超薄壁不銹鋼焊管

在電廠凝汽器中的應用

凝汽器是汽輪發電機組的重要輔助設備之一，凝汽器的運行直接影響機組。冷凝器一般由頸、殼、水室、管束、管板、支撐桿、蒸汽擋板、空冷區、熱井等組成。它與真空度和傳熱效率有關，它的主要傳熱部件——換熱管是冷凝器中最重要的部件。換熱管的選擇對冷凝器的性能影響很大，是冷凝器設計的關鍵。，對整機能效有重要影響，對整個電廠的安全運行具有重要意義。最近幾年，由于環境的破壞和不斷惡化，冷卻水的水質越來越差，循環水中的懸浮物、氯離子、硫離子越來越多，對冷凝器冷卻管道的要求也越來越高和更高。超薄壁不銹鋼焊接鋼管的使用量越來越大，但超薄壁不銹鋼焊接鋼管由于壁厚較薄（0.@ >3-0.@>7mm)。隨著設備向輕量化、高能效方向發展，以及焊接技術和檢測手段的不斷成熟，超薄壁不銹鋼焊接鋼管的使用將越來越廣泛。冷卻水的水質越來越差，循環水中的懸浮物、氯離子、硫離子越來越多，對冷凝器冷卻管的要求也越來越高。超薄壁不銹鋼焊接鋼管的使用量越來越大，但超薄壁不銹鋼焊接鋼管由于壁厚較薄（0.@ >3-0.@>7mm)。隨著設備向輕量化、高能效方向發展，以及焊接技術和檢測手段的不斷成熟，超薄壁不銹鋼焊接鋼管的使用將越來越廣泛。冷卻水的水質越來越差，循環水中的懸浮物、氯離子、硫離子越來越多，對冷凝器冷卻管的要求也越來越高。超薄壁不銹鋼焊接鋼管的使用量越來越大，但超薄壁不銹鋼焊接鋼管由于壁厚較薄（0.@ >3-0.@>7mm)。隨著設備向輕量化、高能效方向發展，以及焊接技術和檢測手段的不斷成熟，超薄壁不銹鋼焊接鋼管的使用將越來越廣泛。循環水中的硫離子不斷增加，對冷凝器冷卻管的要求也越來越高。超薄壁不銹鋼焊接鋼管的使用量越來越大，但超薄壁不銹鋼焊接鋼管由于壁厚較薄（0.@ >3-0.@>7mm)。隨著設備向輕量化、高能效方向發展，以及焊接技術和檢測手段的不斷成熟，超薄壁不銹鋼焊接鋼管的使用將越來越廣泛。循環水中的硫離子不斷增加，對冷凝器冷卻管的要求也越來越高。超薄壁不銹鋼焊接鋼管的使用量越來越大，但超薄壁不銹鋼焊接鋼管由于壁厚較薄（0.@ >3-0.@>7mm)。隨著設備向輕量化、高能效方向發展，以及焊接技術和檢測手段的不斷成熟，超薄壁不銹鋼焊接鋼管的使用將越來越廣泛。但超薄壁不銹鋼焊接鋼管由于壁厚較薄（0.@>3-0.@>7mm），在一定程度上限制了其使用。隨著設備向輕量化、高能效方向發展，以及焊接技術和檢測手段的不斷成熟，超薄壁不銹鋼焊接鋼管的使用將越來越廣泛。但超薄壁不銹鋼焊接鋼管由于壁厚較薄（0.@>3-0.@>7mm），在一定程度上限制了其使用。隨著設備向輕量化、高能效方向發展，以及焊接技術和檢測手段的不斷成熟，超薄壁不銹鋼焊接鋼管的使用將越來越廣泛。

1 電廠凝汽器管道使用概述

冷凝器換熱管的選擇主要考慮其優良的傳熱性能，良好的耐腐蝕性、耐沖刷性和耐磨性，以及良好的強度和剛度，更經濟和良好的加工。表現。

不同材質的換熱管有其適用范圍和工藝。條件也不同。表1是對不同材質管道優缺點的分析，可作為冷凝器管道選擇的參考。

表1 不同材質管材優缺點分析

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近海地區電廠的凝汽器一般采用黃銅管、白銅管等不同類型的銅合金管。其中，白銅管為Cu-Ni合金，其耐腐蝕性能優于黃銅，Ni的熱力學穩定性與黃銅相近。Cu與Cu接近，實際綜合耐腐蝕性強于Cu。Ni在水或空氣中會在表面產生一層納米級的表面膜，致密、穩定、自愈。在稀酸、稀堿介質中不易發生腐蝕，但銅管表面一旦有附著物，就會發生缺氧，發生點蝕。點蝕具有自催化性和潛伏性，造成的損害會非常大。海水回流、腐蝕、

