镍基合金涂层换热管在空气预热器上的应用

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新型镍基单晶高温合金在航空发动机中的应用前景

新型镍基单晶高温合金在航空发动机中的应用前景

新型镍基单晶高温合金在航空发动机中的应用前景新型镍基单晶高温合金是近年来航空发动机材料领域的一项重要技术创新,具有很高的应用前景。

目前,航空发动机对材料的要求越来越高,长期以来使用的铸造镍基合金在高温、高压和高速等极端环境下表现出诸多局限性,限制了发动机的发展空间。

而镍基单晶高温合金作为新一代航空发动机材料,具有很高的热稳定性、抗蠕变能力和粉末粘结强度,能够满足航空发动机对高温和高加载性能的要求,具有广阔的应用前景。

首先,镍基单晶高温合金具有优越的高温性能。

在航空发动机工作温度高达1000℃以上的极端条件下,普通铸造镍基合金易发生晶粒细化与增大的现象,从而导致材料的疲劳性能下降。

而镍基单晶高温合金通过单晶制备工艺,能够避免晶粒的形变与细化,提高材料的高温强度和抗疲劳性能。

其次,镍基单晶高温合金具有较好的抗蠕变能力。

在航空发动机工作温度条件下,材料会因长时间的高温作用而发生蠕变现象,从而导致材料变形和失效。

相比之下,镍基单晶高温合金具有较低的蠕变速率和较高的持久强度,能够延长材料的使用寿命,提高发动机的可靠性和安全性。

此外,镍基单晶高温合金具有良好的粉末粘结强度。

在航空发动机中,材料的抗氧化性能是至关重要的。

普通镍基合金在高温下容易与空气中的氧发生反应,导致表面氧化层的生成,降低发动机的工作效率。

而镍基单晶高温合金通过合金元素的优化配比,能够形成致密、稳定且具有良好附着力的氧化层,提高材料的抗氧化性能。

综上所述,新型镍基单晶高温合金在航空发动机中具有广泛的应用前景。

它们能够满足航空发动机对于高温、高压和高速等严苛条件下的材料性能要求,能够提高发动机的工作效率和可靠性,实现更高的推力输出和更长的使用寿命。

然而,虽然镍基单晶高温合金具有很高的应用潜力,但目前仍面临一些挑战和困难。

例如,合金的制备工艺和生产成本较高,合金的热膨胀系数与基体的匹配问题等。

因此,进一步的研究和发展势在必行,以进一步提高镍基单晶高温合金的性能,并实现其在航空发动机中的更广泛应用。

锅炉节能中热管空气预热器的运用

锅炉节能中热管空气预热器的运用

强燃烧 值 。把预热 器加热 的热空气流进锅 炉 内部以后 ,增加 了燃料的干燥、可燃的流程, 确 保在锅炉 内部安稳的燃烧 ,它们改变 了也 增 强了燃烧的利用率 。( 3 ) 热气 当做干燥 剂。 这对于那些层燃锅 炉来说 ,有了热空气 ,就 能够使用含水 量和含灰量 都很高的燃料 了。 可以使用 一些劣质 的煤炭 ,降低燃料的开支 。 ( 4 ) 降低锅炉 内部的损耗 ,减少排 出的烟 气的 温度 ,提升锅 炉的供热效 率。锅炉 内部燃烧 比较稳 固,增 强了的辐射 热交换能够减 少燃 料的不完全燃烧 。预热器利用 了尾气 的温度 , 也减少排烟 的损耗 ,所 以,提升 了锅 炉的热 效能 。依据 经验 ,每 当空气在预热器 内提升 二度 ,排 出去的烟气 的温 度就下 降一 度 。把 预热器 安在 锅炉的排烟通 道里 ,假如 空气可 以余热一 之八 ,可 以大 大的节省燃料 。( 5 ) 改变 了预热 器 的腐蚀 、磨损等 问题 。在制作热 管预热器 的时候 ,能够控制尾气 管道侧面 的传 热 阻力 以及 空 气 侧 面 传 热 阻 力 的 大 小 , 可 以 让 热 管 元件有 很高的壁温 ,预热器 的最低 气温能够 达到 一百二十度左右 ,它超过 了烟气 水凝 点 的最 高的温 度 ,还 高于酸露点 ,这就能够 高 效 的调节预热器 的腐 蚀和磨损现 象。预热器 安上 以后,降低 了腐 蚀和磨损 ,减少 了维修 的花 费 。 .
的成效。基于此,本文对锅炉节能中热管空气预热器的运 用进行 了 探 讨。 关键 词:锅炉节能 热管空气预热器 运用
热管是指 把管子 内部制成有槽道 的两头 密闭的没有 缝隙的钢 管在进行抽 成真空 以后 注 进液态 的物质而制 成的 在热 管的某一段 加热时 ,管 内的物质 就会被汽化 ,可 以经过 热源吸取汽 化 的热 量,汽化 的蒸汽行另 一端 流去 ,遇冷 后凝 固可以在散热 区释放潜存 的 热量 。制 冷的液体 在借助毛细 力 以及物 体重 力的影 响进行 回旋 ,再吸收热 量被汽化 ,以 此来 回反复把许 多的热能从加 热区域传 达到 散热 区域。热管 中的热量传送 是经过工 质的 转变 的过程来 实现 的。所 以,热管有很 强的

镍基合金涂层的研究及其在高温腐蚀中的应用

镍基合金涂层的研究及其在高温腐蚀中的应用

镍基合金涂层的研究及其在高温腐蚀中的应用随着工业发展的需要,越来越多的材料需要在高温高压,腐蚀性气体和液体环境下工作。

这种环境对材料的要求非常高,长期的作用会导致材料失效。

这就需要我们寻找耐腐蚀、高温合金材料。

镍基合金是一种强度高,耐腐蚀性好,具有良好高温稳定性的合金材料,适用于高温高压的环境。

但是,这种合金材料的成本很高,因此,为了改善成本问题,可以采用镍基合金涂层技术。

此外,涂层技术还可以提高机械性能,改善表面状况,提高耐腐蚀性等方面的性能。

因此,镍基合金涂层技术非常有前景,已经成为技术领域的研究热点。

镍基合金涂层的研究镍基合金涂层是一种由一层或多层金属中间层和涂层层组成的复合涂层,其中金属中间层一般是为了提高涂层与基体间的结合力。

镍基合金涂层材料的主要成分是镍,但是由于各种元素的加入,材料性能可以得到良好的调节和改善。

目前,已经发现很多合金元素的加入对涂层性能有一定的影响。

例如,铬、铝等元素可以加强涂层与基体的结合力,并提供优良的氧化抗性。

此外,钼、钛等元素的添加也可以有效地改善涂层的耐蚀性和高温性能。

同时,合金元素的负载和浓度也是影响镍基合金涂层性能的重要因素。

制备镍基合金涂层的方法主要包括电化学沉积法,磁控溅射法,热喷涂法等。

其中,磁控溅射法是目前最为成熟、最为广泛应用的一种涂层方法。

该方法在真空条件下,利用高速的离子束将主材料原子与其他合金元素熔化和喷射到基体上,形成涂层。

镍基合金涂层在高温腐蚀中的应用高温腐蚀主要分为氧化性腐蚀和硫化性腐蚀。

针对这两种腐蚀类型的需要,采用不同种类的镍基合金涂层来提高材料的抗腐蚀性能。

氧化性腐蚀氧化性腐蚀是在高温和氧气的环境中,合金表面与气体(氧或水蒸汽等)中的氧化物发生反应,形成薄膜,从而破坏表面。

镍基合金涂层一般采用氧化铝防护层或采用氯化铝氧化技术来预先将钛或铪在表面反应与氧化物形成层。

对于不同应用环境,还需要合理的选择合金元素、质量浓度等来改善涂层氧化抗性。

热管在空气预热器上的应用及其节能效果

热管在空气预热器上的应用及其节能效果
1 99
4
年第
4





总 51 期
热 管 在 空 气 预 热 器 上 的 应 用 及 其 节 能 效 果
新 疆 钢 铁 设 计院
提要
,


新 疆 铁 路 局 科研 所


本 文 介 绍 热管 空 气 预 热 器 在 八 钢 二 炼钢 和 软 水 站 锅 炉 上 安 装运 行情 况 及 节 能 环 保取 得
,
月初 投 入 运


两 台 热 管 空 气 预 热器 规 格 相 同 其 工 艺 流 程 见 图
l

1
.
设计构 思
因一 般小 型锅 炉 不 配带 空 气预 热 器 只
,
有 蒸 气 锅 炉 配 带 省煤
器 锅 炉 及 其配 套 辅 机 备 设 (包 括 烟 风 等部
、 。
分 ) 都是 配 好 的 热 管

