廣西某電廠機組采用換熱管材質(zhì)介紹冷油器改造?
冷油器改造背景:
冷油器是汽輪機重要輔助系統(tǒng)中最脆弱的設(shè)備,冷油器是健康狀況直接影響機組運行的安全性和經(jīng)濟(jì)性,由于冷油器中的水室,管板和冷卻水管使用不同的金屬材料,冷卻水的侵蝕性,冷卻水的流速較高且紊亂,以及冷油器的腐蝕問題突出,冷油器的腐蝕泄漏會使機組運行可靠性降低,潤滑油跑失,環(huán)境受污染,冷油器腐蝕泄漏嚴(yán)重時還可直接導(dǎo)致被迫停機和機組軸承燒瓦事故,因為腐蝕,縮短了冷油器芯子的使用期限。
在廣西某電廠的5臺凝汽式火力發(fā)電機組中,2臺為75MW機組,3臺為100MW機組,冷油器均為管式立式布置,其殼體及管板材料為A3普通碳鋼,管子材質(zhì)用HA177-2鋁黃銅,冷油器冷卻水為紅河水,由于該河水的水質(zhì)侵蝕性大,由些引起冷卻水碳鋼材料及銅管的局部腐蝕傾向明顯,腐蝕速率較大,造成潤滑油的漏洞,影響機組的安全,穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運行。
5臺機組的冷油器銅管一般在使用7年后,開始頻繁發(fā)生漏洞,使用未滿9年便要求更換冷油器芯子,為了解決冷油器銅管因受腐蝕,泥沙沖蝕造成漏洞的問題,根據(jù)對國內(nèi)部分冷油器廠家的調(diào)查分析,以及計算設(shè)計比較提出了將銅管改為高效不銹鋼無縫螺紋管的方案,把漏洞最為嚴(yán)重的6號機組冷油器首先立項改造。
高效不銹鋼無縫波紋管特性:
高效不銹鋼無縫波紋管有以下的特性:①冷卻水具有較高的抗蝕性能,幾乎不銹鋼及銅管內(nèi)冷卻水介質(zhì)含泥沙量大,懸浮物多的沖蝕。②管子壁面不會形成氧化膜,清潔度高,與銅管相比,不銹鋼管內(nèi)外壁光潔度優(yōu)于軋制的銅管,在相同的運行條件下,銅管的污垢度約為不銹鋼的幾倍,有穩(wěn)定的傳熱能力,增強了介質(zhì)與管壁的換熱效果。③具有較高的機械強度,管壁可設(shè)計較薄(銅管為1-1.4mm,不銹鋼為0.5-0.8mm),彌補了不銹鋼自身導(dǎo)熱性較低的弱點。④由于不銹鋼的密度低于銅,且壁較薄,單位換熱面積重量僅約為銅管的3/5,不僅減輕了設(shè)備的重要,亦使單位面積管子的成本大大降低。⑤用專用設(shè)備加工成螺紋形狀,即高效不銹鋼無縫螺紋管,當(dāng)循環(huán)水在管內(nèi)流動時,受淺螺紋的影響,將產(chǎn)生明顯的紊流,提高了換熱效率。用高效的不銹鋼無縫螺紋管作換熱管比銅管的換熱效率提高約15%-20%。⑥在安裝上仍滿足傳統(tǒng)的安裝工藝,可以進(jìn)行脹管安裝,也可采用管口焊接的安裝工藝,而銅管不能與鋼質(zhì)管板進(jìn)行焊接。
改造方案措施:
⑴按原設(shè)計參數(shù),進(jìn)行銅管改高效不銹鋼無縫螺紋管計算設(shè)計,改造只對冷油器芯子進(jìn)行更換,而不對殼體進(jìn)行任何改動。
⑵將原直徑19*1的銅管改為直徑16*0.8的0Gr18Ni9Ti(304)高效不銹鋼無縫螺紋管。
⑶確保冷油器芯子的外形及尺寸與原件相同。
⑷換熱管與管板連接采用先脹接再氬弧焊接的方式。
⑸改造后的冷油器管程和殼程阻力不大于原冷油器阻力。
改造的設(shè)計參數(shù)和應(yīng)用情況:
廣西某電廠6號機組的3臺冷油器剛開始頻繁發(fā)生銅管漏洞,并逐年惡化,經(jīng)過我公司首先對這3臺冷油器實施改造,將銅管改為高效不銹鋼無縫螺紋管。
冷油器主要設(shè)計參數(shù):
冷卻面積:105m2,冷卻水量:130t/h(最大值),冷卻油量:73.5t/h,出口油溫:45℃(最大值),冷卻水流程數(shù):2,管子規(guī)格:φ16*0.8,管子數(shù)量:814根,管子材質(zhì):0Gr18Ni9Ti(304)。
改造后運行情況:
6號機組冷油器改造效果十分理想,各監(jiān)視溫度、壓力等項指標(biāo)均為設(shè)計范圍,可見在按原冷油器基本參數(shù)設(shè)計及殼體不改動的前提下,用高效不銹鋼無縫波紋管取代原冷油器銅管是可行的。
冷油器改造總結(jié):
⑴冷油器銅管改為高效不銹鋼無縫螺紋管后,將使冷油器換熱管具有較高的抗蝕性能和清潔度,有比銅管高出2倍以上的使用壽命。
⑵由于換熱管與管板連接采用先脹接再氬弧焊接的方式,從而大大降低換熱管與管板邊接外的漏洞問題,提高了冷油器運行的可靠性。
⑶6號機組冷油器改造后,運行良好,性能設(shè)備使用可靠性明顯提高,在廣西某電廠已得到廣泛認(rèn)可,目前7號機組冷油器的改造已竣工投入運行,其它3臺機組冷油器改造已準(zhǔn)備實施。