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。 從長遠來看，不銹鋼管的使用明顯提高了機組的整體經(jīng)濟性，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。