道 增加
个 缓 弯头
经计 算 冷风 道局 部阻 力 和沿程 阻 力之和 为 热 管 空气预 热空 气侧阻 力 为
,
:
75P
a
;
热风道 局部 阻 力和
OP 。

沿 程阻 力之 和为
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锅 炉 炉 排阻 力 为 8 0
Pa

不 考虑 鼓 风 机 阀 门 关 小的 局 部 阻 力
1 3 4 0 一 2 0 4 OP
. .
,
对 引风 机 的影 响很 小

,
,

热 管 基 管规 格 ( m m ) 曰 2 5 翅 片 间距 ( m m ) 6 0

应用热管壁温调节技术解决空预器堵灰、磨损、腐蚀问题

应用热管壁温调节技术解决空预器堵灰、磨损、腐蚀问题

应用热管壁温调节技术解决空预器堵灰、磨损、腐蚀问题1、前言现有工业锅炉均使用生产厂家原配的钢管空气预热器,运行中发现在管子下部出口及四角烟气流速较小的管子中都存在严重的堵灰现象,积灰较硬,极难清除,式中Tw、Tg、Ta—分别为管壁、烟气、空气的平均温度,℃;Rg、Ra—分别为烟气、空气对管壁的对流换热热阻,℃/W.对于(2)式,当Rg=Ra时,可得:Tw=1/2(Tg+Ta)(3)(3)式表明,若管式空预器烟气侧与空气侧的对流换热热阻相待(或相近),则空预器壁温将为烟气流与空气流温度的平均值(或相近值),这是设计所希望的情况,只有新设计的空预器或许有可能办到。

当空预器投运后,烟侧壁面将积灰垢,并且不断增厚。

灰垢层的传热性能极差,将使烟侧换热阻力急剧增大,使之达到:>>Ra(4)此时,传热总热阻(+Ra)增大,(2)式中Tg[Ra/(+Ra)]份额将减至最小,计值只有350Pa.如某厂锅炉改造前测得烟侧阻力高达700Pa,因此,一旦积灰严重,加上空气经由破损的管子进入烟道,锅炉即出现正压燃烧且日趋严重,导致锅炉出力越来越低。

从以上分析可知,如果采取措施,能使最低金属壁温显著提高,就可基本避免以上问题的发生,从传热原理分析,管式空预器主要包含了烟气、空气两个对流换热过程,对于对流换热热阻,其中包含了两个方面的影响因素,即换热系数α,换热面积F,其关系为:R=1/αF(6)Rg=1/Fi;=1/;Ra=1/(7)=ξ(8)W/n—管利用热管元件的特性把列管式空预器传统的烟气管内流动转化为管外横掠换热,烟气在管外,空气也在管外通过一个壁面分别经上、下两段间接进行换热,其下段的烟气铡放热和上段的空气侧吸热均为管内介质利用相变(沸腾、冷凝)完成的。

