钛换热器的发展与应用现状

一、钛换热器发展现状

1、舰船用钛换热器的市场分析

钛在舰船和海洋工程中的运用将逐渐增多。这是因为，在海水作业条件下，钛具有优异的耐腐蚀性、低密度产性的分量减轻、高比强度、高耐冲刷腐蚀功能、及其高抗冲击功能，这些因素使规划工程师能够使体系成本和修理时问大大下降(或免于保护)，而且提供优异功能和实际上的无限运用寿数。钛能够作为管件、法兰、管子、短管、板材、薄板和紧固件等，能够加工成型为各种所需的形状。钛在(管壳式和板架式)热交换器设备、管路体系中，用作构件、舱体和容器；钛在许多舰船上的运用现已成为规范，在水兵中的运用将日益广泛，因为能够解决舰船执役中的腐蚀问题，具有明显下降舰船执役中的全寿数成本。

钛在海水设备和船只上的运用示于表1中，包含水兵舰船和近海渠道(海上石油渠道)。表中给出了美国水兵以为船只上适用于选用钛制备的设备，还示出了不限于水兵舰船的运用场合。这个表虽然不完全，但能够显示钛的运用热门范畴。

在舰船上，钛热交换器现已用于蒸发设备冷凝器(壳管式)、“宙斯盾”雷达电子体系冷却设备(壳管式／板式)、空调冷凝器(壳管式)、蒸馏设备用盐水加热器和盐水预加热器(壳管式／板式)、脱盐设备(壳管式)、发起机套冷却器和TAO注油器(壳管式)。钛热交换器，现已成为钛在舰船运用热门范畴，值得引起注重，开展深入研讨和开发。在2009～2015年期间，我国船只工业仍将坚持较快的开展。船只工业对钛换热器的需求将坚持安稳添加，钛热交换器将在船只中比重将逐渐增多。

2、核电用钛换热器的市场分析

动力危机和保护环境，促使各国大力开展核电工业。截至2008年头，国际在31个国的201座核电站中运转着442个核电反应堆。其中，104个在美国，58个在法国，55个在日本，算计占总数约一半。俄罗斯运转中的核电机组为31台，另有7台在建。在拥有核电的30个国中，已有18个国和地区核发电量占发电总量的份额超越20％。核电所占份额不同很大：法国高达78％、比利时为54％、韩国为39％、瑞士为37％、日本为300／0、美国为19％、俄罗斯为16％、我国为2％。现在，我国正在经历巨大的动力添加，而且正在尽力扩展它能够扩展的一切动力，包含核电。

我国有4座反应堆在建，并计划到2020年扩展近五倍。换热器被广泛地运用于核能发电设备中，是二回路必不可少的联合设备。现在在核电厂内广泛运用的是u型管壳式换热器。管壳式换热用具有承高压及耐高温，密封功能好，安全可靠等特色，结构简略、制作材料也较为广泛，适应性强，尤其是在高温、高压和大型设备中选用更为普遍。

从1972年首一台悉数用钛管制作的发电设备用冷凝器开端投人运转以来，这种冷凝器在核电厂和火力发电厂的用量迅速添加。据统计，火电厂一台20万千瓦机组用钛量约为90t；一座核电站的用钛量约为80～100t。在我国，由西北有色金属研讨院规划研制的Ti一31钛合金也已成功用于我国核动力设备。井在台州电厂、上海金山热电厂和镇海发电厂等的发电机组中推广运用了钛管冷凝器，用钛量约700t。在秦山核电站、大亚湾核电站，其汽轮机冷凝器、设备冷却水热交换器都选用的是全钛冷凝器。此外，钛还广泛用于现代电厂的辅助冷却回路的软化水冷却器、冷却池、给水和加汽冷却器以及发电机变压器的冷却器和润滑油冷却器和汽轮机等。

