厂家分析列管式冷凝器的温差应力解决方法

时间:2019年01月11日信息来源:方管厂家 点击: 收藏此文 【字体:

列管式冷凝器是为制冷系统的机件,属于换热器的一种,能把气体或蒸气转变成液体,将管子中的热量,以很快的方式,传到管子附近的空气中。列管式冷凝器工作过程是个放热的过程,所以列管式冷凝器温度都是较高的。发电厂要用许多冷凝器使涡轮机排出的蒸气得到冷凝。那在这个过程中要如何解决列管式冷凝器的温度应力差呢?经过连续10年高达15%的快速增长,我国方管总产能已经近7000万吨。中国方管协会(CSPa)数据显示,2010年我国方管产量增长近10%至5765万吨,约占全球总产量的一半,其中55%以上为方管。2010年我国方管表面消费量为5162万吨,年增幅超8%。 随着供给侧结构性改革的持续推进,近来,包括方管行业在内的钢铁行业相关金属制品行业正在酝酿向好的趋势,但相关行业真正的转折点仍未到来。资料显示,经过近十年的发展,我国方管行业在产品结构、质量水平、技术装备等方面不断得到优化提升,已成为名副其实的世界方管制造大国,目前正在向世界方管工业强国迈进。但是,我国方管行业发展过程中的阶段性矛盾和结构性矛盾已经显现,成为阻碍方管行业持续、健康、稳定发展的“瓶颈”,方管行业的深度调整仍在进行之中。

列管式冷凝器是为制冷系统的机件,属于换热器的一种,能把气体或蒸气转变成液体,将管子中的热量,以很快的方式,传到管子附近的空气中。列管式冷凝器工作过程是个放热的过程,所以列管式冷凝器温度都是较高的。发电厂要用许多冷凝器使涡轮机排出的蒸气得到冷凝。那在这个过程中要如何解决列管式冷凝器的温度应力差呢?在解决列管式冷凝器的温差应力通常情况下会在管外装置一系列垂直于管束的挡板,同时其管子和管板和外壳的连接都是刚性的,其管内管外时两种不同的温度的流体,当管壁与壳壁温差较大时,由于两者的热膨胀不同,产生了很大的温差应力,以至管子扭弯或使管子从管板上松脱,可能会毁坏冷凝器

Tube condenser is a part of refrigeration system, which belongs to a kind of heat exchanger. It can convert gas or vapor into liquid, and transfer heat from the tube to the air near the tube in a quick way. The working process of tubular condenser is an exothermic process, so the temperature of tubular condenser is higher. Power plants use many condensers to condense the steam from turbines. How to solve the temperature stress difference of tubular condenser in this process? 

In order to solve the temperature difference stress of tubular condenser, a series of baffles perpendicular to the tube bundle are usually installed outside the tube. At the same time, the connection between the tube and the tube sheet and the shell is rigid. When the temperature difference between the tube wall and the shell wall is large, the large temperature difference stress is produced due to the different thermal expansion between the tube wall and the shell wall, so that the tube is twisted or bended. The tube is loosened from the tube sheet and may damage the condenser.

列管式冷凝器在使用时主要是用法兰合格外壳相连接,另一块管板不与外壳连接,以使管子受热或冷却时可以自由伸缩,但在这块管板上连接一个顶盖,称之为“浮头”,所以这种冷凝器叫做浮头式冷凝器。其优点是:管束可以拉出,以便清洗;管束的膨胀不变壳体约束,因而当两种换热器介质的温差大时,不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。

In the use of tubular condenser, flange qualified shell is mainly used to connect, another tube plate is not connected with the shell, so that the tube can expand freely when heated or cooled. But in this tube plate, a top cover is connected, called "floating head", so this kind of condenser is called floating head condenser. Its advantages are: the tube bundle can be pulled out for cleaning; the expansion of the tube bundle is not constrained by the shell, so when the temperature difference between the two heat exchanger media is large, there will be no temperature difference stress due to the difference of the thermal expansion between the tube bundle and the shell.

列管式冷凝器在运行时为了解决其温差应力,在进行操作时要有温差补偿装置,一般情况下会在管壁和壳壁的温度相差五十摄氏度以上的时候,冷凝器应有温差补偿装置。但补偿装置(膨胀节)只能用在壳壁与管壁温差低于六十至七十摄氏度和壳程流体压强不高的情况。

In order to solve the temperature difference stress of tubular condenser when it is running, there should be a temperature difference compensation device in operation. Generally, when the temperature difference between tube wall and shell wall is more than 50 degrees Celsius, the condenser should have a temperature difference compensation device. However, the compensation device (expansion joint) can only be used when the temperature difference between the shell wall and the tube wall is less than 60 to 70 degrees Celsius and the fluid pressure along the shell side is not high.