它的最低金属壁温可设计成趋近于热侧流体的温度,且热管两端具有优良的等温性能,测试资料表明,热管冷热两端的壁温之差运行时不超过5℃。

据热管传热计算可知,其内阻份额仅在总热阻10%的范围内,因此,在以下分析中忽略热管内阻不会引起大的误差。

热管空气预热器的研究与应用

热管空气预热器的研究与应用

第29卷 第3期湖 南 大 学 学 报 (自然科学版)Vo1.29,No.3 2002年6月Jo urnal of Hunan U niver sity(N atural Sciences Edition)Ju n.2002文章编号:1000-2472(2002)03-0080-04热管空气预热器的研究与应用罗 昆(湖南高新实业股份有限公司,湖南长沙 410006) 摘 要:分析了热管空气预热器的应用环境及特点,介绍了热管元件的研制与性能测试及换热器的整体方案设计,经实用证明是有效的.关键词:热管性能;热管换热器;锅炉空气预热器中图分类号:T K414.2+12 文献标识码: AResearch and A pplication of Heat Pipe Air PreheaterLUO Kun(Huna n Hig h-tech Industr y L td.,Chang sha 410006,China) Abstract:T he environment of application for the heat pipe air preheater is analy zed. The research and manufactur e w or k of the heat pipe and the desig n of the heat exchanger is briefly discussed.The positive effect is proved in real applications.Key words:heat pipe;heat pipe heat ex chang er;air preheater o f bo iler目前工业锅炉中的空气预热器主要是管式换热器,与其他传统的换热器相比,该换热器阻力小,易于清理管内粘灰与结渣,但换热器换热系数不是很大,因而换热器体积较大,同时,烟尘冲刷造成入口段磨损较大,出口段烟管温度较低,因而腐蚀较重.热管空气预热器与管式、辐射式和回转式空气预热器相比,具有传热系数高、体积小、重量轻的特点,在电站等动力锅炉方面的应用日趋广泛.本文探讨了热管空气预热器元件的研制、工作特性分析及换热器整体的设计.1 热管元件的设计与研制为适应热交换环境的要求和降低热管成本,通过比较选择碳钢-水热管作为换热器的元件.根据流动及换热的特点、流体性质和改造现场空间限制确定热管基本参数:光滑管外径d w=0.025m,内径d n=0.021m,热管长L= 2.55m,翅片为圆翅片,厚 f=1m m,烟气侧间距 g=8.5m,空气侧间距 a=5mm,两端管长的分配按传热过程优化设计原则定为:烟气侧L e= 1.563,空气侧L c=0.975,经实验比较,工质充装量 =30%较为合收稿日期:2001-01-15作者简介:罗昆(1962-),男,湖南邵阳人,湖南高新实业股份有限公司工程师.适,热管安装倾斜角 =15°,经传热能试验,当加热功率达到2.5kw /根时,未出现干涸、图1 热管热真空法制作原理图Fig.1 Schematic diag ram of ther mal-vacuum method沸腾极限的现象,超过设计要求的平均热功率Q = 1.181KW [2].热管的制作采用自行设计的热真空法制作装置,原理简图如图1所示.热管充满液体后,将其置于严格控制的恒温加热炉内,向下倾斜,当管内工质加热至汽化时,蒸汽聚集于热管上端,使排出物质为液体状态,有利于加快排液与恒温计量,至接近控制排液量时,再将热管向上倾斜使管内表面微孔及焊缝中的不凝气体排出.用于换热器低温段的可变热导热管制作时,预留一定的不凝气体,使之具有可变热导热管的功能.碳钢-水热管存在较大的相容性问题.碳钢内含有碳化铁(FeC),其电位比铁高.因而碳钢与水接触时,表面上将形成许多微电池,产生电化学腐蚀,而形成不凝气体(H 2),传热系数下降或不按设计工况运行.采用化学钝化及蒸汽钝化相结合的措施,在去油污及化学钝化后,又经反复的高温蒸汽钝化及排气,使管内表面直至凹缝处处产生均匀的钝化膜.实验观察表明沸腾汽泡核的产生比蒸汽在该表面上凝结更有助于加速凹缝处的钝化过程,最后在充入的工质中加入一定数量的缓蚀剂.2 热管工作特性测试与分析热管性能的对比测试与分析是该研究的重点内容之一,通过各种材料性能及规格的比较测试与分析,选择合适的热管及参数,使换热器的效率和功能得以保障.首先是高温段热管的方案选择试验,该试验对表1所列的试件进行了对比测试(试验装置见文献[3])热管性能测试结果见图2和图3.从图2曲线对比可以看出热真空法制作的碳钢-水热管性能较好,适合于用作热管空气预热器中的热管元件.表1 热管性能对比试验试件规格表试件类型管 材工 质尺寸规格/mm 数量/根制作方法内表面处理措施HP120#无缝钢管水溶液2500×25×21328热真空法HP220#无缝钢管丙酮1500×25×2200机械真空法HP320#无缝钢管水溶液2500×25×22机械真空法常用酸洗、去污、浸泡钝化、清洗、烘干等措施 用于低温段的可变热导热管,通过不同充气比热管的对比测试,确定工作温度与传热量的关系如图4所示.该图说明了不同充气比在高温下的传热性能是一致的,在低温81 第3期 罗 昆:热管空气预热器的研究与应用 图2 热管轴向温度分布图 图3 90天后热管轴向温度分布图Fig.2 A x ial temperat ur e distribution of heat pipe F ig.3 A x ial temper ature distr ibut ion o f hea t pipe aft er 90days图4 可变热导热管的工作特性 F ig.4 Per for mance of v ariable-conductance heat pipe段,传热量迅速下降,即可使热管在不正常的低温烟气环境中自动调整换热器表面温度,从而具有低温保护,防止露点腐蚀的功能.3 换热器的整体设计本次设计的热管空气预热器的结构及安装方位如图5所示.空气与烟气流向相反,形成逆流换热,提高了有效的平均传热温差.由于管间距及烟气端翅片间距较大,对于粉煤锅炉的烟气中的粉尘来说,亦不易造成积堵灰现象.热管的插入式安装方式便于更换,在气流冲刷作用下,将有轻微的振动,可使沉降在热管上面的灰尘自动脱落,即具有一定的自清灰能力.换热器热管按照设计要求及工作温度不同分别存有不相同的少量不凝气体.正常工作时,靠热管内蒸汽流动及压力将不凝气体压缩至冷凝段端极小一段范围内,对整根热管的传热性能影响甚小,当锅炉低负荷运行时,换热器入口烟气温度较低,热管工作温度亦较低,此时管内工质蒸汽压力降低,不凝气体占据的容积扩大,热管冷凝段内的有效换热面积较小,热管的传热能力降低,整个换热器的换热量随之降低,从而减少了烟气经过换热器的温度降,在较大程度上降低了露点腐蚀的程度或发生率.由图6可看出,整个流道是连通的,烟气可绕过垂直于气流方向平行布置的管子从管束间流过.结渣处对局部换热有阻碍作用,但并不影响整个换热器其它工作面的正常热交换,对整个换热器的阻力影响便可略而不计.82 湖南大学学报(自然科学版) 2002年图5 热管换热器管箱示意图 图6 局部结渣对换热及流动阻力的影响Fig.5 Schematic diag ram o f heat pipe heat exchanger F ig.6 Effect o f lo cal cinder block on heat tr ansfer and pr essur e dr op翅片管式热管通过环形助片扩展热管换热面积及增强扰动,管束的错列布置亦有助于增强换热,降低换热器的金属材料消耗量.本次改造前管板式换热器质量为13t,而改造后热管总质量为10t.但因属少量研制,所选材料受当地市场限制,亦受加工方法制约,边角料浪费较大且无法实现材料的优化组合,因而总的成本较高.4 应用与结论该换热器已安装于一电厂锅炉[2]尾部,经两年多的使用运行正常.说明解决热管相容性的处理方法非常有效,制作工艺可靠,露气腐蚀轻微,换管换热器的防露点腐蚀的优越性得到体现.热真空法制作热管的方法经实际使用得到了验证.对热管空气侧和烟气侧同时胁化及使空气和烟气的逆向流动,可以大大强化传热过程,因此,热管空气预热器的传热系数比普通管式空气预热器高,而烟气侧的流动断面积较大,粉尘对金属管壁的磨损较小.可变热导热管用于预热器的低温段,有效地防止了结露现象,说明该热管在低负荷运行时起到了良好的自保护效果.参考文献:[1] 王礼建.热管空气预热器在动力锅炉中的应用分析[J ].湖南大学学报,1997,24(5):50-54.[2] 任承钦.热管空气预热器预热器改造设计、制造及使用分析[J].湖南大学学报,1998,25(3):45-50.[3] 任承钦.碳钢-水热管热真空制作技术研究与分析[J].工业加热,1999,152(6):16-18.[4] 任承钦.空冷式可变热导热管的性能研究[J ].工业锅炉,1999,59(3):28-30.83 第3期 罗 昆:热管空气预热器的研究与应用 。

探究热管式空气预热器的设计与应用

探究热管式空气预热器的设计与应用
收稿日期 :2017–09–03 作者简介 :陈楚夫(1997—),男,湖南长沙人,主要研究方向为热
能动力方向。
构设计根据换热量要求进行,主要由热管数量和尺寸巨鼎。可 采用极限计算方法,确定管箱壁厚,一般厚度为 80mm,采用 焊接形式,法兰边开螺栓孔。接管方式遵循高进低出的设计原 则,可以节约动力,取得良好的换热效果 [2]。 2 热管式空气预热器应用 2.1 在电力工业的应用
热管式空气预热器的换热器属于间壁式换热器,热管热 流向冷流体传热的过程属于间壁传热过程,传热降温主要发 生在两侧流体面,热管降温小,总热阻由对流传热热阻、管 壁径向传热热阻、工质径向传热热阻等 9 种热阻组成,分别用 R1~R9 表示。其中,液界面的蒸发传热热阻、冷凝传热热阻以 及蒸汽轴向的流动传热热阻自身较小,可以忽略不计,总热阻 R 总可以表示为其余六种热阻之合。总降温△ T 也可以表示为 △ T=T1+T2+T3+T4+T5+T6。由此可以得到传热公式 Q=KS △ T, 其中,Q 为总热流量,K 为总传热系数。以此为基础,分别确 定热管空气预热器的热流体、冷流体和热管基本参数 [1]。 1.2 结构设计
Key words :heat pipe type ;air preheater ;structure design ;industrial application
内插物对如空气预热器的流动阻力有直接影响,放置内 插物可以增强换热器的换热,也可以防止污垢形成,相关研 究逐渐受到重视。但是放置内插物也会增加流体在换热器管 内的流动阻力,增加做功,降低内插物的换热效率。因此, 在换热器中使用内插物的方式还有待改善。对热管式空预器 的设计进行优化,提出另一种设计形式,以期提高热管式空 预器的应用效果。 1 热管式空气预热器设计 1.1 基本参数设计

