凝汽器换热管性能比较

凝汽器铜管与不锈钢管结垢速率比较
1、不锈钢管的导热系数较铜管的低，为了使两者传热相当，在面积相同的情况下，不锈钢管较薄，但内壁光滑度较高，结垢相对小。

2、不锈钢管腐蚀产物较少，管壁光洁,不易沾污.因此具有较高的清洁系数和较低的流动阻力，不锈钢管堵管率较低；f.机组的凝汽器铜管换成不锈钢管后，由于阻力变小，冷却水流速相对提高，
3、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0.7mm的不锈钢管比壁厚为1mm的铜管的总体传热系数高2.124%左右；随着运行时间的增长，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。

4、总结国内外设计、运行经验，与黄铜管相比，焊接不锈钢管有如下优势：
1、管子内壁光滑，使得其边界层流底层厚度减薄，既强化换热，又提高了抗结垢性能。

2、不易沾污，不易结垢，寿命可达30年～40年；
3、我公司采用的换热管可采用0.5-0.7mm的薄壁管材，提高了整体换热性能，在相同的换热面积下，总体的传热系数比铜管提高2.121-8.408%。

4、由于材质采用美国标准AISI304、316等优质不锈合金钢，使其具有较高的硬度，管子的钢度也明显提高，因此，具有很强的耐高温蒸汽的冲击性能
5、管壁热阻只占总热阻的3%～5%。

管内水速提高、清洁系数加大、壁厚减小，从而使得不锈及抗振性能。

第一篇凝汽器铜管更换为不锈钢管不同方案选择的探讨齐俊良作者单位：中电投贵州金元集团股份有限公司纳雍发电总厂：热机检修二部【摘要】凝汽器是汽轮发电机组重要的冷源设备，由于铜材具有较好的传热系统，以前普遍采用黄铜管作为换热材质。

近20年来，由于水系的污染造成铜腐蚀泄漏不断加剧，以及国际市场有色金属价格不断上长，凝汽器检修中使用不锈钢管替代铜管成为趋势！但不同的改造实施方案对凝汽器改造效果及长期运行维护有着不同影响。

本文通过对三种实施优、缺点的分析，提出了作者的个人建议，有一定的参考价值。

【关键词】一、凝汽器更换不锈钢换管概述凝汽器是汽轮发电机组重要的冷源设备，由于江河湖海水系的污染，使凝汽器冷却管腐蚀速度加剧，造成凝汽器频繁发生泄漏，严重影响正常生产。

特别是铜管易受氨离子、硫化物等腐蚀而造成泄漏，同时由于铜管内壁不光滑易附着微生物及各种污垢，使铜管的使用寿命大大降低。

由于国际市场有色金属价格不断的上长，采用不锈钢焊接钢管主要用于火力发电凝汽器换热管道成为一种趋势。

常用的材质有：304、304L、316、316L、317、317L。

前两种材料主要用于常规河流水质，内陆火力发电厂普遍采用，而后三种则用于特殊腐蚀性较强的水源，较多用于沿海地区和水质特殊要求。

国内凝汽器不锈钢焊接钢管是引进进口制管设备制造而成，质量与进口管材相当或略强，焊缝金相组织与母材一样，强度等机械性能略好。

由于带材厚薄均匀，表面光滑平整，其质量确比同种材质的冷拨、热轧无缝不锈钢管好。

延伸率大于35%，并且硬度小，易于胀接。

二、凝汽器不锈钢换管优点1、凝汽器换管工程采用不锈钢管作为换热管，管子用胀管法固定在端管板上，中间有隔板支撑管子向上绕曲防止共振，管束布置较多采用汽流向心式，弧向布置，三角形排列，其特点是汽阻小，过冷度小，管束的耐腐蚀性强，整体使用寿命长。

