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精密不銹鋼管在淡水冷卻凝汽器空冷區(qū)的應(yīng)用

隨著技術(shù)發(fā)展，生產(chǎn)出精密不銹鋼管，它強度高，可以彌補導(dǎo)熱性較差的弱點，使其傳熱系數(shù)與B30多合金管相當(dāng)。美國及法國、德國等西歐國家在20世紀(jì)70年代就在凝汽器空冷區(qū)采用不銹鋼管。究竟是什么原因，使精密不銹鋼管在淡水冷卻凝汽器空冷區(qū)的應(yīng)用，比之前常用的B30、鈦及鋁黃銅管還更加具有優(yōu)勢呢？

一、空冷區(qū)氨腐蝕問題

為防止鍋爐腐蝕，鍋爐水的pH值需維持在8.5~9.2，其給水都經(jīng)過聯(lián)氨處理或添加給水處理劑，致使進(jìn)入汽輪機的蒸汽中含有氨氣，當(dāng)蒸汽進(jìn)入凝汽器后，不斷地被凝結(jié)成水，在排汽口附近蒸汽含量不斷減少，氨氣濃度就不斷增加，因此空冷區(qū)中發(fā)生了氨濃縮現(xiàn)象，該區(qū)域氨的濃度使銅冷卻管容易產(chǎn)生氨腐蝕。

B30和鈦均耐氨腐蝕，不銹鋼也耐氨腐蝕，但有實驗結(jié)果表明，不銹鋼在濃度小于60%的氨水中耐蝕性能良好。空冷區(qū)氨的濃度通常為500~1000mg/L，最高為幾千個毫克每升，因此不銹鋼管在空冷區(qū)中完全可耐氨腐蝕。

二、傳熱性能

不銹鋼同鈦的導(dǎo)熱性能接近，其導(dǎo)熱率約為鋁黃銅的1/6，B30的1/2。但對凝汽器傳熱性能有影響的是總體傳熱系數(shù)，凝汽器的總體傳熱系數(shù)除同材料有關(guān)外，還同冷卻管的外徑、壁厚、冷卻管的清潔系數(shù)、管內(nèi)冷卻水流速及冷卻水溫度等因素有關(guān)。

當(dāng)凝汽器冷卻管由B30改為不銹鋼管時總體傳熱系數(shù)下降了2%。這是對新投產(chǎn)的凝汽器而言的。實際上由于不銹鋼管采用軋制的薄鋼板焊接而成，其內(nèi)壁較B30管光滑，運行時不易結(jié)垢。B30管使用一年后其總體傳熱系數(shù)降低約20%，而不銹鋼管使用一年后仍和新管一樣。所以當(dāng)凝汽器冷卻管材由B30改為精密不銹鋼管，凝汽器運行一段時間后，其總體傳熱系數(shù)略有提高。況且，不銹鋼管抗沖蝕性能好，管內(nèi)流速可提高到2.2m/s，比B30管提高10%，提高了傳熱系數(shù)。

三、振動問題

凝汽器冷卻管的振動是確保凝汽器安全運行的重要問題，當(dāng)設(shè)計不當(dāng)時任何管材的冷卻管都可能在高速汽流的沖擊下因振動而損壞，或管子的固有振動頻率同汽輪機的轉(zhuǎn)速相吻合產(chǎn)生“共振”而斷裂。

φ25×1 B30管和φ25×0.7不銹鋼管，其（EI）^0.25的比值為0.96。也就是說不銹鋼管允許的最大跨距是B30管允許最大跨距的1.04倍。所以只要原設(shè)計中采用B30管子時的跨距小于允許的最大跨距，換用精密不銹鋼管后的振動問題上的安全裕量更大了。

四、經(jīng)濟(jì)性

同樣的冷卻面積，B30管和鈦管的價格都高于精密不銹鋼管，而且不銹鋼管內(nèi)壁光潔，不結(jié)垢，減少檢查次數(shù)和費用，無論從初始成本還是使用壽命周期成本看，經(jīng)濟(jì)性均十分顯著。

以上從不銹鋼管的傳熱性能、振動特性及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行對比，說明了精密不銹鋼管在淡水冷卻凝汽器空冷區(qū)的應(yīng)用中的優(yōu)勢，電站凝汽器空冷區(qū)采用黃銅管會產(chǎn)生嚴(yán)重氨腐蝕，采用鋼鎳合金管或鈦管則價格昂貴。不銹鋼管用于淡水冷凝器的空冷區(qū)有良好的抗氨腐蝕性能，具有經(jīng)濟(jì)性，有良好的發(fā)展前途。