空冷器换热管的选用标准 -回复

空冷器换热管的选用标准 -回复

空冷器换热管的选用标准-回复问题的答案。

空冷器是一种常见的换热设备,通过空气对换热管的表面进行冷却传热,将热量从热源传递到周围环境中。

在选择空冷器换热管时,需要考虑一系列因素,如材料、结构、耐腐蚀性、传热效率等。

本文将逐步回答空冷器换热管的选用标准。

首先,材料是选择空冷器换热管的重要因素之一。

常见的材料有铜、铜合金、不锈钢、镍基合金等。

选择合适的材料取决于应用环境条件,例如工作温度、工作压力、介质性质等。

在一般工业应用中,铜和铜合金常用于制造换热管。

铜具有良好的导热性和耐腐蚀性,适用于一般的空冷器应用。

铜合金具有更好的耐腐蚀性和机械性能,适用于一些特殊环境,如高温、高压和腐蚀性介质。

对于一些要求更高的应用,如化工、石油和天然气工业,不锈钢和镍基合金是更好的选择。

不锈钢具有优良的耐腐蚀性,对腐蚀性介质和高温具有较好的抵抗能力。

镍基合金具有出色的耐高温和耐腐蚀性能,适用于极端工况下的应用。

其次,换热管的结构也是选择的关键因素之一。

换热管可分为直管、螺旋管和扭曲管等多种形式。

直管是最常见的形式,适用于传热面积有限的情况,成本较低。

螺旋管和扭曲管具有更大的传热面积,可以提高传热效率,但成本相对较高。

在选择结构时,需要考虑换热器中气体流动的特点。

气体流经直管时的流速较快,但热交换效果较差。

螺旋管或扭曲管可以增加气体在管内的停留时间,提高换热效率。

因此,在确定结构时需要综合考虑气体流速、传热效率和经济性等因素。

此外,耐腐蚀性也是选择空冷器换热管的关键考虑因素之一。

由于空冷器暴露在外部环境中,管壁会受到大气中的氧气、水蒸气和灰尘等对换热管的腐蚀作用。

因此,选用具有良好耐腐蚀性的材料,如不锈钢或镍基合金,可以有效延长换热器的使用寿命。

最后,传热效率是选择空冷器换热管的另一个重要因素。

传热效率取决于换热管的导热性能、换热面积和流体流动状态等。

材料的导热性能是影响传热效率的关键因素之一。

一般来说,导热性能越好的材料,换热效率越高。

镍管在航天器中的应用及空间环境影响评估

镍管在航天器中的应用及空间环境影响评估

镍管在航天器中的应用及空间环境影响评估航天器是人类探索宇宙的重要工具。

在其设计和制造过程中,材料的选择至关重要。

镍管作为一种重要的材料,在航天器的各种应用中发挥着重要作用。

本文将重点探讨镍管在航天器中的应用及其在严酷的空间环境中的影响评估。

首先,让我们了解一下什么是镍管。

镍管是由镍合金制成的管状材料,具有优异的耐高温性能和耐腐蚀性能。

它在航天器中的应用非常广泛,主要用于冷却系统、暖气系统、燃料系统和制冷系统等方面。

首先,镍管在航天器的冷却系统中起着重要作用。

航天器在长时间的航行中会产生大量的热量,如果不进行有效的冷却,可能会导致航天器的故障。

镍管具有良好的热传导性能,可以将热量迅速地传递到外部环境中,确保航天器的正常运行。

其次,镍管在航天器的暖气系统中也有广泛的应用。

在航天器的太空探索中,面临着严寒的夜晚温度,而在太阳辐射下又会面临高温。

镍管可以通过控制热量的传递,调节航天器的温度,确保航天器内部的温度稳定,保持良好的工作条件。

此外,镍管还被广泛应用于航天器的燃料系统中。

在航天器的发动机燃烧过程中,产生的高温和高压气体需要通过燃料系统进行传输。

镍管具有优异的耐高温和耐压性能,可以在这样的极端条件下安全地传输燃料,确保航天器的可靠性和安全性。

最后,我们需要评估镍管在严酷的空间环境中的影响。

航天器在太空中面临各种极端环境,如大气压力的减小、阳光辐射的强烈、宇宙尘埃的冲击等。

这些环境因素可能对镍管的性能产生影响,并可能导致镍管的老化和衰变。

为了评估镍管在空间环境中的影响,首先需要进行实验室测试。

通过在模拟的空间环境条件下暴露镍管样品,可以观察和分析其性能变化。

诸如腐蚀、热膨胀、断裂等性能测试都应该进行,以评估镍管在空间环境中的耐受性。

除了实验室测试,还需要进行实际航天器的长期观察。

通过回收航天器的镍管样品,可以对其在真实空间环境中的表现进行评估。

这种长期观察可以帮助科学家更好地了解镍管在航天器中的实际工作条件下的性能。

镍基合金的用途及应用

镍基合金的用途及应用

镍基合金的用途及应用
镍基合金是一种高强度、高温、耐腐蚀的金属材料,具有广泛的用途和应用。

首先,在航空航天领域,镍基合金被广泛用于制造发动机和涡轮组件,因为这些部件需要在高温和高压环境下工作,而镍基合金可以提供出色的耐高温性能和抗腐蚀性能。

其次,在能源领域,镍基合金也被用于制造石油和天然气开采设备、核电站设备、太阳能和风能设备等。

这是因为这些设备需要在恶劣的环境下工作,而镍基合金可以提供优异的耐腐蚀性能和抗氧化性能。

此外,在化工领域,镍基合金也被广泛用于制造化工反应器、管道、泵等设备。

因为这些设备需要抵御腐蚀性物质的侵蚀,而镍基合金可以提供出色的耐腐蚀性能和可靠性。

总之,镍基合金具有广泛的用途和应用,特别是在高温、高压和腐蚀环境下的关键部件制造方面,其优异的性能得到了广泛的认可和应用。

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镍管在航空发动机中的应用及性能测试

镍管在航空发动机中的应用及性能测试

镍管在航空发动机中的应用及性能测试简介航空发动机是现代航空器的核心动力装置,其性能和可靠性对于飞机的安全飞行起着至关重要的作用。

镍管作为一种重要的航空材料,广泛应用于航空发动机中,其优异的性能和可靠的品质成为飞行安全的保证。

本文将重点介绍镍管在航空发动机中的应用,并讨论其性能测试及相关技术。

一、镍管在航空发动机中的应用1. 燃烧室航空发动机的燃烧室是燃烧燃料、产生高温高压气流以驱动涡轮的重要部件。

镍管由于其耐高温、耐腐蚀的优点,被广泛应用于燃烧室内的燃气进出口管道、燃油喷射系统等。

同时,镍管还能承受高温高压下的热应力,确保燃烧室的稳定工作。

2. 热交换器航空发动机中的热交换器主要用于冷却和热回收,以提高发动机的效率和节能减排。

镍管作为热交换器的重要组成部分,具有优异的导热性能和抗腐蚀性能,能够高效地传递热能,并且长时间使用不会出现渗漏或损坏的情况。

3. 压气机航空发动机中的压气机起到增压和压缩空气的作用,直接影响发动机的输出功率和燃烧效率。

镍管在压气机内被广泛用于制造叶片和叶根等关键部件,其高强度和抗腐蚀性能能够保证压气机长期稳定运行。

二、镍管的性能测试及相关技术1. 抗拉强度测试镍管的抗拉强度是其在航空发动机中正常工作的重要指标之一。

抗拉强度测试是通过对试样进行拉伸试验,测量其最大抗拉力来评估镍管的强度。

该测试需要在专业实验室进行,确保测试结果准确可靠。

2. 耐腐蚀性测试航空发动机的工作环境往往存在高温高压和强腐蚀性的气体和液体介质,因此镍管的耐腐蚀性能尤为重要。