核电站设备冷却体系用大型板式换热器主要换热元件板片的材料为工业纯钛，换热器的框架材料为碳钢，其材料有必要符合核电站适用的规范及规范。

因为国际功动力危机，核电迎来了快速开展时期。2007～2020年，国内将开工建造46台100万千瓦核电机组，用于核电建造的出资大约4500亿元。换热器是核电站的重要设施之一，钛换热用具有较高耐蚀性、较明显长处是可靠性高，可避免因管子走漏而被迫下降负荷运转或停车，确保电厂的安稳安全生产。所以在往后一段时间，钛制换热器在核电站的运用将会不断添加。

3、海洋工程用钛换热器的市场分析

在海洋工程等范畴，各国对钛换热器、钛冷凝器、采油渠道、钛蒸发器设备等方面的运用适当注重。

对海洋渠道，材料轻是极为重要的，因而海洋渠道用换热器选钛材，是现在规划的运用寿数30～50年的海洋用设备必不可少的。

据报道，欧洲滨海油气田钻探用钛量已占整个工业用钛量的19％。运用的品种如：工业纯钛用于灭火水体系、钻套、镇水体系、锚定体系的管道、海水管道体系、立管；Ti-6A1-4VELI用于应力接头和钻井立管等；Ti-3Al-2.5V用作增压管道；用Ti-6Al-4V-Ru管制作提高钻具设备；用Ti-3Al-2.5V-Ru合金制作钻探设备上的盘绕管；用Ti-38644合金制作取样室、各种用具、泥浆钻探助推器、密封件、水下安全阀门等；也有将Ti-Ni形状记忆合金用于不易焊接的浮动渠道的连接管接头。

近海运用还有喷洒头，集水体系；喷管和集水阀；润滑油冷却器；压气机冷却器；工业用水管路；中心板式换热器；排水管冷却器；直接低压原油用冷却器(管壳式换热器)；工程套管冷却器；丙烷冷凝器；闪蒸气体压气机；管壳式换热器用于气体脱水器冷却器；天然气冷却器；乙二醇冷却器；中心冷却器；级问石油冷却器。

每架渠道水面以上管道体系钛的消耗量为50～150t，深海生产的立管体系，每个需要500t以上的钛合金。

海洋热能转化设备。海洋热能转化过程是运用热带海洋天然温差来发生有用的能量。以水深200m计算，温差可达14℃，运用水温差发电的关键是作动流体。

所谓作动流体是能使此种温差发生较大蒸汽压差的中心物质，氟利昂和氨具有这种特l生。钛是制作海水与氟利昂及氨热交换器的较好材料。为了提高热交换作用，所用钛板、钛管多做成异型，如波纹板、蜂窝板、带筋管、鳍片管和波纹管等。为了便于加工，较适用的是工业纯钛，美国夏威夷岛的温差发电站、日本挪而岛的温差发电站都选用的是钛管蒸发器和冷凝器。

海洋石油气钻探渠道。钛制换热器用于在海洋石油气钻探方面，已有多年的运用历史。1995年Conooo挪威有限公司在北海Heidrum高压钻井立管上运用了Ti-6Al-4VELI挤压管和法兰。这钻井渠道还运用了用Ti-6Al-4VELI合金制成的紧固设备和用Ti-3Al-2.5V合金制作的钻井泥浆助推器。钛产品在钻井渠道范畴的市场很大。仅挪威区域的渠道和海底油气田已运用了上千吨钛材。在墨西哥湾Ory海王星钻井项目，人们还用Ti-6Al-4VELI钻芯应力接头取代了价格昂贵又不那么可靠的可弯钢接头。

对海洋渠道而言，钛换热器是海洋渠道的选择，也是满意规划寿数30～50年的海洋用设备必不可少的。钛及钛合金在海洋工程中的运用量正在成倍添加，其运用品种也在增多。钛是制作海水与氟利昂及氨热交换器的较好材料；钛产品在钻井渠道范畴的市场很大。

4、海水淡化用钛换热器的市场分析

钛是海水淡化设备换热器的首择材料。跟着滨海地区石油化工、电力等职业的迅速开展，运用海水取代日益严重的淡水作为工业冷却介质，能够节约很多的淡水资源，获得明显的经济效益和社会效益。

