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鈦換熱器的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀
一、鈦換熱器發(fā)展現(xiàn)狀
1、艦船用鈦換熱器的市場分析
鈦在艦船和海洋工程中的運用將逐漸增多。這是因為,在海水作業(yè)條件下,鈦具有優(yōu)異的耐腐蝕性、低密度產(chǎn)性的分量減輕、高比強度、高耐沖刷腐蝕功能、及其高抗沖擊功能,這些因素使規(guī)劃工程師能夠使體系成本和修理時問大大下降(或免于保護),而且提供優(yōu)異功能和實際上的無限運用壽數(shù)。鈦能夠作為管件、法蘭、管子、短管、板材、薄板和緊固件等,能夠加工成型為各種所需的形狀。鈦在(管殼式和板架式)熱交換器設(shè)備、管路體系中,用作構(gòu)件、艙體和容器;鈦在許多艦船上的運用現(xiàn)已成為規(guī)范,在水兵中的運用將日益廣泛,因為能夠解決艦船執(zhí)役中的腐蝕問題,具有明顯下降艦船執(zhí)役中的全壽數(shù)成本。
鈦在海水設(shè)備和船只上的運用示于表1中,包含水兵艦船和近海渠道(海上石油渠道)。表中給出了美國水兵以為船只上適用于選用鈦制備的設(shè)備,還示出了不限于水兵艦船的運用場合。這個表雖然不完全,但能夠顯示鈦的運用熱門范疇。
在艦船上,鈦熱交換器現(xiàn)已用于蒸發(fā)設(shè)備冷凝器(殼管式)、“宙斯盾”雷達電子體系冷卻設(shè)備(殼管式/板式)、空調(diào)冷凝器(殼管式)、蒸餾設(shè)備用鹽水加熱器和鹽水預(yù)加熱器(殼管式/板式)、脫鹽設(shè)備(殼管式)、發(fā)起機套冷卻器和TAO注油器(殼管式)。鈦熱交換器,現(xiàn)已成為鈦在艦船運用熱門范疇,值得引起注重,開展深入研討和開發(fā)。在2009~2015年期間,我國船只工業(yè)仍將堅持較快的開展。船只工業(yè)對鈦換熱器的需求將堅持安穩(wěn)添加,鈦熱交換器將在船只中比重將逐漸增多。
2、核電用鈦換熱器的市場分析
動力危機和保護環(huán)境,促使各國大力開展核電工業(yè)。截至2008年頭,國際在31個國的201座核電站中運轉(zhuǎn)著442個核電反應(yīng)堆。其中,104個在美國,58個在法國,55個在日本,算計占總數(shù)約一半。俄羅斯運轉(zhuǎn)中的核電機組為31臺,另有7臺在建。在擁有核電的30個國中,已有18個國和地區(qū)核發(fā)電量占發(fā)電總量的份額超越20%。核電所占份額不同很大:法國高達78%、比利時為54%、韓國為39%、瑞士為37%、日本為300/0、美國為19%、俄羅斯為16%、我國為2%?,F(xiàn)在,我國正在經(jīng)歷巨大的動力添加,而且正在盡力擴展它能夠擴展的一切動力,包含核電。
我國有4座反應(yīng)堆在建,并計劃到2020年擴展近五倍。換熱器被廣泛地運用于核能發(fā)電設(shè)備中,是二回路必不可少的聯(lián)合設(shè)備?,F(xiàn)在在核電廠內(nèi)廣泛運用的是u型管殼式換熱器。管殼式換熱用具有承高壓及耐高溫,密封功能好,安全可靠等特色,結(jié)構(gòu)簡略、制作材料也較為廣泛,適應(yīng)性強,尤其是在高溫、高壓和大型設(shè)備中選用更為普遍。
從1972年首一臺悉數(shù)用鈦管制作的發(fā)電設(shè)備用冷凝器開端投人運轉(zhuǎn)以來,這種冷凝器在核電廠和火力發(fā)電廠的用量迅速添加。據(jù)統(tǒng)計,火電廠一臺20萬千瓦機組用鈦量約為90t;一座核電站的用鈦量約為80~100t。在我國,由西北有色金屬研討院規(guī)劃研制的Ti一31鈦合金也已成功用于我國核動力設(shè)備。井在臺州電廠、上海金山熱電廠和鎮(zhèn)海發(fā)電廠等的發(fā)電機組中推廣運用了鈦管冷凝器,用鈦量約700t。在秦山核電站、大亞灣核電站,其汽輪機冷凝器、設(shè)備冷卻水熱交換器都選用的是全鈦冷凝器。此外,鈦還廣泛用于現(xiàn)代電廠的輔助冷卻回路的軟化水冷卻器、冷卻池、給水和加汽冷卻器以及發(fā)電機變壓器的冷卻器和潤滑油冷卻器和汽輪機等。