耐腐蚀性测试可以通过将镍管置于模拟环境中,模拟航空发动机工作条件下的腐蚀介质,观察并评估镍管的腐蚀状况和使用寿命。

3. 热膨胀性测试镍管在航空发动机中经常遭受高温高压的作用,因此其热膨胀性能对于保证发动机的稳定工作至关重要。

通过热膨胀性测试,可以测量镍管在温度变化下的线膨胀系数,以评估其在工作环境中的热膨胀变形情况。

4. 机械性能测试镍管的机械性能测试包括硬度测试、冲击韧性测试等。

Ni P 化学镀层换热器应用动向

Ni   P 化学镀层换热器应用动向

Ni P 化学镀层换热器应用动向余存烨摘要化学镀Ni - P 镀层换热器在石化行业近年得到一定的工业应用,但由于工艺控制等原因,镀层具有孔隙,影响使用,采用镀后化学处理及涂敷有机涂层等,能使换热器防腐性能进一步提高.关键词化学镀Ni - P 镀层换热器1 镀层换热器开发背景近年, 随着石油化工装置运转或检修周期延长,从一年一修变为两年或三年一修, 生产规模的扩大、原油加工的深度延伸、新工艺不断开发,以及国产原油变重、酸值增加、沿海沿江炼厂原油进口增加且其含硫量较高、对设备使用寿命要求越来越高.主要是H2S、Cl - 、CO 2 、环烷酸等已构成对设备安全运行的严重威胁.特别是现代特大型石油炼制、化工、化纤、化肥等成套生产装置中, 各类换热器约占整个设备投资的20~40 % , 从设计到制造, 从使用到维护, 防腐问题已成为企业经营与技术管理共同关心的焦点.因为换热器不仅有物料与粉料, 物料与水的热交换,而且有介质对设备材料内外侧的腐蚀, 还有结垢与冲刷, 如此复杂的工艺环境是其它类型设备碰不到的.目前换热器的实用防腐手段, 主要有涂层防腐,如CH- 784 , 漆酚钛涂料; 镀层防腐, 如Ni - P 化学镀;渗层防腐,如渗铝;材料防腐,如不锈钢、钛等.上述防腐手段从耐用性、加工性与经济性等各方面综合评价,均不是完美无缺的.如在含S、Cl - 介质中,碳钢会产生严重腐蚀, 不锈钢会产生点蚀与应力腐蚀破裂,不能确保换热设备长周期安全运转; 有机涂层换热器一般需要一定厚度, 需多道涂装与高温烘烤,施工工艺复杂,而且其耐温性不良,尤其是油品换热器,每次检修要用高压蒸汽吹扫,易造成涂层破坏.而Ni - P 镀层换热器因是非晶态合金, 即金属玻璃,具有较高的耐腐蚀性(抗H2S、Cl - ) ,耐高温(在380 ℃下可正常使用) , 抗冲刷与磨蚀(具有一定硬度) , 传热好(具有滴状冷凝效果) , 抗结垢(表面光滑) 等优良特性.工业使用证明,镀层换热器使用效果良好.因而Ni - P 化学镀层换热器逐渐得到石化企业的青眯.据悉西方国家应用于石化行业的化学镀Ni - P镀层产值超过1 亿美元.国内石化行业在化学Ni - P市场份额中约占50 %以上.2 镀层换热器的应用现状化学镀Ni - P 合金从学术研究到工程化应用经历了较长时间, 早期主要用于阀、泵、模具等小型设备耐磨目的.近年开始用于换热器等大型设备耐蚀目的.率先开发应用Ni - P 镀层换热器技术的是大庆石化总厂与金陵石化设备院等.如大庆石化1995年前已建成一次最大装容量800m2 换热器生产线,已完成5400m2 换热器的镀覆[4 ] .大庆炼油厂糠醛装置换热器因腐蚀每年大修需更换2 台芯子, 采用Ni - P 镀管束后,经2 年多使用末泄漏.齐鲁石化与大庆防腐厂合作, 生产Ni - P 镀层换热器80 余台,总面积4. 5 万m2 , 用于炼油厂、烯烃厂与化肥厂, 解决了高温油侧及H2S 腐蚀问题, 全面取代了有机涂层防腐[5 ] .金陵石化设备院开发了Ni - P 化学镀细长管技术, 获国家专利.已成功地施镀了20 余台换热器,其中为安庆石化炼油厂焦化装置换热器(壳程为含H2S 循环汽油, 管程为含O2 , Cl - 软化水) , 原使用碳钢仅用3~6 个月, 而Ni - P 镀寿命提高到24 个月.上海炼油厂减粘换热器碳钢管束用3 个月需更换, 而用Ni - P 镀寿命10 个月.南京炼油厂二套常减压预水热器碳钢管束3 个月穿孔, 不锈钢9 个月需更换,Ni - P 镀2 年完好.石家庄焦化厂换热器(管程走煤焦油, 壳程走冷却水) , 未防腐处理半年腐蚀穿孔, 管程镀Ni - P , 壳程用涂层, 使用21 个月未发现泄漏[6 ] .上海石化与镇海炼化较多换热器也采用Ni - P 镀防腐,均有一定效果.3 换热器化学镀工艺3. 1 化学镀镀液化学镀是利用还原剂使溶液中的金属离子有选择地在催化活化的表面上还原折出而形成金属镀层的一种化学处理方法.化学镀Ni - P 镀液组份大致有:镍盐,为镀液提供Ni 2 ,如硫酸镍;还原剂,提供用于还原所需的电子,如次磷酸钠;络合剂,控制镀液中用于还原反应的游离镍,如乙醇酸、乳酸、拧檬酸及其盐类; 缓冲剂, 在沉积过程中防止由于折氢所引起的镀液PH激烈变化,如醋酸、丙酸及其盐类;促进剂, 有助于提高反应速度, 如琥珀酸, 可溶性氟化物;稳定剂, 防止镀液自然分解, 如重金属离子、含硫化合物;其它还有光亮剂,润湿剂等.化学镀Ni - P 配方有上千种, 文献往往只披露主要几种组分, 如大连理工大学在1994 年第2 届化学镀会议上发表的“高磷快速化学沉积Ni - P 的研究”中的组成与工艺条件为[7 ] :NiSO4 .6H2O 20~30g/ L NaH2 PO2 . H2O 20~30 g/ L络合剂(A) 5~20g/ L 络合剂(B) 10~20g/ L加速剂2~10g/ L 磷的促进剂2~8g/ L缓冲剂5g/ L 稳定剂适量PH 4. 5~5. 0 温度85~90 ℃除了酸性镀液外,还有碱性镀液.由于酸性镀需在90 ℃下施镀, 能源消耗大, 槽壁沉积严重, 镀液成份易变化, 故而可在低温下化学镀的碱性液也有开发与应用,不过镀层磷含量较低,镀速也较低.3. 2 化学镀Ni - P 换热器工艺流程外观检查→机械清理→碱性除油→ 水洗→酸洗除锈→水洗→活化→化学镀→水洗→钝化→水洗→质量检查3. 3 施镀方法目前国内有关单位对化学镀Ni - P 镀工艺、镀层性能、工业化生产控制及三废等处理进行了成功研究, 特别是使用工业级原料和用自来水配制镀液,使其实现可靠的工业化生产, 从而降低了生产成本.目前对换热器化学镀主要采用槽镀与循环流镀.如金陵石化设备院已建成8m×1. 7m×1. 7m的大型镀槽可以整体生产直径<1200mm 以下的换热器管束.齐鲁石化曾一次性整体施镀面积3000m2 的换热器管束[5 ] .(1) 换热器管束内外表面采用槽镀法.需制备碱洗槽、酸洗槽、活化槽、化镀槽、钝化槽、清洗槽与废液槽等.按工艺程序分别用行车将换热器吊装至各槽内施工.需温度的用蒸汽夹套或电热器加热.(2) 换热器管束外表面采用槽镀法, 需要临时封头将管程封闭,其余同(1) 进行槽洗、槽镀.(3) 换热器管程内表面采用循环流镀法.需安装临时封头,分别与碱洗槽、酸洗槽、镀液槽、钝化槽等以及泵组成临时循环系统, (包括出入管线、过滤机顶部N2 管线、放气管) ,应保证换热器管程底部无涡流,顶部无死角.