表2 冷凝器常用不銹鋼焊管適用水質

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銅合金管在靜態液體介質中的腐蝕主要是點腐蝕，而在流動介質中則發生沖蝕。在流動的介質中，物質的透過率增大，腐蝕界面的擴散距離減小，沖刷對白銅表面起保護作用的腐蝕產物的破壞作用使沖刷腐蝕速率遠大于靜態條件下的腐蝕。當冷凝器停用，不放水時，硫酸鹽厭氧菌因缺氧而發生厭氧分解，產生S2-和嚴重的點蝕。越嚴重，同時可以推斷，當B30管材表面不潔或有腐蝕坑時，循環冷卻水系統在正常運行時會繼續存在并加劇點蝕。由于銅合金管抗水污染能力弱，使用維護工作量大，銅合金管的應用市場主要局限于內陸地區的清潔水域。近年來，大部分不銹鋼焊管已被使用。在不同的水質條件下，選用的不銹鋼材料也不同。表2為冷凝器常用不銹鋼焊管的水質。在高濃度氧飽和水中存在點蝕和縫隙腐蝕的風險。鈦及鈦合金焊管用于要求高、環境惡劣的領域。由于銅合金管抗水污染能力弱，使用維護工作量大，銅合金管的應用市場主要局限于內陸地區的清潔水域。近年來，大部分不銹鋼焊管已被使用。在不同的水質條件下，選用的不銹鋼材料也不同。表2為冷凝器常用不銹鋼焊管的水質。在高濃度氧飽和水中存在點蝕和縫隙腐蝕的風險。鈦及鈦合金焊管用于要求高、環境惡劣的領域。由于銅合金管抗水污染能力弱，使用維護工作量大，銅合金管的應用市場主要局限于內陸地區的清潔水域。近年來，大部分不銹鋼焊管已被使用。在不同的水質條件下，選用的不銹鋼材料也不同。表2為冷凝器常用不銹鋼焊管的水質。在高濃度氧飽和水中存在點蝕和縫隙腐蝕的風險。鈦及鈦合金焊管用于要求高、環境惡劣的領域。銅合金管的應用市場主要限于內陸地區的清潔水域。近年來，大部分不銹鋼焊管已被使用。在不同的水質條件下，選用的不銹鋼材料也不同。表2為冷凝器常用不銹鋼焊管的水質。在高濃度氧飽和水中存在點蝕和縫隙腐蝕的風險。鈦及鈦合金焊管用于要求高、環境惡劣的領域。銅合金管的應用市場主要限于內陸地區的清潔水域。近年來，大部分不銹鋼焊管已被使用。在不同的水質條件下，選用的不銹鋼材料也不同。表2為冷凝器常用不銹鋼焊管的水質。在高濃度氧飽和水中存在點蝕和縫隙腐蝕的風險。鈦及鈦合金焊管用于要求高、環境惡劣的領域。在高濃度氧飽和水中存在點蝕和縫隙腐蝕的風險。鈦及鈦合金焊管用于要求高、環境惡劣的領域。在高濃度氧飽和水中存在點蝕和縫隙腐蝕的風險。鈦及鈦合金焊管用于要求高、環境惡劣的領域。

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圖1 標準級不銹鋼在不同氯化物濃度下的氧飽和度

以及水中點蝕和縫隙腐蝕的風險

近年來，在內陸地區，由于多處水體污染或節水原因，電廠循環冷卻水的濃縮比有了很大提高，很多電廠換熱器的冷卻水水質都出現了下降。變得越來越糟。換熱管的耐腐蝕性也提出了更高的要求。與銅合金管相比，不銹鋼管具有更好的抗水污染和耐沖刷性能，從單位長度的價格比可以看出，與銅鎳合金管相比，不銹鋼管具有價格優勢和明顯的競爭優勢。

2 超薄壁不銹鋼焊管在冷凝器中的應用

隨著薄壁盤繞焊管技術的發展和成熟，不銹鋼焊接管在國內冷凝器中得到了廣泛的應用。近年來，國內外在新電廠和老電廠凝汽器改造中大量采用不銹鋼焊接管，取得了成功的經驗和良好的效果。

2015年，佛山市利亞羅吉管業有限公司簽訂了80億歐元（合560億元人民幣）的高效燃氣電廠和風電項目合同，使埃及的發電能力達到以現有裝機容量為準。增加50%以上。根據項目計劃，0.4@>4GW將在2017年夏季前并網，10.4@>4GW總電量將在融資后38個月內全面并網。完成并收到預付款。建成后，項目內的三個電廠將成為世界上發電量最大的電廠。本項目四臺冷凝器的管道均為壁厚0.@>4mm的超薄壁不銹鋼焊管，管道數量約為120,000根。, 所有管道都已通過，水壓試驗已完成。是全球首家在電廠大量使用0.@>4mm超薄壁不銹鋼焊管的公司。根據項目的實際運行情況，未來大部分企業都會考慮借鑒西門子的成功經驗，在冷凝器中采用超薄壁不銹鋼焊管。

