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(gè)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(jì)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(diǎn),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(shí),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(shí)液膜層就成為換熱的主要熱阻;珠狀凝結(jié)時(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(dòng)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(dòng)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(dòng)的主要來源，涉及到引起振動(dòng)的原因很多,諸如:凝汽器管子排列設(shè)計(jì)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(huì)引發(fā)管子產(chǎn)生振動(dòng)。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(dòng)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(jì)算后,支撐板的間距可以相對取大一點(diǎn)。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(diǎn)。
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(dòng)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(shí),緊貼在一起的兩層由于型線曲率變化不等而自動(dòng)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(huì)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。