按工艺流程进行,但碱性、酸性、水洗、化镀、钝化等处理后均需用N2 顶出.4 镀层换热器质量检测目前主要按GB/ T13913 - 92“工程用金属上自催化镀镍标准方法”, ISO4527 1987( E) “自催化镍磷镀层规范与试验方法”和ASTMB733 - 86“金属上自催化镍磷合金覆层标准规范”等来进行质量控制与检验.中石化北京设计院对延迟焦化换热器另有Ni - P镀层质量验收标准.质量检测主要有以下几项:(1) 厚度:可用千分表,非磁性测厚仪对工件测厚,也可用重量法,金相截面法对试样测厚,换热器镀层厚应> 50μm;(2) 表面形:用肉眼、放大镜或内窥镜对工件观察,应光亮或半光亮.用金相显微镜对样品表面观察,应无明显缺陷与孔隙.(3) 孔隙率: 根据GB5935 - 86 用铁氰化钾润湿滤纸粘贴法在规定时间内应无任何蓝色斑点;(4) 磷含量: 镀层样品经扫描电镜能谱分析, 也可通过化学分析,测得磷含量,应在10~12 %范围内;(5) 晶态结构,采用X衍射分析,镀层应属非晶态;(6) 硬度,采用显微硬度计测量,HV应在550~600 ;(7) 腐蚀试验,根据实际工况条件对Ni - P 镀层样品进行浸泡试验,根据表面状态与失重进行评定.5 镀层换热器失效及对策由于化学镀Ni - P 技术从高等院校研究转换为厂家生产, 从小工件生产较快地演变为换热器大工件的施镀、工艺与质量管理难免出问题,如预处理与施镀控制等,若稍有松懈,就会带来麻烦.随着Ni - P镀层换热器应用逐渐增多, 相应的由于镀层质量而带来的失效事故也时有发生, 有时镀层换热器使用寿命甚至远低于碳钢.追究原因主要是镀层有微孔与孔隙,这就失去了屏障作用.虽然有时镀层的孔隙在使用过程中因形成不溶性腐蚀产物被堵塞, 使基体不致于腐蚀,但钢基体镀层在酸性环境,如含HCl 、H2SO4 等介质中不可能形成不溶性产物, 尤其在温度较高的腐蚀环境中,由于Cl - 、S2 - 等侵蚀性离子通过镀层孔隙渗透到钢基体, 使电位较正的Ni - P 与较负的Fe 之间形成电位差, 产生严重电偶腐蚀, 使小孔扩展为孔腔,最后使管壁泄漏.理论上Ni - P 化学镀层上可达到无孔隙, 但实际工程中很难得到无孔隙镀层.某根管子某部位镀层针孔而造成的泄漏将造成整台换热器的事故停车.为减少N i - P 镀层的缺陷,提高耐腐蚀性与设备使用寿命,可采用如下对策: (1) 严格控制化镀工艺,消除不必要的镀层缺陷.如加强镀液分析, 保持镀液中主盐与还原剂含量相对稳定, PH处于最佳范围.镀液最好应有自动管理系统.镀液老化应予以报废.加强镀液过滤,采用1~5μm滤孔的过滤机或过滤袋,以除去外来或化镀过程中产生的各种杂质.尤其是镀液组份稳定剂中铅、镉或硫会使镀层的耐蚀性降低,故应控制与改进.增加空气搅拌也能减少镀层缺陷与粗糙.(2) 增加镀层厚度, 国外用于防腐目的的镀层厚度推荐为75μm(3mils) [8 ] , 如化工用换热器N i - P 镀层厚即是75μm[1 ] .而国内一般厂家施镀厚度多为40 ~60μm,有的镀层还不到此数,如< 25μm,易造成早期失效.但追求较高厚度,会使成本增加.(3) 正确进行预处理, 如在常规碱洗除油前增加一道烘烤工序.除锈不宜用喷砂,应采用高效的酸洗工艺.活化液应经常更新等措施,以减少孔隙率与提高结合力.(4) 选择合适的络合剂, 镀液中络合剂种类与镀层孔隙率有关.试验证实,使用磷酸、乳酸,镀层的耐蚀性较好.(5) 采用Ni - W- P ,Ni - Sn - P 三元化学镀,其镀层孔隙率较少,即耐蚀性优于Ni - P 镀层.如在Ni - P 镀底层上再镀以Ni - W- P 或Ni - Sn - P , 比单一Ni - P 镀层耐蚀性有提高.(6) Ni - P 镀后进行钝化处理,一般采用铬酸或重铬酸盐溶液处理,实际上耐蚀性提高有一定限度.(7) Ni - P 镀后进行有机涂料封孔处理, 但需解决镀层与涂层的结合问题.(8) 确保镀层中P 含量> 10 % ,镀层的钝化程度和抗蚀性能一般与镀层内P 含量有关, 含P 量> 10 %的Ni 镀层, 其抗蚀性比含P 量低的镀层要好.如含P 量从10. 5 %降至4. 5 % ,耐蚀性降为原来的1/ 3 .(9) Ni - P 镀层耐蚀性还与设备使用温度有关, 应避免在较高温度下使用.200 ℃以下对镀层结构无影响, 因而耐蚀性几乎不变.在260 ℃以上镀层结构开始发生变化,镀层内形成Ni3 P 颗粒, 若在400 ℃以上镀层开始结晶, 失去非晶态, 而且折出的Ni3 P ,使镍镀层中P 含量下降,导致耐蚀性大大降低(虽提高了硬度与耐磨性) , 形成的Ni3 P 还会使镀层收缩和形成微裂纹,使基体直接受到介质侵蚀.一般建议在380 ℃以下使用.6 镀层涂层联合防腐换热器的开发最近, 大庆能仁防腐节能技术为了适应油田注水管线与石化企业冷换设备防腐防垢的需要, 开发了一种三层复合涂镀技术, 已申报了国家专利.实际上所谓三层复合涂镀技术, 即是在Ni - P 化学镀层基础上再经化学转化处理,使Ni - P合金底层表面形成金属间化合物作为中间层, 最后再用有机聚合物涂敷于中间层上, 经烘烤, 使有机聚合物中某些官能团与镍基金属间化合物发生交联反应, 这样形成的复合镀层涂层, 具有相当高致密性、耐蚀性、结合力、耐温变、防结垢、热导性等综合性能.使Ni - P 镀层与有机涂层优势互补、相得益彰.据悉该公司开发的这种复合涂镀技术, Ni - P 镀层厚度约为15μm, 有机涂层厚度约为10μm, 总厚度约为25μm,这样比起Ni - P 镀层厚为60μm,有机涂层200μm(经6 次烘烤) , 从原材料消耗与施工工期来说, 均有所节约, 故总的施工成本将大为节省,因而有较强的市场竞争力.根据实际需要, 可以针对性地选用耐高温、而腐蚀、防结垢结焦的有机涂料, 如含氟涂料, 这样组成的复合涂镀技术将有令人满意的使用效果.镀层涂层联合防腐蚀技术工艺流程:碱性除油→水洗→酸洗除锈→水洗→活化→ 水洗→ 化学镀Ni - P →水洗→ 活化→钝化→水洗→烘干→涂底漆→烘干涂面漆→烘干→质量检验7 小结当前石化企业换热器防腐问题越来越突出, 化学镀Ni - P 技术应运而生, 已成为解决这一问题的重要手段.但由于一些化镀厂家工艺与质量控制不严, 造成了一些镀层设备失效事例.造成这种失效的主要原因是镀层存在微孔.为解决镀层孔隙较高的弊病, 开发了各种封孔技术, 尤其是在Ni - P 镀层基础上, 通过化学转化处理,形成中间层,再涂敷有机涂料,形成三层复合涂镀防腐技术, 有望能以相对较低的成本,顺利解决温度较高, 含Cl - 、H2S等腐蚀性较强的工艺介质的换热器防腐防垢防焦的难题, 可代替不锈钢,并完全可排除不锈钢的应力腐蚀破裂的危险.当然这应当根据实际工况条件(介质与温度) ,针对性地对换热器芯子外壳, 管程或整体选用Ni - P 镀层, 有机涂层或Ni - P 镀层有机涂层, 建议根据国内外的成功经验进行设计与选用,并应加强产品的质量检测.板式换热器板式换热器机组机组。

