錢伯章

（上海擎督信息科技有限公司金秋能源石化工作室）

采用新型節(jié)能換熱器，包括新型換熱器殼體、排管、折流板以及各種介質(zhì)的進(jìn)出口，改變流體流經(jīng)方式，強(qiáng)迫其與冷介質(zhì)進(jìn)行熱交換，從而可大大地降低冷凝側(cè)的出口溫度，提高熱能利用率，降低運行成本。

近年迅速發(fā)展的各種有效的換熱器節(jié)能技術(shù)，包括以下幾個方面： （1）各種新型強(qiáng)化傳熱換熱器，如自清洗流化床換熱器、螺旋式換熱器、開口擋板管殼式換熱器、全焊型換熱器等； （2）采用新型的換熱器在線清洗技術(shù)； （3）換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化窄點技術(shù)的應(yīng)用等。

1 自清洗流化床換熱器

美國正大力推薦原油預(yù)熱換熱器采用結(jié)垢為零的自清洗流化床換熱器，以節(jié)減能耗。據(jù)統(tǒng)計，因原油在預(yù)熱換熱器中結(jié)垢，全球年能耗費用達(dá)到45億美元。采用自清洗式流化床換熱器，在管內(nèi)采用循環(huán)流化的固體顆粒 （3 mm切割金屬絲），可不斷沖刷換熱表面。表1列出了原油換熱用常規(guī)換熱器與自清洗換熱器的運行比較。圖1和圖2為自清洗流化床換熱器。

采用自清洗式流化床換熱器，可使加熱爐供入能量節(jié)減約50%。對于高能量回收設(shè)計，換熱器管長可放大到10 m。

2 螺旋式換熱器

管殼式換熱器是化工生產(chǎn)中重要的熱能交換設(shè)備。近年來一種新型的管殼式換熱器——螺旋隔板換熱器由于節(jié)能、節(jié)材效果顯著而備受關(guān)注。

螺旋折流板換熱器是一種新型換熱設(shè)備，它與傳統(tǒng)的換熱器區(qū)別僅限于折流板結(jié)構(gòu)。這種換熱設(shè)備吸取了弓形折流板的優(yōu)點，克服了弓形折流板的缺陷，是目前折流形式中最具優(yōu)勢的折流板形式。它的傳熱系數(shù)較高，在一般情況下要比弓形折流板形式高40%左右，另外又消除了一些不必要的能耗，特別適宜于處理含固體顆粒、粉塵、泥沙等的流體。

表1 原油換熱用常規(guī)換熱器與自清洗換熱器的比較

圖1 自清洗流化床換熱器

圖2 流化床原油預(yù)熱器組 （一個殼體，管束內(nèi)并行地通過兩種流體）

采用螺旋式換熱器 （SHE，spiral heat exchange）是替代管殼式換熱器 （S&T）的低投資方案。它采用兩個平行板式螺旋體，可實現(xiàn)100%對流傳熱，通道內(nèi)設(shè)置的螺栓和彎曲造型有助于促進(jìn)紊流流動和傳熱，熱回收效果好。與管殼式換熱器相比，螺旋式換熱器傳熱系數(shù)可提高一倍。圖3為100%對流的螺旋式換熱器，圖4所示為螺旋通道內(nèi)設(shè)置螺栓以強(qiáng)化傳熱，圖5所示為局部流速提高可對部分結(jié)垢通道起到?jīng)_刷效果。

圖3 100%對流的螺旋式換熱器熱回收效果好

圖4 螺旋通道內(nèi)設(shè)置螺栓以強(qiáng)化傳熱

螺旋式換熱器已在國外應(yīng)用于煉油和石化行業(yè)許多領(lǐng)域。

圖5 局部流速提高可對部分結(jié)垢通道起到?jīng)_刷效果

應(yīng)用實例：

（1）用于催化裂化油漿冷卻，油漿中含高達(dá)1%的顆粒細(xì)粉催化劑。德國一煉油廠采用螺旋式換熱器替代雙管式換熱器。原來雙管式換熱器運行10天就需清洗3天，花費大。改用螺旋式換熱器后，運行5年也無需清洗，且1年內(nèi)即可償還投資。

