Analisi dell'applicazione del tubo in acciaio inossidabile nel condensatore

L'applicazione dell'acciaio inossidabile a tubi del condensatore è in circolazione dagli anni '60. Attualmente, più di 60% di condensatori negli Stati Uniti utilizzano tubi in acciaio inossidabile. La lunghezza utilizzata è di 243,84 milioni di metri, e più di 96% dei tubi installati sul condensatore sono ancora in uso. Tra i Paesi europei, aziende come la Germania e la Francia hanno iniziato a utilizzare i tubi in acciaio inossidabile come tubi del condensatore negli anni '70.

Analisi di fattibilità del tubo in acciaio inox:

Analisi tecnica

1. Prestazioni di trasferimento del calore: Per il condensatore del gruppo elettrogeno, quando il materiale del tubo di raffreddamento viene sostituito con l'acciaio inox anziché con l'ottone marino, il cambiamento nel trasferimento di calore è il seguente: le condizioni di rilascio del calore su entrambi i lati del tubo di trasferimento del calore non cambiano, cioè la forma e il rilascio del calore su entrambi i lati Il coefficiente termico è lo stesso, solo la variazione della resistenza termica della parete del tubo causata dal materiale e dallo spessore della parete del tubo di trasferimento del calore, ma l'effetto dello spessore della parete è relativamente piccolo.

Lo spessore della parete influisce solo per 2% sulla resistenza termica totale, mentre il materiale ha un effetto relativamente importante. Secondo lo standard HEI, il coefficiente di trasferimento di calore del materiale dell'ottone marino è 1,01 (tubo φ25×1), mentre il coefficiente di trasferimento di calore del materiale dell'acciaio inossidabile è 0,89 (tubo φ25×0. 6) Pertanto, si può notare che il coefficiente di trasferimento di calore dei tubi in acciaio inossidabile con le stesse specifiche è inferiore di circa 11% rispetto a quello dei tubi in rame. Tuttavia, poiché il coefficiente di trasferimento di calore totale e la velocità sono radice quadrata, quando la velocità dell'acqua di raffreddamento del tubo in acciaio inossidabile viene aumentata da 2m/s del tubo in rame a 2,3m/s, il coefficiente di trasferimento di calore totale può essere aumentato di 7%, e il tubo in acciaio inossidabile La lucentezza superficiale e il coefficiente di pulizia possono anche essere aumentati a 0,9, in modo che il coefficiente di trasferimento di calore totale dei due sia fondamentalmente vicino.

Il coefficiente di trasferimento di calore complessivo dei tubi in acciaio inossidabile non è necessariamente peggiore di quello dei tubi in rame, e i tubi in acciaio inossidabile sono più performanti dopo un periodo di funzionamento. Il motivo è che i tubi di raffreddamento contaminati e sporchi hanno un effetto negativo sul trasferimento di calore. Il fenomeno adiabatico causato dalla corrosione e dalle incrostazioni può ridurre il coefficiente di trasferimento del calore fino a 50%.

2. Problema delle vibrazioni del fascio tubiero: la resistenza e il modulo elastico dell'acciaio inossidabile sono superiori a quelli del rame. Tuttavia, poiché il calcolo sismico del fascio tubiero originale si basa sulla frequenza naturale del tubo per evitare la risonanza causata dalla turbina a vapore a 3000 giri/min, la distanza tra le partizioni è relativamente grande. Ora il calcolo delle vibrazioni del tubo si basa sulla formula empirica della norma HEI degli Stati Uniti per la prevenzione delle vibrazioni indotte dal flusso di vapore, ovvero la condizione che lo scarico della turbina a vapore raggiunga la velocità del suono per determinare il valore massimo della campata del tubo di raffreddamento del condensatore per garantire che il tubo di raffreddamento del condensatore non sia soggetto a vibrazioni e danni, il risultato del calcolo è di circa 900 mm, quindi, a seconda della distanza del diaframma del condensatore originale, è necessario aggiungere un piccolo diaframma.
3. Migliorare la resistenza alla corrosione. La resistenza all'erosione e alla corrosione dell'acciaio inossidabile è di gran lunga superiore a quella dei tubi di rame, ma l'acciaio inossidabile austenitico ha una scarsa resistenza alla corrosione degli ioni cloruro. I diversi tubi in acciaio inossidabile possono essere scelti in base al contenuto di ioni cloruro nell'acqua di raffreddamento. Quando il contenuto di ioni cloruro nell'acqua di raffreddamento è basso, si possono utilizzare TP304 e TP304L, mentre quando il contenuto di ioni cloruro nell'acqua è elevato, si può utilizzare TP316L, TP321 e così via.
4. Il tubo è collegato alla piastra tubiera. Se la piastra tubiera è realizzata in lamiera composita di acciaio inox, il tubo e la piastra tubiera possono essere espansi e sigillati per garantire l'assenza di perdite del condensatore e la durata di vita può raggiungere i 30-40 anni. Se si sostituisce solo il tubo, il tubo e la lamiera del tubo vengono espansi. Per garantire che il collegamento non presenti perdite, il sigillante o la lamiera del tubo possono essere scanalati.
5. Processo di produzione del tubo in acciaio inox. Il tubo in acciaio inossidabile ha una resistenza e un modulo elastico più elevati rispetto ad altri materiali, in particolare il tubo di rame, con una buona plasticità e un elevato allungamento.

Analisi economica:

1. In passato, tutti ritenevano che l'uso di tubi in acciaio inossidabile come condensatori fosse più costoso. Ma non è così. Grazie allo sviluppo tecnologico, nei Paesi sviluppati i tubi in acciaio inossidabile sono ora tubi saldati con giunture. In primo luogo, si produce il nastro di acciaio inossidabile, che viene poi sottoposto a profilatura, saldatura, trattamento termico, raddrizzamento, taglio, controllo della pressione dell'aria, controlli non distruttivi, trattamento di distensione; l'intero processo di confezionamento e di uscita dalla fabbrica avviene in una linea di produzione automatica. In questo modo, la qualità dei tubi saldati può soddisfare pienamente gli standard qualitativi dei tubi senza saldatura, e lo spessore della parete dei tubi in acciaio inox aggraffati è più uniforme di quello dei tubi in acciaio inox senza saldatura, il che garantisce la qualità dell'espansione dei tubi. Il prezzo dei tubi in acciaio inox aggraffati è superiore a quello dei tubi in acciaio inox senza saldatura. Economico. Inoltre, la resistenza e il modulo elastico dei tubi in acciaio inox sono superiori a quelli dei tubi in rame, per cui è possibile utilizzare tubi a parete sottile per i tubi in acciaio inox. A parità di superficie, il peso è inferiore e i prezzi dei due prodotti sono sostanzialmente simili.
2. Quando il tubo del condensatore e la lamiera del tubo in acciaio inox vengono espansi e sigillati, è necessario aggiungere un processo di saldatura, per cui il costo di installazione aumenta leggermente.
3. È in grado di prevenire le perdite, il che è vantaggioso per mantenere il vuoto sul lato del mantello del condensatore e per mantenere l'acqua condensata pulita sul lato del mantello, riducendo gli interventi di manutenzione ed evitando le perdite causate dall'arresto del condensatore a causa di perdite.
4. La durata di vita è aumentata di 3-4 volte rispetto al tubo di rame.