膠球清洗裝置中凝汽器冷卻管中銅管與不銹鋼管性能對比？
對于用戶提出膠球清洗裝置中凝汽器冷卻管的選用都不是很了解，今天這篇文章我們對此問題進(jìn)行分析對比，在些表明汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組凝汽器冷卻管中用不銹鋼波螺管替代銅管是很好的選擇。
膠球清洗裝置中凝汽器是汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的重要輸機(jī)設(shè)備之一，它的性能好壞直接影響機(jī)組的運(yùn)行，而它的主要傳熱組件——冷卻管是凝汽器的性能，進(jìn)而影響整個汽輪發(fā)電機(jī)組的功率，因此冷卻管的選材和選型是凝汽器設(shè)計的關(guān)鍵。
以銅管作為凝汽器換熱管的傳熱效果比較：
膠球清洗裝置中凝汽器不銹鋼管因?qū)嵯禂?shù)小于銅管，理論上總體傳熱系數(shù)比銅管小6%，普通不銹鋼管很難成為銅管的替代品,但通過華南理工大學(xué)熱工研究所的研制，優(yōu)化出系列冷卻管型線而推出的不銹鋼波螺焊管能很好地彌補(bǔ)其導(dǎo)熱系數(shù)比銅管小的缺點,通過下面的分析,不難看出不銹鋼波螺焊管完全能成為銅管的替代品。
蒸汽在管子外壁的凝結(jié)換熱：
凝結(jié)換熱有兩種方式:膜狀凝結(jié)和珠狀凝結(jié)。膜狀凝結(jié)時,壁面總是被一層液膜覆蓋著,凝結(jié)放出的潛熱必須穿過液膜才能傳到冷卻壁面上去,這時液膜層就成為換熱的主要熱阻;珠狀凝結(jié)時的蒸汽與冷卻壁面之間沒有液膜阻離,熱阻大為減小，換熱系數(shù)可達(dá)到膜狀凝結(jié)時的5到10倍。管子與液體之間的潤濕能力的強(qiáng)弱,決定了是膜狀凝結(jié)還是珠狀凝結(jié)。實驗查明工業(yè)凝汽器中都得到的是膜狀凝結(jié),而對于管子外壁光滑潤濕力小的不銹鋼波螺焊管,同時存在少量的珠狀凝結(jié),其凝結(jié)換熱系數(shù)為銅管的1.25~1.35倍。
從以上分析可以看出:
1)不銹鋼波螺焊管凝結(jié)換熱系數(shù)比銅管有所提高。
2) 由于不銹鋼的導(dǎo)熱性能低于銅，但其傳熱能力與壁厚有關(guān),采用薄壁管來彌補(bǔ)這一缺陷，可以提高不銹鋼管的導(dǎo)熱能力。
3)對于不銹鋼波螺焊管而言,其主要作用是以強(qiáng)化管內(nèi)水的對流換熱系數(shù)為主,強(qiáng)化效果通常為光管的1.77~2.73倍,且循環(huán)水在管內(nèi)的流動產(chǎn)生了邊界層分離，加快了冷熱水之間的混和，從而提高了換熱性能,但波螺焊管在其管外幾乎沒有強(qiáng)化作用。
1)沖擊腐蝕
由于不銹鋼的強(qiáng)度和表面硬度都高于銅管，不論是汽側(cè)的高速蒸汽及水滴，還是水側(cè)的泥沙污垢及入口端流,都不可能對不銹鋼管形成沖蝕，因此,它更能適應(yīng)于江河等含砂污垢水質(zhì)條件,及排汽溫度較高的循環(huán)水供熱場合。
2)氨腐蝕
通常氨腐蝕容易發(fā)生在凝汽器管束中的空氣冷卻區(qū),此區(qū)積集了一些非凝結(jié)氣體,氨氣、二氧化碳氧等,而銅管對氨的應(yīng)力腐蝕尤為敏感,而不銹鋼管對氨并不敏感,因此，化工廠化肥廠的自備電廠，使用不銹鋼管是再好不過的事情了。
3)振動和結(jié)垢
汽輪機(jī)的高速蒸汽和水滴將是產(chǎn)生凝汽管子振動的主要來源，涉及到引起振動的原因很多,諸如:凝汽器管子排列設(shè)計管子的支撐和跨度管子與隔板孔問環(huán)形間隙隔板排列趨勢變工況的連率等,由流體旋渦脫落，湍流抖振和流體彈性,這些都會引發(fā)管子產(chǎn)生振動。不同材質(zhì)的楊民模量和管子壁厚決定管子的剛度和管束對蒸汽激振的敏感性,而不銹鋼管的彈性模量慣性矩和振動阻尼的數(shù)值均大于相同外徑的銅管和鈦管的值,薄壁通過高的楊氏模量獲得補(bǔ)償，所以一般經(jīng)計算后,支撐板的間距可以相對取大一點。也可以這樣講，不銹鋼管的抗振性在相同條件下相對要好一點。
在相同運(yùn)行條件下,不銹鋼波螺管比銅管抗結(jié)垢性能好。一種解釋是:由于循環(huán)水在管內(nèi)的高速流動產(chǎn)生了邊界層分離流,不存在沿管壁低流速層,污垢難以附著在管內(nèi)壁面。另一種解釋是,由于污垢層與不銹鋼波螺管的熱脹系數(shù)差別很大，當(dāng)它們受熱時,緊貼在一起的兩層由于型線曲率變化不等而自動脫離在高速水的沖擊下,污垢層早已不存在。另外,不銹鋼波螺管,對有機(jī)懸浮物及一般性腐蝕具有很強(qiáng)的抵抗作用。因此,它可直接用于利用城市污臟水作為循環(huán)冷卻水的場合。
綜上所述,不銹鋼波螺管因抗腐蝕性強(qiáng),使壽命大大延長，一般使用壽命大于20年不會出現(xiàn)任何問題,而相同情況下銅基合金管子的壽命相對短一些。