（2）中歐一煉油廠采用螺旋式換熱器用作減黏進(jìn)料/產(chǎn)品換熱。進(jìn)料為常壓渣油，預(yù)熱后先進(jìn)加熱爐，然后再送去裂化。離開減黏裝置的產(chǎn)品溫度為370℃。原采用管殼式換熱器冷卻時，存在嚴(yán)重的結(jié)垢問題，管側(cè)形成焦炭和瀝青質(zhì)，每2個月就要將換熱器拆開清洗。改用螺旋式換熱器后，運行3年多，從未停工過。

（3）用于PVC和PTA生產(chǎn)過程。華南理工大學(xué)先后研制開發(fā)了不同類型的螺旋隔板換熱器，與相同規(guī)格尺寸的弓形隔板換熱器相比，其總傳熱系數(shù)提高近一半；在相同壓降下，傳熱效率提高10%。目前該新型換熱器已在8家企業(yè)獲得應(yīng)用。

3 開口擋板管殼式換熱器

殼牌公司開發(fā)了稱為EMbaffle的創(chuàng)新型換熱器，這種換熱器可使過程工業(yè)改進(jìn)操作性能、節(jié)能、最大限度地減少廢熱、降低操作和維修費用，并限制環(huán)境排放。

該開口擋板管殼式換熱器比常規(guī)的管殼式圓缺擋板型管束換熱器具有許多優(yōu)點。新設(shè)計采用開口金屬擋板 （由管子支撐），如圖6所示，開放型結(jié)構(gòu)使縱向流動阻力降低，因而也使流動引起的管子振動減小。該換熱器還具有較低的結(jié)垢速率、較低的殼程壓降和較高的傳熱能力等優(yōu)點。

圖6 EMbaffle管束換熱器 (采用開放型結(jié)構(gòu)的開口金屬擋板)

傳統(tǒng)的圓缺型擋板換熱器易發(fā)生結(jié)垢，產(chǎn)生滯流區(qū)或死區(qū)，而該新型換熱器這些缺陷則不復(fù)存在，因此由結(jié)垢產(chǎn)生的事故減少了，延長了生產(chǎn)裝置運行時間，也延長了維修、清洗的周期；同時，熱回收量增加，加熱爐燃料燃燒量減少，從而也減少了CO2排放。目前該EMbaffle技術(shù)已申請專利。

該新技術(shù)已在歐洲一復(fù)雜型煉油廠原油預(yù)熱系統(tǒng)投入工業(yè)化應(yīng)用。2004年初，該原油蒸餾裝置三臺常規(guī)的管殼式圓缺擋板換熱器被替換為兩臺螺旋擋板管束換熱器和一臺EMbaffle管束換熱器。

操作3個月后，對不同的換熱器進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)，EMbaffle換熱器比原用的換熱器傳熱性能提高24%，壓降也大大降低。此外，EMbaffle換熱器所用管子數(shù)要減少18%。與常規(guī)管殼式圓缺擋板換熱器相比較，EMbaffle換熱器結(jié)垢的傾向性幾乎要低2倍。對于10 MW的換熱器，能量節(jié)約為0.025～0.060 PJ/a，從而使操作費用節(jié)約5萬～10萬歐元/年。

4 空心環(huán)管殼式換熱器

研制結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱高效、省材節(jié)能、輕巧并小型化的新型換熱器已經(jīng)成為過程工業(yè)急需解決的問題。華南理工大學(xué)傳熱強(qiáng)化與過程節(jié)能教育部重點實驗室開發(fā)的新型殼程強(qiáng)化傳熱技術(shù)，推出空心環(huán)管殼式換熱器，已有大慶煉化公司等4家企業(yè)的節(jié)能改造項目采用了該換熱器，煉油能耗明顯降低。據(jù)稱，該技術(shù)已為企業(yè)年增效1.2億元。

