Anvendelse af titaniumrør i afsaltningsudstyr

Ferskvand udgør ca. 3% af jordens vandressourcer. Det er en vigtig tendens i verden at skaffe nye ferskvandsressourcer gennem afsaltning. På nuværende tidspunkt er afsaltning blevet den vigtigste måde at skaffe vandressourcer på i områder som Mellemøsten, der mangler vandressourcer.

Afsaltning i verden

I 1993 var der 9014 afsaltningsanlæg i 5738 regioner i verden med en samlet kapacitet på 1,624x107m3/d. Den samlede kapacitet i Mellemøsten alene var 8,91x106m3/d, svarende til 55%, og den i USA var 2,37x106m3/d, svarende til 5%.
Allerede i 1950'erne blev afsaltning brugt til at producere ferskvand. De vigtigste metoder til afsaltning er:

• ① Fordampningsmetode: flertrinsflash, enkelttrinsflash, lodret multieffekt, vandret multieffekt, nedsænkningsrør, dampkompression;
• ② Membranmetode: elektrodialyse, omvendt osmose;
• ③ Sammensat metode.

Blandt dem står fordampningsmetoden for 60%, metoden med omvendt osmose for 33% og elektrodialysemetoden for 5,5%.

Anvendelse af titanium i afsaltningsudstyr

Varmeledende rør i udstyr til afsaltning af havvand

Det oprindelige varmerør til afsaltningsudstyr bruger hovedsageligt kobberlegeringsrør, som er blevet erstattet af titaniumrør med høj pålidelighed og fri for vedligeholdelse på grund af dens mange mangler

Vægtykkelse af titaniumrør

Vægtykkelsen på varmeoverførselsrøret bestemmes af brugsbetingelserne, rørpladematerialer, konstruktionskapacitet til ekspanderende drift, svejseteknologi i rørenden osv. fordi diameteren på varmeoverførselsrøret er lille, og styrkekravene ikke er høje, bruges røret med tyndere vægtykkelse i faktisk brug, generelt er vægtykkelsen på kobberlegeringsrør 0,9 mm-1,2 mm; i stedet for titanrør kan det tyndvæggede svejsede rør med 0,3 mm vægtykkelse bruges på stedet med mindre korrosivitet.

Varmeledningsevne for titaniumrør

På grund af de forskellige materialer i varmeledende rør er varmeledningsevnen også forskellig. For eksempel er titanium 17w / (m - K), aluminium messing er loow / (m - K), 90 / 10 hvidt kobber er 47w (m - K), 70 / 30 hvidt kobber er 29w / (M - K). Derfor kan den varmeledende effekt af varmeledende rør kontrolleres ved ændring af vægtykkelse. Blandt de ovennævnte materialer har titanium den mindste varmeledningsevne. For eksempel, hvis der anvendes tyndvægget titanium svejset rør, er dets varmeledningsevne værre end aluminiumsmessing, men det svarer til 90/10 hvidt kobber og bedre end 70/30 hvidt kobber.

Økonomi i titaniumrør

Enhedsmasseprisen på titaniumrør er 2-6 gange mere end for kobberlegering, men samtidig med at man fortolker omkostningseffektiviteten, kan titaniumrørprisen opvejes med kobberlegeringsrøret. På grund af den lave titantæthed og den samme vægtykkelse er titaniumrøret med samme længde kun 50% af kobberlegeringsrøret. Når tykkelsen på titaniumrøret er 50% af kobberlegeringsrøret, er titaniumrøret med det samme varmeoverførselsområde kun 1/4. af kobberlegeringsrøret på det nuværende prisniveau. Den samlede pris på tyndvægget titanium svejset rør er den samme som for aluminium kobberrør, hvilket er billigere end for hvidt kobberrør.

Udvikling og anvendelse af tyndvæggede, svejsede titaniumrør i Japan

Den vellykkede udvikling af teknologi til valsning af titaniumbånd er blevet grundlaget for masseproduktion af svejsede titaniumrør. I 1960'erne blev titaniumtråd brugt til produktion af kviksølvbaseret kaustisk soda i Japan; i begyndelsen af 1990'erne blev produktionsprocessen for kaustisk soda forbedret for at forhindre forurening. Med vedtagelsen af membranmetoden blev der anvendt mere end 700 tons titaniumstrimler. Ved denne lejlighed udviklede Japan teknologien til kontinuerlig produktion af varmvalsede og koldvalsede titaniumstrimler og etablerede teknologien til afsaltning af havvand og tyndvæggede svejsede titaniumrør til kraftværkskondensator Produktionsteknologien til tyndvæggede svejsede rør er udviklet i henhold til batchproduktionssystemet med spole.
Kraftværkskondensatorer produceret af Hitachi, Mitsubishi og Toshiba bruger 0,5 mm tykke titanium-svejsede rør. Afsaltningsenhederne produceret af Mitsubishi, Kawasaki, Hitachi, Mitsui og Kobe Steel bruger 0,5 mm-0,7 mm tykke titanium-svejsede rør.
Titanium svejset rør er blevet brugt i vid udstrækning til afsaltning af havvand, jernfremstilling, skibsfart, olieraffinering, kemisk industri og andre områder. I 1983 producerede Japan i løbet af 16 år 4038 tons tyndvæggede titanium-svejsede rør til afsaltningsudstyr over hele verden, som ikke er blevet beskadiget af havvandskorrosion.