浅析管式空气预热器热管的腐蚀与防腐

浅析管式空气预热器热管的腐蚀与防腐

浅析管式空气预热器热管的腐蚀与防腐摘要:对于空气进行预热的器械在工作的过程中,最重要的一个零件部位就是空气径流的热管。

因为热管是连接机器内部,维持机器正常运转的部位,但由于操作过程的环境、温度、湿度等因素影响,经常会发生被腐蚀的现象,影响整体机器的运转,给企业带来损失。

所以对这种管式的空气预热器的维护,重点应该在做好内部热管的防腐工作。

本文将从管式空气预热器出发,重点对这种器械中的热管被腐蚀的原因以及处理方法进行详细探讨,希望通过本文的研究,能够给管式空气预热器的日常维护提供一点帮助。

关键词:管式空气预热器;腐蚀;策略研究化工行业里的加热炉,是利用热量交换的原理,对于流经管道里的空气进行预热,让空气的温度达到一定标准,保证加热炉整体燃烧过程的效率。

而管式预热器的主要预热零件就是内部的管道,想要提高加热炉整体的燃烧效率,就要做好对于内部管道的日常维护检修工作,防止因为日常护理的不到位,导致管道被腐蚀,降低燃烧效率,增加企业运行成本。

一、管式空气预热器的概述管式的预热器结构上面比较简单,通常是由上下两层钢体箱、连接内部的钢管、预热器外壳、帮助空气流通的引风机和送风机、保持内部温度的暖风设备以及排布其中的传热元件等。

当用于燃烧的空气流入到预热器时,会先经过暖风设备进行预先加热,之后再将由一定温度基础的空气正式送入预热器中进行预热。

如图,为管式预热器的结构图:这种预热器的工作原理主要就是利用了物理中的热传递现象,也就是在低温空气进入预热器之后,跟内部的高温产生了能量交换,经过热量的不断吸收达到标准温度,之后再进入下一阶段。

而加热炉之所以需要进行空气预热,就是因为这种提前加热后的空气温度已经达到标准,经过传热元件升温处理之后,可以直接用到为之后的燃烧过程提供一个高温的燃烧环境上。

这样的方式能够在低成本的控制中实现最大程度的提高加热炉的加热效率,帮助企业做好成本管理的同时,提高这类化石企业加热过程的效率。

但是这种管式的预热器在使用过程中也有其局限性。

镍磷镀防腐在油田再生气空冷器中的应用

镍磷镀防腐在油田再生气空冷器中的应用

镍磷镀防腐在油田再生气空冷器中的应用沈海静;王赤宇;薛吉利;陈青海【摘要】新疆某油气田天然气处理站再生气空冷器中管束腐蚀穿孔严重导致天然气泄漏。

为保证天然气站的安全生产,将空冷器中的管束改为镍磷镀内防腐管束。

更换镍磷镀内防腐管束后,将会避免刺漏现象的发生,确保装置生产的连续性,可消除天然气因刺漏造成外泄的安全隐患。

每次刺漏干气放空量10万立方米左右,按15频次/年预算,更换管束后年增加合格干气外输量150万立方米,每立方米干气按0.9元计算,直接创造经济效益135万元。

【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2013(000)012【总页数】2页(P137-137,138)【关键词】再生气空冷器;镍磷镀;防腐机理;经济效益【作者】沈海静;王赤宇;薛吉利;陈青海【作者单位】西安石油大学石油工程学院;中国石油塔里木油田分公司天然气事业部;河南油田设计院;中国石油塔里木油田分公司天然气事业部【正文语种】中文天然气处理站主要包括天然气脱水、天然气净化、天然气凝液处理等工艺,天然气脱水主要分为容积吸收脱水(如二甘醇、三甘醇等)和吸附剂脱水(如分子筛、硅胶、活性氧化铝等),目前国内使用较多的是采用固定床式分子筛脱水。

为保证装置连续运行,至少需要两个吸附塔,一个塔进行吸附,另一个塔进行再生和冷却。

再生塔通过高温的干气将分子筛中水分带走,达到再生的功能。

由于天然气中含有H2S、CO2等酸性杂质,随着高温水蒸气在空冷器冷却,水蒸气凝结形成酸性溶液,易使空冷器中的管束腐蚀穿孔。

本文根据镍磷镀自身具有的化学防腐优点,研究其在再生气空冷器管束内防腐中的可行性。

1.1 腐蚀现状新疆某油田天然气处理站50万立方米再生空冷器自投产以来管束刺漏现象频发,再生冷吹无法正常进行,只能倒临时放空流程生产。

再生气空冷器腐蚀穿孔频繁,所有管束两头均出现蜂窝、沟槽状腐蚀,管壁变薄。

管束内壁出现较为严重的坑蚀,且每根管束的两端腐蚀较为严重,中间部位腐蚀较轻,腐蚀最为严重的区域为最上层管束U形弯头的下方。

热管和内螺纹管在低温空气预热器中的应用

热管和内螺纹管在低温空气预热器中的应用

热管和内螺纹管在低温空气预热器中的应用晨怡热管浙江大学机械与能源工程学院,浙江杭州 310027陈慧雁,张斌,徐剑锋,孙志坚2008-1-29 12:32:15摘要:结合目前低温空气预热器存在的问题和实际应用的结果,通过对光管、内螺纹管和热管的传热、流动阻力以及壁温(低温腐蚀)性能进行对比分析,阐述了内螺纹管和热管换热器作为空气预热器的优点,并说明了它们的适用条件。

关键词:热管;内螺纹管;空气预热器;低温腐蚀1概述空气预热器是利用排烟余热来加热燃烧所需空气的热交换设备。

由于它工作在烟气温度最低的区域,回收了烟气的热量,降低了排烟温度,因而提高了锅炉的热效率;同时也由于空气被预热,强化了燃料的着火和燃烧过程,减少了燃料不完全燃烧的热损失,进一步提高了锅炉效率;此外,空预器还能提高炉膛内烟气的温度,强化了炉内辐射换热。