由于不銹鋼焊管具有良好的耐沖刷性，可以抵抗高速蒸汽與水滴的沖擊和碰撞，而銅合金管在水流的沖擊下會損壞，局部保護膜會失去腐蝕。電阻，它會受到硫化物和多硫化物的影響。因此，銅合金會很快腐蝕穿孔，而不銹鋼管由于自身的特性，可以有效避免沖擊腐蝕和硫化物腐蝕。

超薄壁不銹鋼焊管在電廠凝汽器中大規模應用的主要優點如下。

0.8@>傳熱性能

不銹鋼焊管由冷軋不銹鋼帶制成。經過成型、焊接、熱處理等，制成光潔度高的焊管。表面潤滑性低，不形成水膜，傳熱能力穩定。隨著快速發展，焊縫的質量和強度在技術上得到了保證。通過減小管道壁厚，可以進一步提高和增強蒸汽與管道外壁的熱交換效果。由于管內臟污層的熱膨脹系數與不銹鋼有很大不同，受熱時會因直線曲率的不均等變化而自動脫落。因此，不銹鋼焊管具有很強的抗結垢能力。雖然銅合金管的導熱系數遠高于不銹鋼管，但不銹鋼焊管的壁光潔度好，清潔度好，清潔系數高，氧化皮厚度小，管內流速大。合金管大致相當，提高了冷凝器的運行效率，提高了運行效率。

0.9@>管束振動

冷凝器采用超薄壁不銹鋼焊管，需考慮設備振動和水沖擊對管道強度和安全性的影響。采用超薄壁不銹鋼焊管代替銅合金管。由于管壁變薄和比重降低，冷凝器設備設計時必須考慮管子的最大跨距值，以防止蒸汽流量對管束的影響。. 管束最大跨距值根據美國HEI標準關于防止蒸汽引起的振動的經驗公式確定。采用超薄壁不銹鋼焊管，

3）耐腐蝕

在流動的介質環境中，白銅管對流量的增加最為敏感，容易發生沖擊腐蝕，而不銹鋼由于其鈍化膜，對沖擊腐蝕的敏感性很低。但在含有大量沙石等雜質的流動介質中，由于不銹鋼的鈍化膜受到沖擊破壞，容易發生腐蝕，但其耐腐蝕性仍比白銅強，可有效降低冷凝器因腐蝕和泄漏造成的經濟損失。據瑞陽電廠運行經驗，使用銅合金管運行時，單臺凝汽器腐蝕漏水造成的經濟損失每年超過400萬元，

4）具有經濟意義

在傳統的電廠凝汽器設備中，常采用銅合金管作為換熱管。但銅合金管與不銹鋼管相比，壁厚較厚，考慮到腐蝕問題，壁厚達到超薄壁不銹鋼焊管。單位成本是銅合金管的2倍以上，單位成本高。除了銅合金管的熱交換效率高外，基本沒有其他優點。不銹鋼管的耐腐蝕性能遠高于銅合金管304奧氏體薄壁不銹鋼管電化學腐蝕原因分析，因此壁厚可以更薄。在一定程度上可以彌補不銹鋼管的熱交換效率。因此，超薄壁不銹鋼焊管的單位成本較低，

3 超薄壁不銹鋼焊管的應用趨勢

冷凝器是電廠的重要輔助設備。以330MW機組的冷凝器為例，其管束由約20000根冷卻管組成。隨著電力需求和節能降耗政策的要求，為加大節能降耗力度，目前國內外發電企業普遍對老舊汽輪機進行現代化改造，尤其是與冷端系統密切相關的凝汽器和冷卻塔. 、橡皮球清洗、循環水泵等設備，可降低汽輪機排氣壓力，提高機組真空度，提高產量，提高機組功率，不耗煤，節能潛力大。在管子嚴重損壞的情況下，保持冷凝器面積不變，外殼不變304奧氏體薄壁不銹鋼管電化學腐蝕原因分析，直接用超薄壁不銹鋼焊管代替銅合金管。由于不銹鋼管優異的耐腐蝕性和耐磨性，冷凝器改造效果顯著，應用趨勢將越來越廣泛。

不銹鋼管本身的高耐腐蝕性和耐磨性，減少了堵管和換管的次數，縮短了機組的停機時間。降低了系統的腐蝕速率，減少了電化學防腐處理設備，降低了設備成本。在冷卻面積相同的情況下，超薄壁不銹鋼焊管的優勢越來越明顯。所用材料比銅合金管少，設備成本降低，而且耐沖刷、耐腐蝕和機械性能好，越來越多的電廠開始直接使用不銹鋼管和超薄壁不銹鋼焊管冷凝器。

未來，在使用淡水、微咸水、海水，包括城市污水作為循環水的電廠中，將有更多的冷凝器采用超薄壁不銹鋼焊管，并使用超薄冷凝器用壁不銹鋼焊管將具有廣闊的前景。（謝毅、李昌毅）

本文節選自本報2017年第42期B14部分，如想了解更多相關行業及技術信息，請關注本報A、B各期內容，或登錄在本報的手機APP客戶中。終端，或報紙網站的新地址：閱讀電子通訊全文。請注明出處。

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