Ventilationskondensator og jetkompressor

Det rigtige afsaltningsudstyr i Japan er 2650t / D afsaltningsudstyr til havvand bygget af Matsushima carbon Mine Co., Ltd. i 1967. På grund af korrosion af Br - i havvand kan varmeoverførselsrørene og rørpladerne i enhedens ventilationskondensatorer og jetkompressorer ikke være lavet af kobberlegering. Efter udskiftning af titanium er der ingen fejl forårsaget af korrosion.

Kondensator til varmeafgivelse

Flertrins-flashkondensatoren bruger havvand som kølevand til at afkøle den vanddamp, der produceres af flashkamre på alle niveauer. Da havvandet ofte er blandet med sediment og havdyr, sætter de sig fast i varmeoverførselsrøret og rørenden og nedbryder kobberlegeringsrøret. Derfor bruges titaniumrør på varmeoverførselskondensatorerne i næsten alt MSF-afsaltningsudstyr. Især for at dræbe bakterierne i havvandet er det nødvendigt at bruge titaniumrør med god korrosionsbestandighed, når der skal indsprøjtes ilt.

Kondensator til varmegenvinding

Kondensatorens varmeoverførselsareal i varmegenvindingsafdelingen er stort. Af økonomiske årsager bruges kobberlegeringsrør normalt nu, og titaniumrør bruges kun ved særlige lejligheder. For eksempel har mediet, der indeholder ammoniak eller hydrogensulfid, alvorlig korrosion på kobberlegering. I 1977 blev afsaltningsenheden 3600t / D MSF eksporteret til Tyskland lavet af titanium i stedet for kobberlegering, fordi det var et tilbehørsudstyr til ammoniak; på grund af korrosion af svovlholdigt ilt korroderede afsaltningsenheden 3120t / D MSP i Peru aluminiumsmessingrøret et år senere og erstattede endelig hele varmeoverførselsrøret med titaniumrør.

Det rapporteres, at 60000 titaniumrør bruges i afsaltningsanlæg til havvand med en daglig produktion på 100 tons. Fra 1967 til 1994, i de sidste 30 år, er der blevet produceret 52 sæt kondensatorer og 7 sæt udstyr til afsaltning af havvand til termisk kraftproduktion på det oprindelige energiniveau, med i alt 11000 ton titanium-svejsede rør.

Problemer i brug

Galvanisk korrosion

Når titanium er i kontakt med andre metaller, kan det fremme korrosionen af andre metaller. Forebyggelsesmetoden er, at titanium eller offeranode bruges til både varmeoverførselsrør og rørplade. Over 80 ℃, for at forhindre brintabsorption, bruges fe-90% Ni-legering som offeranode; under 80 ℃ bruges belægning eller gummiforet stålplade.

Interstitiel korrosion

Titaniumrøret er installeret på titaniumrørpladen ved at udvide rørmetoden, og den interstitielle korrosion kan forekomme i havvandet med en pH-værdi på 8 ved 100 ℃, men kobberlegeringen bruges i det faktiske vandkammer, selvom havvandstemperaturen når 120 ℃, vil den interstitielle korrosion ikke forekomme. For at forbedre udstyrets pålidelighed bruges rørendesvejsning ofte til at forhindre spaltekorrosion, når temperaturen er mere end 100 ℃.

Absorption af brint

I havvand over 80 °C kan titanium absorbere brint; når der anvendes katodisk beskyttelse, absorberes brint, når der anvendes overbeskyttelse. Hvis fe-9% NQ-legering bruges som offeranodeplade, vil titaniumbrintabsorption ikke forekomme.

Vibrationer

På grund af den tynde væg i titanium-rørVed udskiftning af kobberlegeringsrør skal man være opmærksom på skader forårsaget af rørvibrationer. Dette problem kan løses ved at bruge en metode, der er mindre end kobberlegeringsrørets.

Kilde: Producent af titaniumrør i Kina: www.titaniuminfogroup.com