为不锈钢管后机组的经济性及安全性:

凝汽器换管改造经济性与安全性分析

由于壁厚的减薄,管子的平均直径增加,传热面积增大;通径增大,流速减小,循环水流量必然增加;出水温度降低,对数平均差减小;综合作用的结果,相对真空提高,标准煤耗率降低。

随着运行时间的增长,铜管氧化层将越来越厚,传热效果会越来越差,同时铜管对循环水中的杂物的吸附能力强,胶球清洗的次数多,而不锈钢管氧化速度很慢且管壁光滑,基本不用胶球清洗,少耗电,降低了整个机组的经济性。经济高效,在同等换热面积下,不锈钢管的成本约为铜管成本的70%左右,并可直接进行换管;装管工艺性能好,不需改变管板孔的加工公差,利于现场直接选用,特别适宜老机组的更新改造。同时与铜管相比,不锈钢管抗冲蚀性能好、抗氨腐蚀、耐水侧冲击、且抗振性好等特性;所有钢管在保护气体中1050℃高温进行热处理以消除焊接应力,并进行了水下气压试验,压力达1.0Mpa,10S无压降。

不锈钢管的热传导系数比铜管低,但通过减小壁厚使它们的热传导系数的差值缩小,由于凝汽器换管改造不锈钢管内壁比铜管更光滑,对流换热系数比铜管高,不锈钢管外壁比铜管光滑,凝结放热系数比铜管高,根据多台机组的测试和计算,壁厚为0.6mm的不锈钢管比壁厚为1mm的铜管的总体传热系数高5%左右;随着运行时间的增长,凝汽器换管改造不锈钢管的总体传热系数下降很缓慢,而铜管的总体传热系数下降速度比不锈钢管大得多。同时,不锈钢管比铜管更耐腐蚀,抗振性和耐磨性能好,使用寿命是铜管的三倍。从长远考虑,使用凝汽器换管改造不锈钢管整体上提高机组的经济性显而易见,同时也提高了机组的安全性。

根据我们凝汽器换管改造的经验,对凝结器换热管的更新改造,只要采用国内外先进的用管技术:只胀不焊,完好率达百分之百。安装换热管时使用先进的工器具和先进的施工工艺穿管、胀管、水压试验(换管工作另有说明)。凝汽器换管改造不锈钢管更换在技术上是可行的,经济上是合算的,安全上是可靠的。