换热管胶球清洗装置的优点及经济性能分析

         国内对于新能源换热管胶球清洗装置技术发展路线很关注。伴随着国家环保政策的优惠，换热管胶球清洗装置通过以下的优点及经济性能分析让用户更多的了解它们。
换热管胶球清洗装置不锈钢换热管具有以下优点：
        我公司采用的换热管可采用0.6mm的薄壁管材，提高了整体换热性能，在相同的换热面积下，总体的传热系数比铜管提高2.121-8.408%。
        由于材质采用美国标准AISI316优质不锈合金钢，使其具有较高的硬度，管子的钢度也明显提高，因此，具有很强的耐高温蒸汽的冲击性能及抗振性能。
        由于管子内壁光滑，使得其边界层流底层厚度减薄，既强化换热，又提高了抗结垢性能。
        为了消除焊接应力，在保护气体中以1050℃高温进行热处理。所有钢管均采用压差进行泄漏检查，气压试验至10MPa，5分钟无压降。
经济性能比较
导热
        由于铜管的导热系数为100W/m℃，不锈钢管的导热系数为13W/m℃，这当然要影响总体传热系数。但是，不锈钢管的壁厚可以减薄以0.5~0.7mm，而铜管因强度及冲蚀磨损等原因，其壁厚不能低于1mm。
根据公式：Rc=（1）
其中：Rc——导热热阻，m2k/w。
λ——导热系数，W/(m.k)。
δ——管壁厚度，m
管材一定，λ不变时，根据公式（1），δ越小，Rc越小，传热系数越大。这就可以缩小不锈钢管与铜管总体传热系数的差距。
        由于铜管内外壁比不锈钢更粗糙，容易结垢，增加了铜管的热阻，这又使铜管与不锈钢管总体传热系数的差距缩小。
对流放热
        换热管胶球清洗装置使用不锈钢管或使用铜管，管内流速都是紊流。影响对流放热的最大因素是层流底层的厚度，因为层流底层中的传热是导热，而水的导热系数很低。在流动状态相同的情况下，层流底层的厚度取决于管内壁的粗糙度。铜管内表面有氧化物，其粗糙度比不锈钢管大得多，铜管的层流底层的厚度比不锈钢管的层流底层厚度更大。这就使不锈钢管的对流放热系数比铜管的对流放热系数大。
Rw=    (2)
其中：Rw——对流放热热阻，m2k/w。
αw——对流放热系数，w/m2.k。
根据公式（2）αw越大，Rw越小。
凝结放热系数
        凝结放热系数有膜状凝结和珠状凝结两种，珠状凝结放热系数比膜状凝结放热系数大得多。但不锈钢管外壁和铜管外壁哪种管材的珠状凝结更多尚不清楚，但可以说两种管材外壁大部份是膜状凝结。膜状凝结的放热系数大小与膜的薄厚关系很大，因为在膜的内部是导热，水膜的导热系数数特别低而膜的厚度又取决于管外壁的粗糙度。铜管外壁因氧化层的关系，比不锈钢管粗糙得多。因此，不锈钢管外壁的凝结放热系数比铜管外壁的凝结放热系数大。
Rm=（3）
其中：Rm——管外壁的凝结放热热阻，m2k/w。
αm——管外壁的凝结放热系数，w/m2.k。
根据公式（3），αm越大、Rm越小。
?总体传热系数
K= （4）
其中：R——总热阻，m2k/w。
K——总体传热系数，w/m2.k。
由（4）可知：对流热阻、导热阻和凝结放热热阻都减小，则总热阻减小：总热阻减小，总体传热系数增大。
        在壁厚相同的情况下，不锈钢管的总体传热系数比铜管低6%。由于使用比铜管薄的不锈钢管，不锈钢管的总体传热系数和凝结放热系数都比铜管大，使不锈钢管的总体传热系数得到提高。
换热性能对照表
名    称规格（㎜）材   质总体换热系数（W/㎡.k）
铜    管 1 HSn70-IA 3682.413869
不锈钢管 1 AISI316L 3460.327347
不锈钢管 0.7 AISI316 3760.628476
不锈钢管 0.6 AISI316 3872.606729
长远的经济性
        随着运行时间的增长，铜管氧化层将越来越厚，传热效果会越来越差。而不锈钢基本不会氧化，或氧化速度很慢。因此，不锈钢管的凝汽器与铜管的凝汽器如果同时投运，运行时间越长，换热管胶球清洗装置不锈钢管的凝汽器的经济性将会比铜管的凝汽器越来越更好。同时，铜管对冷却水中的杂物的吸附能力比不锈钢管更强得多，大大降低了设备的经济性。
3、安全性能比较
?不锈钢管与铜管的工程特性
管　材密度t/m3 屈服强度MPa 拉伸强度MPa 延伸率
% 弹性模量MPa 热胀系数10-6 导热系数w/mk
海军铜管 8.4 120 330 60 13.3 16 100
镍铜管 8.9 140 390 43 15.4 16 30
316
不锈钢管 8 280-350 550-659 30-60 20 17 13
从上表可以看出：换热管胶球清洗装置不锈钢管的屈服强度和抗拉强度都比铜管高，不锈钢管的使用寿命必然要比铜管长，热胀系数比铜管低，与管板更接近，因此，不易因热胀冷缩面损伤了管子或影响胀口。
换热管胶球清洗装置不锈钢管与铜管的抗腐蚀性能
腐蚀种类海军黄铜管镍铜管不锈钢管
一般腐蚀 2 4 5
冲击腐蚀 2 5 6
点蚀（运行状态） 4 5 4
点蚀（积滞状态） 2 4 2
高速冲击 3 5 6
进口冲击 2 4 6
蒸汽热点腐蚀 2 4 6
氨   蚀 2 5 6
注：表中的数值2-6表示抗腐蚀能力由小到大
适应氯离子的指标
管材 Hsn70-IA Hsn70-IB AISI304 AISI316L
氯离子 150 400 300 500
(mg/L) 短期<400 短期<800 短期<1000 短期<1000
由上表可知：换热管胶球清洗装置不锈钢管与铜管相比具有的优点：抗冲蚀性能好，能抗蒸汽带水滴在高速中的冲击腐蚀；抗氨腐蚀性能好：耐水侧冲击腐蚀，实现无铜离子系统，且PH值可提高，以减少腐蚀产生率，可提高冷却水流速，达2.3m/s，最高可达3.5m/s，这样既可提高总体传热系数，又可减少管内杂质的沉积。