核電站設(shè)備冷卻體系用大型板式換熱器主要換熱元件板片的材料為工業(yè)純鈦,換熱器的框架材料為碳鋼,其材料有必要符合核電站適用的規(guī)范及規(guī)范。
因為國際功動力危機,核電迎來了快速開展時期。2007~2020年,國內(nèi)將開工建造46臺100萬千瓦核電機組,用于核電建造的出資大約4500億元。換熱器是核電站的重要設(shè)施之一,鈦換熱用具有較高耐蝕性、較明顯長處是可靠性高,可避免因管子走漏而被迫下降負(fù)荷運轉(zhuǎn)或停車,確保電廠的安穩(wěn)安全生產(chǎn)。所以在往后一段時間,鈦制換熱器在核電站的運用將會不斷添加。
3、海洋工程用鈦換熱器的市場分析
在海洋工程等范疇,各國對鈦換熱器、鈦冷凝器、采油渠道、鈦蒸發(fā)器設(shè)備等方面的運用適當(dāng)注重。
對海洋渠道,材料輕是極為重要的,因而海洋渠道用換熱器選鈦材,是現(xiàn)在規(guī)劃的運用壽數(shù)30~50年的海洋用設(shè)備必不可少的。
據(jù)報道,歐洲濱海油氣田鉆探用鈦量已占整個工業(yè)用鈦量的19%。運用的品種如:工業(yè)純鈦用于滅火水體系、鉆套、鎮(zhèn)水體系、錨定體系的管道、海水管道體系、立管;Ti-6A1-4VELI用于應(yīng)力接頭和鉆井立管等;Ti-3Al-2.5V用作增壓管道;用Ti-6Al-4V-Ru管制作提高鉆具設(shè)備;用Ti-3Al-2.5V-Ru合金制作鉆探設(shè)備上的盤繞管;用Ti-38644合金制作取樣室、各種用具、泥漿鉆探助推器、密封件、水下安全閥門等;也有將Ti-Ni形狀記憶合金用于不易焊接的浮動渠道的連接管接頭。
近海運用還有噴灑頭,集水體系;噴管和集水閥;潤滑油冷卻器;壓氣機冷卻器;工業(yè)用水管路;中心板式換熱器;排水管冷卻器;直接低壓原油用冷卻器(管殼式換熱器);工程套管冷卻器;丙烷冷凝器;閃蒸氣體壓氣機;管殼式換熱器用于氣體脫水器冷卻器;天然氣冷卻器;乙二醇冷卻器;中心冷卻器;級問石油冷卻器。
每架渠道水面以上管道體系鈦的消耗量為50~150t,深海生產(chǎn)的立管體系,每個需要500t以上的鈦合金。
海洋熱能轉(zhuǎn)化設(shè)備。海洋熱能轉(zhuǎn)化過程是運用熱帶海洋天然溫差來發(fā)生有用的能量。以水深200m計算,溫差可達14℃,運用水溫差發(fā)電的關(guān)鍵是作動流體。
所謂作動流體是能使此種溫差發(fā)生較大蒸汽壓差的中心物質(zhì),氟利昂和氨具有這種特l生。鈦是制作海水與氟利昂及氨熱交換器的較好材料。為了提高熱交換作用,所用鈦板、鈦管多做成異型,如波紋板、蜂窩板、帶筋管、鰭片管和波紋管等。為了便于加工,較適用的是工業(yè)純鈦,美國夏威夷島的溫差發(fā)電站、日本挪而島的溫差發(fā)電站都選用的是鈦管蒸發(fā)器和冷凝器。
海洋石油氣鉆探渠道。鈦制換熱器用于在海洋石油氣鉆探方面,已有多年的運用歷史。1995年Conooo挪威有限公司在北海Heidrum高壓鉆井立管上運用了Ti-6Al-4VELI擠壓管和法蘭。這鉆井渠道還運用了用Ti-6Al-4VELI合金制成的緊固設(shè)備和用Ti-3Al-2.5V合金制作的鉆井泥漿助推器。鈦產(chǎn)品在鉆井渠道范疇的市場很大。僅挪威區(qū)域的渠道和海底油氣田已運用了上千噸鈦材。在墨西哥灣Ory海王星鉆井項目,人們還用Ti-6Al-4VELI鉆芯應(yīng)力接頭取代了價格昂貴又不那么可靠的可彎鋼接頭。
對海洋渠道而言,鈦換熱器是海洋渠道的選擇,也是滿意規(guī)劃壽數(shù)30~50年的海洋用設(shè)備必不可少的。鈦及鈦合金在海洋工程中的運用量正在成倍添加,其運用品種也在增多。鈦是制作海水與氟利昂及氨熱交換器的較好材料;鈦產(chǎn)品在鉆井渠道范疇的市場很大。
4、海水淡化用鈦換熱器的市場分析
鈦是海水淡化設(shè)備換熱器的首擇材料。跟著濱海地區(qū)石油化工、電力等職業(yè)的迅速開展,運用海水取代日益嚴(yán)重的淡水作為工業(yè)冷卻介質(zhì),能夠節(jié)約很多的淡水資源,獲得明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。
多級閃蒸板法海水淡化設(shè)備。多級閃蒸海水淡化設(shè)備技能老練、出水量大、淡水品質(zhì)高、淡水成本低、適用范圍廣、運轉(zhuǎn)安穩(wěn),再加上其運用電廠低品位熱能,提高了動力運用率。伴跟著國產(chǎn)MSF設(shè)備的開發(fā)成功,其必將成為近期濱海電廠首擇的鍋爐補給水設(shè)備。
