电厂凝汽器管材的生产、应用现状及市场前景分析
发布: 2006-12-20 15:56 | 作者: 汪德良 | 来源: 中国电厂化学网 | 查看: 425次
汪德良1,曹顺安2
(1. 国家电力公司热工研究院,陕西西安 710032;2. 武汉大学应用化学系,湖北武汉 430072)
摘要:对我国发电厂常用凝汽器管材(铜合金管、钛管、不锈钢管)的研究发展历史及应用现状进行回顾性综述,并对各种凝汽器管材的应用市场前景进行简要分析。
关键词:凝汽器管材;铜合金管;钛管;不锈钢管;发电厂
0 概述
核电厂的重要设备之一,其可靠性将直接影响整个发电机组安全与经济运行。在火电厂及核电厂,由于凝汽器故障造成锅炉爆管、机组被迫停机事故时有发生,给电力生产带来极大损失,因此电厂对于凝汽器可靠性及严密性要求十分严格,尤其对凝汽器管材的选用、制造质量及应用技术提出了愈来愈高的要求。根据最新电力行业标准DL/T 712—2000《火力发电厂凝汽器管选材导则》规定,发电厂凝汽器可选管材主要为各类无缝铜合金管、钛管和不锈钢管(以薄壁焊接为主)。
凝汽器是构成火电厂及铜合金管具有良好的热传导性和一定的抗腐蚀性能,且易于与管板连接,价格又较便宜,使整台热交换器造价较低,所以铜合金管一直是我国发电厂凝汽器、闭式冷却器、低压加热器、油冷却器等热交换器的首选管材,在电力行业有广阔的应用市场。但由于其抗冲刷性能有限、抵御污染物腐蚀的性能差、易于诱发沉积物下腐蚀等原因,主要局限于内陆地区的清洁水域电厂。
钛管具有优异的耐腐蚀、抗冲刷、高强度、比重轻和良好的综合机械性能,虽然其导热率较低,但可利用其高强度、减小管壁厚度降低其本身热阻。目前,钛管主要作为海滨电厂、核电厂及部分冷却水水质污染恶劣的沿江内陆电厂凝汽器的首选管材。尽管由于钛管和钛板或复合钛板焊制而成的全钛凝汽器整体严密性极高,但整套全钛凝汽器高昂的一次性投资限制了钛管广泛应用。
不锈钢管与铜管相比,抗冲刷、抗污染水质的腐蚀能力强,使用价格介于铜管与钛管之间,其导热率最低,但也可通过减小管壁厚度降低其本身热阻。目前,不锈钢管在我国电厂的运用处于初步阶段,主要用于含盐量较高或水质污染的内陆淡水地区。国产常用凝汽器管材所适应的水质条件如表1所示。
1 发展概况
1.1 铜合金管
电厂凝汽器管材的选用与我国冶金行业热交换器管材品种的开发与研究紧密相连。70年代前,我国电厂以使用各类不加砷的黄铜管为主,由于这类铜管存在着严重的脱锌腐蚀等现象,给电力安全生产带来很大影响。1984年,电力行业《火力发电厂凝汽器管选材导则》(SD186—84) 和国家标准GB8890—88《热交换器用铜合金管》首次颁布实施,基本确定了加砷系列黄铜合金管和铜镍合金管的使用地位,取消了无砷黄铜管牌号的生产及其在电力行业的使用。
趋势。但由于该产品缺乏标准化,不乏鱼目混珠的产品流入电力系统,在一定程度上影响了该产品在电力系统的信誉和推广使用进程。
加硼含砷锡黄铜管HSn70-1B与HSn70-1A相比,在中等含量的冷却水中,具有更好的耐腐蚀性能。1990年首先通过2部(冶金部和电力部)技术鉴定,随后在许多电厂得到逐步推广。最近几年,各主要铜管生产厂家都推出各自的加硼黄铜管,纷纷进入电力系统,大有取而代之HSn70-1铜管规模,各类铜合金管供不应求。1990 年后,随着市场双轨制的实施和逐步扩大开放,为确保发电厂的安全经济运行,许多沿海新建电厂和个别内陆电厂不惜一次性高投资,从国外引进大量的焊接钛管和不锈钢管,而将铜合金管的应用市场逐步局限在内陆地区。
随着我国经济体制从计划经济向市场经济逐步转轨,铜合金管在发电厂中的应用也经历了从买方市场到卖方市场逐步转化的过程。在1990 年前的计划经济体制时代,主要以买方市场为主,加之当时我国凝汽器钛管尚处于试制试用阶段,且始终没有形成批量生产1.2 钛管
水电部共同合作,先后在电厂进行了国产无缝钛管插管试验和现场模拟试验。1983年8月,我国第1台无缝钛管全钛凝汽器问世,在台州电厂2号机125MW机组上安装投运。同年,国家科委委托北京有色金属研究总院、沈阳有色金属加工厂和哈尔滨汽轮机厂进行研制薄壁焊接钛管及全钛凝汽器的联合攻关,1985年12月,D25mmx0.6mm薄壁焊接钛管通过国家技术鉴定。1987年1 月,由西安热工研究所组织管材生产厂、汽轮机制造厂、电厂等单位共同承担了“国产焊接钛管的装机工业性试验”项目,在广东省沙角/ 发电厂2号机200MW上首次进行国产焊接钛管运行考核试验。结果表明,国产焊接钛管质量已达到实际装机使用水平。
我国研制开发凝汽器钛管始于1978年,目的就是解决我国凝汽器铜合金管在污染水、海水及氨环境中腐蚀问题。由冶金部和原1.3 不锈钢管
不锈钢管应用于凝汽器最早始于1958年,在国外发达国家已具有40 多年的历史,但在我国仅有10来年的历史,尚缺乏足够的使用经验,且所用的凝汽器薄壁不锈钢管基本来源于进口。