节能利器缠绕管式换热器的特点及应用

编者按：换热器是将热流体的部份热量传播给冷流体的征战，又称热调换器。由于常例的管壳式换热器的换热管计划都是采纳直管或许是U型管。以是搅扰着计划工程师的一个题目是，采纳甚么样的法子也许让换热管变长，单元体积的换热面积加大，同时换热征战自己体积要裁减，平安功能要更强。基于上述须要，环绕管式换热本领应运而生并日益完好，为此本刊特精选了东方电气团体东方汽锅股分有限公司周松锐撰写的《环绕管式换热器的特色与进展》，供友人们参阅。

　　　　　　　　　　

环绕管式换热器是一种布局紧凑的高效换热征战，其布局大势不同于保守的管壳式换热器，比年来已被宽广运用于煤气化废热回收、空气离开、氢液化、稀少气体离开、低温甲醇洗、液氮洗等周围。

1、环绕管式换热器布局

环绕管式换热器的布局如图1所示，紧要由芯筒、外壳、换热管、垫条、封头、管板等构成，换热管安排于芯筒与外壳之间的空间内，按螺旋线形态逐层瓜代环绕而成，相邻两层换热管的环绕方位相悖，两层换热管之间用金属垫条离隔，产生壳程流道。换热管正常采纳外径为φ6mm~φ15mm的细管，可秉承较高压力，于是管内正常走高压流体。换热管的环绕角度为6°~20°。垫条正常为1mm~5mm厚的带状金属条。

图1环绕管式换热器布局简图

环绕管式换热器可分为单股流环绕管式换热器和多股流环绕管式换热器，如图2所示。环绕管式换热器的布局进展紧要呈如今两个方面。一是换热管的表面形态的改动，如光管、罗纹管、翅片管等；二是换热管环绕方法的改动，如套管式绕管、并管式绕管等。

图2环绕管式换热器的模范布局大势

2、环绕管式换热器的益处

（1）布局紧凑。在单元容积内具备较多的换热面积，占大地积小，易完结大型化。

（2）也许完结多种介质同时传热。当须要同时加热或冷却几股流体时，采纳带有小管板的环绕管式换热器也许很简单地完结多股流的热调换。

（3）换热系数高。环绕管式换热器相邻两层换热管的环绕方位相悖，极大地改动了流体活动形态，使壳程流体产生剧烈的湍流;由于换热管管内螺旋活动的加强效用，管程的传热膜系数也获得升高;其它再有垫条等部件对壳程的活动持续扰动，这三个方面的配合效用，使得环绕管式换热器的传热功能得以显著提拔。关于正常布局的气-气换热征战，其传热系数值约为75W/（m2·K）~W/（m2·K），但关于环绕管式换热器，某些特定前提下，总传热系数也许抵达W/（m2·K）以上。

（4）传热温差小，换热效率高。流体在管、壳侧活动逼近逆流活动换热，抵达所需换热量的传热温差较小，端面换热温差仅2℃。

（5）耐高压。由于管侧换热管直径较小，可秉承较高压力，操纵压力也许抵达22MPa。

（6）弥补性好。换热管端存在确定长度的自如曲折段，换热管的热膨胀可部份自行弥补，大大减小了换热管和管板之间因膨胀差产生的应力，可减小管板的计划厚度，同时裁减了换热管与管板的焊接磋议暴露的也许性。

（7）不易结垢。换热管内流体呈螺旋活动，流道截面产生二次流。同时，壳程流体在各管层之间产生湍流，低沉了流体对壁面的附着，不易结垢。

图3寰球首台加氢裂修饰置高压环绕管式换热器

下表列出了国内部份企业大型环绕管式换热器的运用案例：

3、环绕管式换热器的毛病

（1）换热管易阻塞。换热管直径较小，易产生换热管阻塞，于是对管程介质应具备较高的的干净度，介质在加入环绕管式换热器前需经严峻过滤。

（2）布局繁杂。环绕管式换热器创造、检验难度大，代价昂贵。

（3）洗濯窘迫。环绕管式换热器的布局特色使得管程和壳程的洗濯都对照窘迫，每每只可用化学法子洗濯。

4、完结语

比年来，跟着国内煤化工行业的快速进展，国内也开展了洪量环绕管式换热器的钻研。但因环绕管式换热器的布局非常、工艺功能策画繁杂、创造难度大，方今国内罕见公然的通用软件也许计划和策画环绕管式换热器，具备创造环绕管式换热器才力的公司方今惟有大连林德、开封空分、镇海炼化呆板厂等多数几家。由于环绕管式换热工具备高效换热、布局紧凑、不易结垢、管教弥补性好、管内的操纵压力高、可同时完结多股流的热调换等益处，在保守换热器墟市比赛尤其剧烈的状况下，环绕式换热器他日将具备开阔的墟市前程和运用空间。

　　　　　　

本文节选自《四川化工》年第1期

东方电气团体东方汽锅股分有限公司周松锐

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