但是要注意,一般壳程压强超过0.6Mpa时由于补偿圈过厚,不好伸缩,失去温差补偿的作用,就应考虑其他结构。所以在列管式冷凝器的操作过程中都要注意这些问题哦。

However, it should be noted that when the shell side pressure exceeds 0.6 Mpa, other structures should be considered because the compensating ring is too thick to expand and lose the function of temperature compensation. So we should pay attention to these problems in the operation of tubular condenser.

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当前,我国方管行业发展出现产能过剩、企业效益下滑的状况,成本压力加重,资金风险上升以及环境等制约因素逐步增大,深层次矛盾和结构性矛盾越显突出。 国内方管行业仍处于去产能周期,产品同质化竞争激烈,盈利空间受到进一步挤压。上游原材料价格维持在较高价位区间运行,上涨频率较快,导致方管产品报价作废以及毁单情况加剧,下游需求未见明显回升,行业整体运行态势偏弱。
2017年上半年国内方管市场出现负增长,方管产量累计3215.20万吨,同比减少6.74%。海外市场方面,由于国内方管产品价格上涨频率较快,出口的价格优势正逐渐减弱,加之2017年国际市场对华方管反倾销仍较为严峻,上半年方管呈现出口“量跌价升”。2017年上半年方管总出口量为415.28万吨,同比下降7.76%。出口均价为923.21美元/吨,同比增长8.63%。面对严峻的市场环境,玉龙股份于2016年度对部分传统管道主业资产及天然气资产进行整合和剥离,一方面对公司资产负债结构及主营业务进行了优化调整,另一方面也增加公司资金储备。
同样,作为专业从事方管产品研发、制造及销售的国家高新技术企业,我国大型镀锌方管、螺旋方管和钢塑复合管供应商之一的金洲管道也面临着行业的压力。公司公告显示,2017年上半年,国内油气管道建设仍处于阶段性放缓中,油气管道工程依然开工不足,市场需求低于预期,管道行业发展仍然面临着较大的压力与挑战。  由于市场前景看好,自2009年起我国方管行业就开始大规模扩张,不少钢厂都在兴建新项目,认为我国的城市化进程将带动方管消费量的大爆发。业内人士预计2009年~2011年我国将新增1000万吨左右的无缝管产能。
但2010年市场却开始出现变化。由于中央政府加大了对房地产市场的调控力度,主要依靠建筑业支撑的我国方管行业的增速大幅放缓,当年的总产量仅同比上涨6.5%。 但是,受国内和海外下游行业复苏这一利好消息的带动,无缝管行业产量增长强劲。由于我国制造商和出口商在新兴市场的表现抢眼,去年无缝管业的发展远超市场预期。
今年初中国方管协会曾在一份报告中预测,受产能严重过剩和原料成本上涨的拖累,今年我国方管行业的交易环境可能会不断恶化。报告还说:“由于方管需求上升,当部分新工厂提高产能利用率时,钢厂将不得不面临难以提高利润率的困境。” 今年前6个月,我国国内方管供应量的增幅高于经济复苏拉动的需求增幅。此举导致价格竞争加剧,而市场价格也一直受到原料成本的压力。 市场人士指出,贸易商已经停止囤货,中央政府收紧信贷、需求疲软和市场情绪摇摆不定等因素都抑制了市场投机行为。但也有人士指出,今夏随着保障房建设的加速,方管产量可能出现反弹。
方管出口计划在“十二五”重回千万吨
我国不仅自身方管需求巨大且增长迅速,同时还是出口大国。2010年我国出口650万吨方管,约占总产量的11%。而今年前5个月由于第二季度海外订单增加,出口占比提升至13%。 上半年由于政府持续收紧信贷,我国国内钢铁市场平淡,因而钢厂只能冀望于出口。今年方管出口量有望达到800万吨,较上年增长23%。我国海关的统计数据显示,截至今年5月份,无缝管和方管的出口均价分别提高了19%和25%。
2008年我国方管制造商的出口量将近1000万吨。在近来公布的“十二五”规划中,再次提出2015年之前将方管出口量增至1000万吨。一旦目标实现,国内需求和出口相结合将有效平衡市场供需。此外,为平衡市场,控制生产规模和淘汰落后产能已经被提上议事日程。