海水淡化市場分析,國內(nèi)市場前景良好。海水淡化設(shè)備中的鹽水加熱器和蒸發(fā)器很多運用鈦制管板和管道,僅一個用工業(yè)純鈦澆鑄的球形閥殼耗用2750kg,可見其市場規(guī)劃及潛力。
我國的海水淡化的研討起步較早,1958年開端電滲析(ED)的研討,1965年開端反滲透(R0)和蒸餾等的研討。我國海水淡化工作起步于1958年。40年來開展較快,獲得了長足進步和明顯的成果,已逐漸形成了一門綜合性的技能學(xué)科和水處理技能產(chǎn)業(yè)。包含蒸餾法、電滲析法、反滲透法、太陽能法等淡化技能在不同程度上得到較廣泛的開發(fā)和運用,并已獲得良好的社會、環(huán)境和經(jīng)濟效益。海水淡化工程不但在國內(nèi)獲得開展,而且還有技能輸出,如多套設(shè)備已出口到印尼、中東、基里巴斯和馬爾代夫等國和地區(qū)。據(jù)不完全統(tǒng)計,全國擁有一支為數(shù)3000人以上的專業(yè)技能部隊,從事科研與開發(fā)的單位100多個,設(shè)備生產(chǎn)廠60多家。其中膜法技能所占比重較大,約占90%以上。
因為濱海地區(qū)淡水需求量的日益增大和我國海洋資源配合運用呼聲的升高,以多級閃蒸為龍頭的大型蒸餾海水淡化設(shè)備(包含MSF、ME、VC)的開發(fā)生產(chǎn)必將成為我國的一項新興產(chǎn)業(yè)。加之我國具有漫長的海岸和豐厚廉價的海水資源,向大海要效益是往后一段時期我國的一個新的經(jīng)濟添加點。正像專家預(yù)言的那樣:
海水淡化將成為我國2l世紀(jì)的朝陽產(chǎn)業(yè)。
國外市場前景極為可觀。海水淡化技能經(jīng)過半個多世紀(jì)的開展,從技能上講,現(xiàn)已比較老練,大規(guī)劃地把海水變成淡水,現(xiàn)已在國際各地出現(xiàn),主要是海灣地區(qū)?,F(xiàn)在主要海水淡化方法有多級閃蒸、反滲透、多效蒸發(fā)和壓汽蒸餾等,較大的多級閃蒸法淡化廠規(guī)劃達30萬m3/d,較大的反滲透法淡化廠規(guī)劃為20萬m3/d。
國外鈦熱交換器的市場也極為可觀。僅日本1999年制作熱交換器的用鈦量為2100t,估量2009年將達5000t。
商用和軍用航空用鈦占?xì)W洲市場總需求量的50%,化學(xué)工業(yè)、電力、脫鹽業(yè)及其它占28%,熱交換器占11%,海洋工程占8%,裝甲占3%。
海水淡化設(shè)備有:通風(fēng)凝結(jié)器和噴射壓氣機,熱放出部冷凝器,熱收回部冷凝器。
據(jù)報道,日產(chǎn)百噸的海水淡化設(shè)備用鈦管達6萬根。從1967年至1994年,在近30年的時間里,共生產(chǎn)了52套原子能級火力發(fā)電用冷凝器和7套海水淡化設(shè)備,合計運用鈦焊管l1000t。
二、鈦換熱器市場前景
據(jù)2008年9月國際鈦年會材料,全球經(jīng)濟一體化,形成各商業(yè)部門和終端市場的極大的不確定性。作為鈦工業(yè)領(lǐng)頭羊的航空業(yè),因為波音787夢幻者和空中客車380項意圖延遲,在2009年至2010年期問,需求會有輕微下降。
不過,雖然工業(yè)界專家預(yù)期有20個月的衰退期,這些選用了很多鈦的商業(yè)飛行,商業(yè)航空的全體狀況仍然堅持健康,因為截止2008年8月,共累積有超越7500架噴氣飛機的訂單,這些訂單大部分是印度和亞洲航空業(yè)所訂貨的。
業(yè)已知悉,鈦是航空結(jié)構(gòu)件和發(fā)起機部件的候選材料。國際民用和軍用鈦需求將在2009年到達36290噸,至2015年將添加至65500噸。航空業(yè)外的市場,如轎車、生物醫(yī)學(xué)、建筑物和消費產(chǎn)品,年需求鈦將達13610噸。
關(guān)于航空業(yè)之外的職業(yè),全國際鈦的需求有望堅持安穩(wěn)。例如,管殼式熱交換器,將從2008年的8800噸,添加至2015年的10400噸,年添加率將到達2.42%;板式換熱器,將從2008年6100噸,添加至2015年的10400噸,年添加率到達7.92%。