以下为凝汽器不锈钢换热管材质材料化学分析：2、凝汽器采用不锈钢管具有优良性能1）抗蚀性能强，耐点蚀、氨蚀和一般腐蚀，使用寿命可达二十年以上。

凝汽器不锈钢管和铜管换热面抗结垢能力分析蒋超友【摘要】循环水中含有Ca2+、Mg2+等离子,容易在黄铜材质的凝汽器管壁结垢,造成凝汽器管换热效果降低,而凝汽器管采用不锈钢材质,可以有效降低凝汽器结垢速率,并在实际生产中得以验证.【期刊名称】《冶金动力》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】3页(P56-57,62)【关键词】抗结垢;不锈钢管;铜管【作者】蒋超友【作者单位】山东钢铁股份有限公司莱芜分公司能源动力厂,山东莱芜 271104【正文语种】中文【中图分类】TK264.1前言凝汽器是汽轮机组重要的辅助设备，其可靠性直接影响机组的安全、经济运行。

凝汽器管束的泄漏、堵塞严重影响机组的水汽品质、换热效率，对机组正常的生产运行造成严重的制约。

凝汽器一旦出现问题，将使汽轮机组运行效率大大降低，进而影响后续鼓风机或发电机的出力，严重时会导致整个机组被迫停机，对后续工序造成影响。

山东钢铁股份有限公司莱芜分公司能源动力厂老区8#、9#汽轮鼓风机在同一套冷却循环系统中（899区域），且负荷比较接近，其中8#风机凝汽器管材质为304不锈钢，9#风机凝汽器管材质为海军黄铜HSn70—IA。

2017年，能源动力厂与上海某公司签订了电化学除垢试验合作协议，并与9月底在899区域循环水系统进行试验。

试验期间，系统退出加药流程，采取电化学除垢的方法，消除循环水系统的结垢问题。

设备运行一段时间后发现系统内9#风机凝汽器结垢严重，尤其是凝汽器上部，越向上结垢情况越严重，形成大块状污垢，造成上侧凝汽器管堵塞严重，且主要集中在管道两头，中间结垢相对较少，为了确保机组的安全稳定运行，被迫退出试验，9#风机降负荷对凝汽器进行高压除垢清洗。

而同在该循环系统内的8#风机凝汽器结垢不明显，对机组运行未造成影响。

1 水质分析图1为电化学除垢试验前后系统循环水硬度值变化情况，从图1中可以看到，在使用电化学除垢试验前循环水硬度在22 mmol/L左右，使用电化学除垢系统后（退出加药系统），硬度值没有明显变化。

S44660与其他凝汽器管材的性能对比分析[摘要]火力发电厂凝汽器换热管选材的关键是机械性能、耐腐蚀性等性能与预算成本，目前国内已投产的各型号机组所用换热管材基本为铜管或钛管，这两种材料在技术经济性上各有利弊。

本文将以新兴的超级铁素体不锈钢管S44660的研究数据和最新成果作为依据，分析其在凝汽器换热管上替代铜管和钛管的可行性，并对换管改造工作提出意见和建议。

【关键词】凝汽器；超级铁素体不锈钢S44660；钛管1、前言在滨海电站机组中，凝汽器换热管的选择，对凝汽器投资总额和运行维修费用的影响较大。

本文从超级铁素体不锈钢S44660（以下简称“S44660”）的化学成分、耐蚀性能、物理和力学性能等方面的指标，对比其与钛管和铜管各自具有的性能特点，分析超级铁素体不锈钢管在凝汽器换热管安装改造中的技术经济性。

2、S44660的机械性能S4660的超级铁素体不锈钢管的特点是Cr，Mo元素的含量较高，并用Ti，Nb作为稳定化元素，S44660含C+N低于400ppm，PRE值大于37，决定了其优异的耐蚀性能和加工、焊接性能。