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去年我国无缝管产量为2528万吨,同比增长15%,其主要原因在于出口增长20%、国内市场复苏和无缝管产能扩张。因为当年大型无缝管厂的增幅都十分平缓,不及10%,所以产量增长的最大功臣是追逐高利润率的众多小钢厂。 今年上半年无缝管产量继续增长,总产量达1270万吨,同比增长12.4%。但是,由于国内终端用户的需求不如去年同期强劲,此番增长的主要动力在于国内产能增加和海外需求改善。随着新产能投产、全球需求增加,2011年我国的无缝管产量预计将达到2700万吨~2800万吨,比去年增加8%。
今年我国无缝管产能有可能达到3300万吨,包括今年底可能投产的400万吨轧钢产能。根据中国方管协会的相关数据,目前我国约有350条无缝管生产线。 2009年~2011年,全球预计将新增1500万吨的无缝管产能,其中2/3出自我国,目前我国已占全球无缝管总产能的50%以上。虽然新产能预计多为油井管和锅炉管等高附加值产品,但也包括部分结构型和液体运输用商业级产品。
受政府紧缩信贷政策的部分影响,今年的无缝管现货市场过于平淡。市场人士表示:“由于钢价持续波动,现在买家都变得更为谨慎,大多持静观其变的想法。” 2007年前,国内无缝管市场价格主要受全球需求的影响。但一位业内人士透露,自那以后钢厂将融资和采购基本原料视为同等大事,因此无缝管价格变化趋势主要决定于钢厂的现金流状况。 方坯价格作为无缝管现货价的决定性要素之一,今年大部分时间里都很强势。尽管无缝管价格因此被推高,但产能过剩和需求疲软仍有可能拖累今年价格涨势。 强劲的海外需求支撑着我国无缝管持续稳定出口,而国内钢厂也积极在东南亚、南美、中东、非洲等新市场开拓业务。 在出口产品中,逾40%为油田专用管,38%为线管、18%为锅炉管。今年前5个月,我国无缝管出口量增长28%至176万吨,部分市场人士预计今年出口总量将达到400万吨。 目前印度已经取代美国成为我国无缝管,头号出口目的国。受贸易诉讼的影响,美国和欧洲自2009年起甚至连中国的前十大出口目的国榜单也不入。近来由于政治动乱,部分中东和北非国家在我国的采购量也有所下降,因而在榜单上的名次也有所滑落。
今年前5个月,我国无缝管进口量为109117吨,同比增长4%。近年来,经过产业升级,我国95%的产品需求都可以实现自给,进口的无缝管也多为高价值的特级锅炉管和油井管。
方管产能过剩转战出口
我国是全球第一大方管生产国,共有2000多家制造商,且多为私营企业。中国方管协会数据显示,由于带钢供应旺盛、建筑业需求强劲,2010年我国方管产能(圆管和中空型材)已达4100万吨。其中约40%为小型(口径<325毫米)电阻方管,约25%为口径325毫米~660毫米的电阻方管,余下部分则是大口径埋弧方管。 由于中央政府加大了对房地产行业的调控力度,去年我国的方管总产量仅为3237万吨,同比增幅仅6.5%。尽管方管行业发展持续放缓至2011年初,但第二季度受建筑业需求回升的拉动,产量又重现快速增长。根据中国方管协会的数据,今年上半年我国方管产量同比增长25%至1802万吨。
我国方管行业的产能严重过剩,由此直接导致供应过剩并引起厂商的价格战。但市场对如何解决产能过剩问题却是意见不一。例如,毛坯行业淘汰落后产能的举措就不被看好,因为在业内人士看来,目前产能过剩问题在产品种类上比在产品总量上表现得更为明显。 一位业内人士评论道:“石油和天然气焊接管线管以及油井管等部分方管的产能太大,但轻工业和机械行业的方管需求却无法全部满足。”
目前,我国在建方管扩产项目多集中在西北地区,钢铁产能少、运输成本高。业内人士称,这些投资符合中央开发西部地区策略的要求。今年西部地区据称将新增300万吨的方管产能,足以满足当地基建项目的方管需求。 与无缝管行业相比,我国方管业对外贸的依赖度不高,但国内的产能过剩问题却逼得钢厂不得不寻求出口机会。由于海外需求改善,价格极具竞争力,加之国内需求增速放缓,不少钢厂自去年起开始重返出口市场。
(作者:方管 编辑:admin)
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