電廠凝汽器使用不銹鋼管的原因分析

概述執行中的凝汽器存在的主要問題是凝汽器銅管的洩漏。主要的原因是銅管材料的抗腐蝕效能不能滿足要求。由於銅管製作和冶煉技術的約束，早期的銅管經過數年的經濟執行，出現管口沖刷嚴重、脫鋅、沉積物下的點蝕以及氨蝕等。

另外由於銅管與碳鋼管板僅為脹接，時常發生洩漏，由於洩漏使凝汽器的真空下降和凝結水質變壞，導致汽輪機效率下降，機組的經濟性降低。

一、凝汽器採用銅管洩漏的原因：

1、銅管的水側發生腐蝕穿孔。

2、銅管的脹接缺陷，存在過脹或欠脹情況。當機組啟停或負荷頻繁變化時，銅管的熱脹冷縮易易造成脹接處管壁減薄、鬆動進而引起滲漏。

3、銅管的入口端衝擊性腐蝕。由於迴圈水通過較大面積的水室進入銅管時，水流在銅管的入口端形成湍流，產生衝擊作用。如果水中含有泥沙和空氣泡，則進一步加速銅管衝擊銅管，破壞保護膜，受到衝擊點膜被撕後變成小陽極，整個銅管成為大陰極，產生化學腐蝕，使銅管的入口端變薄。

4、汽側的氨蝕。由於的採用給水加氨的方法來調整給水系統的ph值。這樣在凝汽器的空冷區就有氨的區域性濃縮，就會對銅管產生腐蝕，這種這種腐蝕是連續的。

電化學反映如下：

陽極：cu+4nh3→〔cu（nh3）〕2++2e

陰極：1/2o2+h2o+2e→2oh-

二、採用不銹鋼管與銅管的效能比較

1、傳熱效能：雖然不鏽鋼的導熱係數僅為hsn70-a的15％，但由於：

● 不鏽鋼的管壁教薄僅為0.5－0.7mm，銅管的管壁為1－1.2mm。

● 與銅合金相比較，管內的清潔係數有所提高，由原來的85%提高到90%，具有較高的清潔係數和較低的流動阻力。由於阻力的變小，冷卻水流量相對提高，有利於熱交換。

● 具國外的資料介紹，hsn70-1a的初始使用的總體傳熱系數為3350w/m2.0k，不鏽鋼在初期的總體傳熱系數為2750w/m2.0k，但使用600天以上時，銅管的總體傳熱系數為1200w/m2.

0k，而不鏽鋼的總體傳熱系數為1700w/m2.0k,大大高於銅管的總體傳熱系數。

2、材料的抗腐蝕效能：通常的氨腐蝕容易發生在凝汽器管束的空氣冷卻區，在此區積集了一些非凝結氣體nh3、co2、o2等，而氨對銅管的應力腐蝕教敏感。選用不鏽鋼有以下優點：

● 抗剝蝕能力：能有效防止汽側溼蒸汽和水滴在管子外側及在水側管口部位的衝擊腐蝕。

● 抗裂紋的腐蝕能力：有氨氣時，氨氣能促進銅和其它非鐵合金的應力腐蝕不銹鋼管對這種腐蝕有較強的抵抗能力。

3、管束的振動：管束的受激振動的敏感性是和管材的彈性模量、管壁的厚度有關。不銹鋼管的壁厚減小，但其彈性模量教銅材料有較大的增加。

因而，原銅管的管束不振動，則更換不鏽鋼後的管束同樣不振動。

4、冷卻水與管板的連線：對於使用hsn70-1￠25*1的銅管，只能採用脹接，這樣的脹接方法，很難做到連線處的不洩漏，只是洩漏多少的問題。對採用不銹鋼管vlx304、vlx316、或vlx290，規格為￠25*0.

5，這是不銹鋼管的連線可直接採用管板脹接、焊接和脹接加焊接等三種形式均可。

5、經濟性的比較：

● 以125mw機組為例，傳熱面積為7000m3，材質為hsn70-1，規格為￠25*1，長度為7565mm，數量為11900根，質量為57.69t。如換成相同傳熱面積的vlx316不銹鋼管，規格為￠25*0.

5，長度和數量分別相同，則不銹鋼管的質量為27.18t。銅管的**按照3.

5萬元/噸，則銅管的總價為202萬元。不銹鋼管的**為7萬元/噸，則不銹鋼管總價為190.3萬元。

由此可見，不鏽鋼管壁厚選0.5mm，其基本成本與銅管相當。

● 執行中凝汽器的銅管不可避免地出現洩漏，對機組造成相當大的危害，不僅影響汽水品質，造成熱力裝置的腐蝕和結垢，還會增加機組的水耗、汽耗，降低熱效率，增加執行成本。

更換不銹鋼管後，減少了維護和更換管子的工作量，另外有利於維持凝汽器真空和凝結水水質。

● 執行成本：凝汽器在執行中除正常的投運膠球清洗裝置實施膠球清洗外，銅合金管還須在冷卻水中投放化學藥品，對銅管進行成膜保護。不銹鋼管在執行中則不許投放化學藥品，節約了機組的執行成本。

結論：由於不銹鋼管具有良好的機械效能、耐蝕性能、經濟效能，不銹鋼管在凝汽器上的總的傳熱效能也不差，在我國凝汽器的應用前景十分誘人，具有很好的經濟性和技術可行性，值得推廣應用。