经过特殊设计和工艺处理的S44660焊管能够在海水环境中、在Cl-含量高的化工行业中进行长期服役，目前在役的最高已达31年。

在美国等发达国家S44660焊管已经广泛在沿海电厂发电机组的冷凝器、海水淡化、制盐业、含氯离子较高的化工等行业中使用。

对比S44660目前主流使用的凝气器管材的主要力学性能如表1所示。

表1 S44660与其他凝气器管材的力学性能比较表机械性能S44660 Ti Grade2 BFe30-1-1 HSn70-1密度（g/cm3） 7.7 4.4 8.9 8.54硬度（HRB）100 92 97 90抗拉强度（MPa）≧585 ≧450 ≧370 ≧295屈服强度（MPa）≧450 ≧320 ≧167 ≧147弹性模量（GPa）214 110 118 108延伸率 20% 18% 25% 35%热导率20℃/W（m·K）17 17 46 109线胀系数（×10-6/℃）10 9.0 17.8 20.2从表1中数据进行分析，S44660在力学性能具有以下优势：（1）硬度（HRB），该指标主要衡量管材的耐磨性，硬度越高，材料的耐磨性越好。

凝汽器常用管材牌号特性和主要应用范围钢号与技术条件特性主要应用范围类似钢号H68A GB/T 8890-98H68A黄铜具有很好的塑性和较高的强度，切削加工性好，易于焊接。

由于黄铜中含有微量砷，故能有效地拟制黄铜的脱锌腐蚀。

在大气及淡水中有较高的耐蚀性，但在轻度污染的冷却水中会出现层状脱锌与溃蚀。

用于凝汽器管时，冷却水中允许的悬浮物和含砂量不超过100mg/L，在采用硫酸亚铁处理时，悬浮物的允许含量可提高到500mg/L～1000mg/L用于制造热交换器铜管，如低压加热器、凝汽器铜管，使用在溶解固形物＜300mg/L、氯离子＜50mg/L的冷却水中70/30Brass(CZ105)(英国)ЛМЩ-68-0.06(前苏联)HSn70-1 GB/T 8890-98HSn70-1A称为锡黄铜，具有良好的力学性能，在热态和冷态下加工性能好，切削性能尚可，易于焊接和钎焊。

在大气和淡水中有较高的耐腐蚀性，但在管子表面有沉积物或碳膜时易发生点蚀。

由于锡黄铜中含有微量砷，用于制造凝汽器管，使用在溶解固形物＜1000mg/L、氯离子＜150mg/L的冷却水中Admiraltybrass(CZ111)(英国)CuZn28Sn(SOMS71)(德国)ЛМЩ故有一定的抗脱锌能力，用于凝汽器管时，冷却水中允许的悬浮物和含砂量不超过300mg/L，在采用硫酸亚铁处理时，悬浮物含量可提高到500mg/L～1000mg/L -70-1-0.06(前苏联)BSTF(日本)CuZn29Sn1(法国)Alloy 433(美国)HAI77-2 GB/T 8890-98HAI77-2A称铝黄铜。

由于加入少量铍，使其具有高的强度、硬度和良好的塑性。

可在热态及冷态下进行压力加工。

又由于铝黄铜中含有微量砷和锑，故对海水及盐水有良好的耐蚀性。

HAI77-2A管耐砂蚀性能差，用于凝汽器管时，冷却水中允许的悬浮物和含砂量不超过50mg/L，在悬浮物及含砂量较高的海水或淡水中，会使冷却水入口处管端产生严重的冲刷和腐蚀，腐蚀表面呈金黄色，腐蚀坑呈马蹄形，并有方向性。

铜管更换不锈钢管技术简介我国近几年才普遍认可不锈钢换热管取代铜管这一技术，并经河南电力试验研究院试验结果表明，不锈钢管经过壁厚减薄，能提高总体传热系数。

我们选用不锈钢管壁厚一般在0.5～0.7mm，从试验结果来看，0.7mm壁厚不锈钢管与原来1mm铜管传热效果基本相同，由于壁厚薄、而且光滑、抗腐蚀性强，所以对流放热系数及凝结放热系数比铜管要大。