多级闪蒸板法海水淡化设备。多级闪蒸海水淡化设备技能老练、出水量大、淡水品质高、淡水成本低、适用范围广、运转安稳，再加上其运用电厂低品位热能，提高了动力运用率。伴跟着国产MSF设备的开发成功，其必将成为近期滨海电厂首择的锅炉补给水设备。

海水淡化市场分析，国内市场前景良好。海水淡化设备中的盐水加热器和蒸发器很多运用钛制管板和管道，仅一个用工业纯钛浇铸的球形阀壳耗用2750kg，可见其市场规划及潜力。

我国的海水淡化的研讨起步较早，1958年开端电渗析(ED)的研讨，1965年开端反渗透(R0)和蒸馏等的研讨。我国海水淡化工作起步于1958年。40年来开展较快，获得了长足进步和明显的成果，已逐渐形成了一门综合性的技能学科和水处理技能产业。包含蒸馏法、电渗析法、反渗透法、太阳能法等淡化技能在不同程度上得到较广泛的开发和运用，并已获得良好的社会、环境和经济效益。海水淡化工程不但在国内获得开展，而且还有技能输出，如多套设备已出口到印尼、中东、基里巴斯和马尔代夫等国和地区。据不完全统计，全国拥有一支为数3000人以上的专业技能部队，从事科研与开发的单位100多个，设备生产厂60多家。其中膜法技能所占比重较大，约占90％以上。

因为滨海地区淡水需求量的日益增大和我国海洋资源配合运用呼声的升高，以多级闪蒸为龙头的大型蒸馏海水淡化设备(包含MSF、ME、VC)的开发生产必将成为我国的一项新兴产业。加之我国具有漫长的海岸和丰厚廉价的海水资源，向大海要效益是往后一段时期我国的一个新的经济添加点。正像专家预言的那样：

海水淡化将成为我国2l世纪的朝阳产业。

国外市场前景极为可观。海水淡化技能经过半个多世纪的开展，从技能上讲，现已比较老练，大规划地把海水变成淡水，现已在国际各地出现，主要是海湾地区。现在主要海水淡化方法有多级闪蒸、反渗透、多效蒸发和压汽蒸馏等，较大的多级闪蒸法淡化厂规划达30万m3/d，较大的反渗透法淡化厂规划为20万m3/d。

国外钛热交换器的市场也极为可观。仅日本1999年制作热交换器的用钛量为2100t，估量2009年将达5000t。

商用和军用航空用钛占欧洲市场总需求量的50％，化学工业、电力、脱盐业及其它占28％，热交换器占11％，海洋工程占8％，装甲占3％。

海水淡化设备有：通风凝结器和喷射压气机，热放出部冷凝器，热收回部冷凝器。

据报道，日产百吨的海水淡化设备用钛管达6万根。从1967年至1994年，在近30年的时间里，共生产了52套原子能级火力发电用冷凝器和7套海水淡化设备，合计运用钛焊管l1000t。

二、钛换热器市场前景

据2008年9月国际钛年会材料，全球经济一体化，形成各商业部门和终端市场的极大的不确定性。作为钛工业领头羊的航空业，因为波音787梦幻者和空中客车380项意图延迟，在2009年至2010年期问，需求会有轻微下降。

不过，虽然工业界专家预期有20个月的衰退期，这些选用了很多钛的商业飞行，商业航空的全体状况仍然坚持健康，因为截止2008年8月，共累积有超越7500架喷气飞机的订单，这些订单大部分是印度和亚洲航空业所订货的。

业已知悉，钛是航空结构件和发起机部件的候选材料。国际民用和军用钛需求将在2009年到达36290吨，至2015年将添加至65500吨。航空业外的市场，如轿车、生物医学、建筑物和消费产品，年需求钛将达13610吨。

关于航空业之外的职业，全国际钛的需求有望坚持安稳。例如，管壳式热交换器，将从2008年的8800吨，添加至2015年的10400吨，年添加率将到达2.42％；板式换热器，将从2008年6100吨，添加至2015年的10400吨，年添加率到达7.92％。