316L不銹鋼換熱管替代發(fā)電機氫氣冷卻器鎳銅換熱管的技術(shù)優(yōu)勢。 氫氣冷卻器是汽輪機組的重要組成部分。 其作用是帶走發(fā)電機產(chǎn)生的熱量，保證發(fā)電機的有效運行。 其運行工況是否正常，直接影響到整個機組的安全、經(jīng)濟(jì)運行。 保證最佳換熱效果是電廠節(jié)能的重要途徑。 換熱管是氫氣冷卻器重要的換熱元件316l不銹鋼換熱管生產(chǎn)廠家，換熱管的性能直接決定氫氣冷卻器的換熱效率。 目前很多氫冷器的換熱管都是白銅管，使用壽命較短，給發(fā)電機組的正常運行帶來隱患。 下面我們將詳細(xì)說明，不銹鋼換熱管不僅可以替代白銅管，而且還具有白銅管無法比擬的技術(shù)優(yōu)勢。 一、銅、不銹鋼換熱管換熱效果的討論與論證 1、論證氫氣冷卻器在用不銹鋼代替白銅后是否仍能達(dá)到原有的換熱效果。 氫氣冷卻器換熱管的換熱過程分為五個部分，即管外介質(zhì)（氫氣）向換熱管外管壁傳熱，外管壁傳熱熱量傳給內(nèi)管壁，再由內(nèi)管壁將熱量傳給管內(nèi)介質(zhì)（水），最后管內(nèi)介質(zhì)帶走熱量。 既然有熱傳遞，就會有熱阻，而熱阻的大小直接決定了熱傳遞效率的高低。 換熱管的單位換熱圖如下。 從上圖可以看出，氫氣產(chǎn)生的熱阻為R1，管外壁熱阻為R2，管壁熱阻為R3，管內(nèi)壁熱阻為R3。管子為R4，水的熱阻為R5。 其中，R1和R5由氫和水的物理性質(zhì)決定，R2和R4由管壁污物的厚度決定（實際上在某種程度上管壁的污物熱阻為也是由管子的材料決定的。因為不同的材料產(chǎn)生的污垢厚度不同），R3是由熱管的材料決定的。

根據(jù)GB151-1999和傳熱第四版，氫氣冷卻器在正常工作條件下的溫度下，分別可得到如下參數(shù)：氫氣熱阻R1=0.45./W； 水的熱阻R5=1.43。 /W; 無論采用銅還是鋼，管外壁氣體側(cè)臟物的熱阻都可以忽略不計，即R2=0； 白銅管內(nèi)壁進(jìn)水側(cè)污垢的熱阻約為R4=0.0008。 產(chǎn)生氧化物，所以內(nèi)壁污物的熱阻比鋼管略大）； 不銹鋼管進(jìn)水側(cè)污垢的熱阻約為R4=0.00075./WR3由材質(zhì)決定，如果使用1mm厚的白銅管，則R3=1/53=0.018./W ; 如果使用0.8mm厚的不銹鋼管，則R3=0.8/28=0.028。 1）當(dāng)使用1mm厚的白銅管時，總傳熱系數(shù)為K=1/（1/R1+1/R3+1/R4+1/R5）=1/（1/0.45+1/0.018+1 /0.0008+1/1.43)=1308.482)當(dāng)使用0.8mm不銹鋼管時，總傳熱系數(shù)為K=1/(1/R1+1/R3+1/R4+1/R5)=1/( 1/0.45+1/0.028+1/0.00075+1/1.43)=1371.97 由上式可知壁厚為0.8mm的不銹鋼管總傳熱系數(shù)大于白銅管在管徑和管長一定的情況下，壁厚為1mm的管子。

也就是說，壁厚0.8mm的鋼管傳熱效果甚至比壁厚1mm的白銅管還要好。 因此，將白銅管換成不銹鋼管后，氫氣冷卻器完全可以達(dá)到原有的換熱效果。 至于換熱管外的翅片，我們可以使用鋁制翅片。 換熱管加翅片的主要目的是增加換熱面積，換熱面積的大小由翅片比決定。 我們使用的鋁翅片的翅片比可以達(dá)到16甚至1:24，也就是增加傳熱面積16倍或24倍。 因此，基管采用不銹鋼，翅片采用鋁板是一種較好的組合方式，在新一代電站中也得到廣泛應(yīng)用。 2、換熱管的壁厚直接影響換熱性能。 理論上管壁越薄越好，但在實際使用中，銅管總是比不銹鋼管厚，不銹鋼換熱管的壁厚可做到0.8mm，甚至0.6mm ，銅管的壁厚必須至少為1mm。 這涉及到鋼和銅的特性，因為銅管和鋼管板很難焊接，所以銅管必須有足夠的厚度才能在擴管時收緊。 只有當(dāng)壁厚大于1mm時，銅管才能更容易擴管，保證管孔與管板之間的緊密性。 而鋼管則不同，因為鋼材容易焊接，所以一般采用擴徑+密封焊的方式與管板連接，這樣可以減少鋼管的壁厚。 2、不銹鋼換熱管的優(yōu)點 換熱管采用0.6-0.8mm的薄壁管，提高了整體換熱性能。 在相同傳熱面積下，綜合傳熱系數(shù)比銅管高2.121-8.408%。

由于材質(zhì)采用316L優(yōu)質(zhì)不銹合金鋼，硬度高，管材剛性也明顯提高316l不銹鋼換熱管生產(chǎn)廠家，因此具有很強的抗沖擊和抗振動能力。 由于管內(nèi)壁光滑，減少了邊界層流底層的厚度，既加強了傳熱，又提高了抗污性能。 3、由于銅管內(nèi)外壁比不銹鋼粗糙，容易結(jié)垢，增加了銅管的結(jié)垢熱阻，使銅管的整體傳熱系數(shù)小于不銹鋼管。 在流動狀態(tài)相同的情況下，層流底層的厚度取決于管道內(nèi)壁的粗糙度。 銅管內(nèi)表面有氧化物，其粗糙度比不銹鋼管大得多。 銅管的層狀底層厚度大于不銹鋼管。 這使得不銹鋼管的對流放熱系數(shù)比銅管大。 4、不銹鋼管比銅管更耐點蝕，抗振、耐磨性能好，使用壽命是銅管的三倍。 從長遠(yuǎn)來看，不銹鋼管的使用明顯提高了機組的整體經(jīng)濟(jì)性，同時提高了機組的安全性。 綜上所述，氫氣冷卻器用316L不銹鋼管替代白銅管將是未來的趨勢。 使用316L不銹鋼換熱管后，氫氣冷卻器的傳熱效率和使用壽命將大大提高。