因此,空气预热器已成为现代锅炉的一个重要组成部分,在我国动力、石油、冶金、化工等工业部门有着广泛的应用。

空气预热器处在烟气温度最低处的末级受热面,在火电厂普遍存在管式空预器低温腐蚀和堵灰的问题,而且许多电厂这方面的问题已达到相当严重的地步。

空气预热器的强烈的低温腐蚀通常发生在空气和烟气温度最低的地方即低温空预器。

管式空气预热器腐蚀的机理主要是因为燃料中含有硫(S),燃烧后生成二氧化硫(SO2),二氧化硫与烟气中剩余的氧再氧化成三氧化硫(SO3),烟气中含有水蒸汽,而SO3能与烟气中的水蒸汽化合成硫酸蒸汽(H2SO4)。

硫酸蒸汽本身不腐蚀金属,当受热面温度低于酸露点温度时,硫酸蒸汽就在管子表面冷却结成液体,形成硫酸溶液,对金属具有强烈的腐蚀作用。

空预器的腐蚀和堵灰往往是相互促进的。

腐蚀造成管子泄漏,增加送风机的负荷使冷空气进入烟气侧,降低了烟气温度,加速低温腐蚀和堵灰。

堵灰使传热减弱,受热面壁温下降又促进了腐蚀的加剧,构成恶性循环。

严重影响锅炉的安全经济运行。

如果漏风严重,以致损坏,又必须整组更换空预器。

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热 能 回收 和提 高 锅 炉热效 率 方 面发 挥着 重要 作用 。 洛 阳炼 油 实 验 厂 于 19 9 2年 l 2月 安 装 投用 l台 上 海 东 方 锅炉 厂生 产 的 2 th 0/ D型 双锅 筒 自然 循 环 水 管 蒸 汽 锅炉 ( G 0 1 2 D 2 / .7一1 。其 空 气 预 热 器 为 单 )
示 换热 管 中上 部灰 垢形 貌 , 束 间的 烟气 通 道 变 的 管
非常 狭小 。
级 布 置 的二段 立式 管 箱 式 结构 , 气 在 管 内流 动 , 空
呈 纵 向冲刷 , 气在 管 外 流动 呈横 向冲刷 。空气 预 烟
热 器 的基本 参 数如 用 表 1所示 。
表 1 空气 预 热 器 的 基 本 参 数
工程师 。
低 烟道 阻力 , 管 排 形 式 改 为顺 排 结 构 , 热 管 壁 将 换
厚增 加 为 3~4 5 m, 在 底部 到 1 长 度 上 刷 涂 .m 并 m
维普资讯
第 4期
杰 . 基 合 金 熔 镀 涂 层 换 热 管 在 空 气 预 热 器 的 应 用 镍
1 ̄ 满 负 荷 运 行 时 间 延 长 至 原 来 的 3倍 , 台锅 炉 一 个 周 期 节 约 各 种 开 支 2 万 元 。 7C, 单 0余 关 键 词 : 点 腐 蚀 积 灰 空 气 预 热 器 露 镍 . 合 金 耐 蚀 涂 层 基
耐高温、 防腐 蚀 有机 涂 料 , 运 行 1 后 仍 发 现 后 但 年
图 1 空气 预 热 器 底 部 灰 垢
锅炉 自 19 9 2年 l 2月投 用 后 , 过 1个周 期 的 经 运 行 ,9 3 7月 开 炉 检 查 时 发 现 低 温 烟 气 出 口 19 年
处 的 2排 换 热 管 靠 中间 部 位 有 l 5根 下 部 腐 蚀 穿 孔, 管束 间 结有 大量 浮 灰 和熔 渣状 坚硬 的 积垢 。换
过 剩 烟 气 烟 气 空 气 空 气 烟 气 空 气 受 热 空 气 入 口 出 口 入 口 出 口 平 均 平 均 面吸 系 数 温 度 / 温 度/ 温 度/ 温 度/ 速 度/ 速 度 / 热 量 /
K K K K m・ 一 m・ 一‘ k 。 — 8 s J l 2 5 o 4 2, 2 3 4 1 6 8. 7 5 3 4 5 ,0 9 5 3 9 6 . 4 6 6 2.
杨 杰
( 阳 石 油 化 工 工 程 公 司 , 南 洛 阳 4 1o ) 洛 河 70 3
摘 要 : 析 了燃 油 锅 炉 空 气 预 热 器 低 温 露 点 腐 蚀 和积 灰 的原 因 , 用 耐 蚀 镍 基 合 金 熔 镀 涂 层 管 对 空 气 预 分 采
热器进行 改造 , 有 效抑制空气预 热 器的露 点腐蚀 和积灰 。检测表 明 , 改 造前相 比, 烟 温 度平 均下 降 了 可 与 排
・3 ・ 7
效率低下 , 运行 周 期缩 短 。通 过运 行 检测 和 停炉 检
查 分 析 , 为 1 炉空 气预 热 器 的破坏 主 要是 因 为 认 号 硫 酸 露 点腐 蚀 和积 灰 造成 。
口端 , 管壁 温度 最低 。通 常烟 气 中水 蒸气 的分 压在
0 0 8 .1 M a 绝 压 ) 此 时 金 属 表 面 很 容 易 凝 . ~0 0 4 P ( 0 ,
达 到 1 —1 th 在 l9 2 3/ , 9 4年 7月 开 炉 检 查 发现 整 个
图 2 空气 预 热 器 上 部 腐 蚀 积 灰
空气 预热 器 低温 段 基本 被 腐蚀 产物 堵 塞 , 低温段 将 整 体 更换 ( 除 的换 热 管 大 多 出现 腐 蚀 穿 孔 ) 拆 。新 更 换 的换 热管 采 用耐 硫 酸露 点 腐 蚀 的 N I 管 , S钢 但
1 概 述
部 有 l 换热 管腐 蚀 穿孔 , 3根 而且 积 灰严 重 ( 其外 观
形 态 见图 l 图 2所 示 ) 图 l表示 底 部 积 灰 情 况 , 、 。 可 以看 到 底部 烟 气 通 道 全 部 被 灰 垢 堆 死 。 图 2表
空 气 预热 器 作 为 锅 炉 的余 热 回收 装 置 在低 温
运行 1 年后 , 烟 气 出 口处 仍 有个 别换 热 管 出现腐 在
由于空气 预 热器 在锅 炉 运行 中的腐 蚀 和 积灰 , 严重 影 响锅 炉的 正常 运行 。使得 锅 炉操 作 弹性 小 ,
收稿 日期 :02一 1 6 20 O —0 。
作 者简介 : 杨 杰 ,97年 9月 生 ,97年 毕 业 于华 东 理 工 16 19
蚀 穿孔 ,9 5年 和 19 19 9 6年 两次 局 部修 理后 , 迫 于 被
19 9 7年 9月 第 2次 整 体 更 换 程 机 械 专 业 , 士 研 究 生 , 直 从 事 炼 油 厂 设 备 硕 一 管 理 和技 术 工 作 。 现 任 洛 阳石 化 工 程 公 司炼 油 试 验 厂 副 总
热 管 中上部 均 匀锈 蚀 , 面积 灰疏 松 。对积 灰 进行 表 清 理 并更 换 部分 换 热管 后 , 继续 投入 运 行 。在 第 2 个 周 期 的运 行 中锅 炉运 行状 况 逐步 恶 化 , 烟气 阻力
增 大 , 烟温 度 升高 , 率 下降 , 期锅 炉负 荷 只能 排 效 后
维普资讯
耐 蚀 材 料
石油化工腐蚀与防护 PciCsaP 6n ehc 9 in。t tearo doi rm]rn) rt o o( 3c‘ o4 e o 2002 .1
镍 基 合 金 涂 层 换 热 管在 空气 预 热 器 上 的应 用
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