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精密不銹鋼管在淡水冷卻凝汽器空冷區的應用

隨著技術發展，生產出精密不銹鋼管，它強度高，可以彌補導熱性較差的弱點，使其傳熱系數與B30多合金管相當。美國及法國、德國等西歐國家在20世紀70年代就在凝汽器空冷區采用不銹鋼管。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的應用，比之前常用的B30、鈦及鋁黃銅管還更加具有優勢呢？

一、空冷區氨腐蝕問題

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

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中完全可耐氨腐蝕。

二、傳熱性能

不銹鋼同鈦的導熱性能接近，其導熱率約為鋁黃銅的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，凝汽器的總體傳熱系數除同材料有關外，還同冷卻管的外徑、壁厚、冷卻管的清潔系數、管內冷卻水流速及冷卻水溫度等因素有關。

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

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，當設計不當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速相吻合產生“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、經濟性

同樣的冷卻面積，B30管和鈦管的價格都高于精密不銹鋼管，而且不銹鋼管內壁光潔，不結垢，減少檢查次數和費用，無論從初始成本還是使用壽命周期成本看，經濟性均十分顯著。

以上從不銹鋼管的傳熱性能、振動特性及經濟性進行對比，說明了精密不銹鋼管在淡水冷卻凝汽器空冷區的應用中的優勢，電站凝汽器空冷區采用黃銅管會產生嚴重氨腐蝕，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有良好的抗氨腐蝕性能，具有經濟性，有良好的發展前途。