壁厚减薄、通径增大、水阻减小、流量增加，出水温度降低，对数平均温差减小，综合作用的结果：相对真空提高。

不锈钢管内外表面光滑，不容易结垢，减少清洗次数，节约成本，它具有耐磨损、抗振动，使用寿命长达30年。

壁厚薄、重量比铜管轻、相对投资减小，而且韧性强、屈服、拉伸强度都高于铜管，所以胀口只胀不焊，即使受到受热胀冷缩也不会产生泄漏现象。

所以说，不锈钢管是铜管更新换代的理想换热管。

不锈钢换热管具有以下优点：1、传热系数高；2、管壁内外光滑，不易结垢；3、拉伸、弯曲、屈服强度高于铜管，有一定的补偿功能；4、承压能力强，抗振动；5、耐腐蚀性更强，抗氯离子（TP304）长期200mg/L、短期500mg/L，（TP316L）长期500mg/L、短期1000mg/L。

不锈钢无缝管的缺点：无缝管生产工艺有两种，一种是冷拔，另一种是冷轧。

冷拔的成本低，但质量不能保证，压力容器不能使用。

冷轧工艺复杂成本高，即使热处理消除应力，但轧制过程中微观裂纹和壁厚的尺寸不匀，容易产生点蚀现象等质量问题。

我们采用宁波宝新不锈钢公司和张家港浦项不锈钢公司生产的不锈钢钢带，此板原材料为日本和韩国进口，这两家公司的薄钢板轧制设备先进，工艺科学合理、板材质量非常好，316L符合美国标准，SUS304符合日本标准，也符合中国国家标准，是国内最优质的不锈钢薄板材之一。

另外板材的轧制过程要比管材的轧制过程更容易，工艺上更完善。

使得同样厚度不锈钢板材的化学成份分布以及力学性能都比冷轧拔管材要好，厚度也比管材均匀。

不同公司换热管产品列举1、杭州军强机械制造有限公司高频翅片管：材质为铜及铜合金，可根据客户的要求绕制成不同形状;翅片管内孔可为内波纹或内螺旋筋的形式。

高效单金属盘管采用单金属铜及其合金、铝及其合金整体扎制成，可用于加工成各种形状单层盘管、双层盘管的高效翅片管，以满足对产品应用最佳效率的要求。

该翅片管具有内波纹，有助于管内介质的紊流。

可广泛应用于由于空间受限制的场合。

现行可生产的可用于盘管加工的翅片管主要规格如下：外径：12～30mm内径：7～20mm片距：～3mm翅片厚度：～翅片高度：～6mm底部壁厚：大于材质：镍白铜BFe10-1-1用于空间狭小或特殊的场合，可订制各种规格、尺寸2、浙江冠宇管业有限公司浙江冠宇管业有限公司可生产规格为Φ6～426 x ～36mm的无缝钢管，生产的钢种主要为：201、202、301、304/TP304/304L/304H、TP316/TP316L/316L/316TI、321/TP321/321H、347H、317/317L、309S、310S（2520）、铁素体－奥氏体双相不锈钢（1805、S31803/S32205、2304以及超级不锈钢904L等），年生产10000余吨“冠宇”牌不锈钢管。

产品可按GB、HG、SH、ASTM/ASME、JIS、DIN等标准生产。

用于压力容器U形管一般规格都在19-32×长度最长可做到17米左右3、上海迪艺弯管有限公司304不锈钢管弯U型管，另外可以加工各类弯管。

上海迪艺弯管有限公司是专业从事型材拉弯、中频热弯、抽芯弯管等工艺的研究，各种金属型材弯曲产品生产的专业化中型企业。

目前可加工型材截面6mm-2000mm，公司拥有最大管径2米的大型遥控顶弯机两台2台，其最大推力在2000T、1500T，大型液压拉弯机8台（最大加工截面600mm），拥有630kw、200kw中频热弯机，能热弯φ1米以下的大圆管，价值100万的89型全自动弯管机器1台。