由上海貝谷換熱器制造有限公司自主開發(fā)的波紋管換熱器年生產(chǎn)能力已達(dá)800～1000臺，這標(biāo)志著該節(jié)能產(chǎn)品已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。目前常用的各類換熱器都不同程度存在效率低、能耗高、資源浪費嚴(yán)重、易腐蝕結(jié)垢等難題。據(jù)介紹，波紋管換熱器可較好地解決上述問題，同時節(jié)能效果更為明顯。經(jīng)測試和實際應(yīng)用證明，新型節(jié)能波紋管換熱器傳熱效率高，是工業(yè)常用管殼式換熱器的2.5～3.5倍，節(jié)能率、節(jié)水率高達(dá)50%左右。同時設(shè)備防腐、防垢能力強(qiáng)，使用壽命長。上世紀(jì)90年代初開始運行的40余臺波紋管換熱器至今已十余年了，做到了無故障、無清洗、無維修。新型節(jié)能型波紋管換熱器主要用于石油化工、供熱、冶金、食品、飲料、造紙、機(jī)械等領(lǐng)域。

5 組合式連續(xù)螺旋多殼程節(jié)能換熱器

廣泛應(yīng)用在石油化工行業(yè)的換熱器，是決定企業(yè)能耗水平的主導(dǎo)性因素，也是行業(yè)節(jié)能挖潛的關(guān)鍵設(shè)備。在石油、化工、能源等工業(yè)生產(chǎn)中，常常需要把低溫流體加熱或者把高溫流體冷卻，把液體汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液體。這些過程都需通過換熱器來完成。截至目前，石油和化工行業(yè)普遍應(yīng)用的是管殼式換熱器。雖然近年來這種傳統(tǒng)換熱器受到了新型產(chǎn)品的挑戰(zhàn)，但因為其結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、耐壓能力強(qiáng)、操作彈性大、應(yīng)用材料廣等原因，仍在行業(yè)內(nèi)占據(jù)絕對優(yōu)勢。因此，以新型技術(shù)提高管殼式換熱器能效已成為行業(yè)急需的節(jié)能手段。西安交通大學(xué)能源與動力工程學(xué)院動力工程多項流國家重點實驗室課題組研發(fā)成功 “組合式及多殼程管殼式換熱器”，比傳統(tǒng)的弓形換熱器提高能效8.3%，且不會增加企業(yè)成本，對化工節(jié)能意義重大。

新一代傳熱技術(shù)與高效換熱設(shè)備課題組對管殼式換熱器研究后發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的非連續(xù)單殼程換熱器中，相鄰的折流板之間三角形區(qū)域漏流嚴(yán)重，導(dǎo)致相同流量下的傳熱量不如其他類型換熱器。換熱能力低成為困擾其發(fā)揮優(yōu)勢的瓶頸。為解決這一問題，他們研發(fā)出了連續(xù)性單殼程換熱器。在此基礎(chǔ)上，又在全國率先提出了組合式及多殼程管殼式換熱器的概念，即外連續(xù)+內(nèi)非連續(xù)，并設(shè)計出外殼程為連續(xù)螺旋折流板、內(nèi)殼程為弓形折流板形式的組合式多殼程的換熱器。

這種新型組合式連續(xù)螺旋多殼程換熱器在減少熱交換阻力的同時，使換熱能效比傳統(tǒng)的管殼式換熱器提高約8.3%，而且通過局部優(yōu)化，能效還有望進(jìn)一步提高。此外，這種新型換熱器雖然提高了能效，但造價并沒有提高。

目前，這種新型換熱器已經(jīng)在鄭州意達(dá)換熱設(shè)備有限公司和廣東吉榮空調(diào)有限公司得到工業(yè)化應(yīng)用。課題組正在按工業(yè)化要求對產(chǎn)品進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。該技術(shù)已經(jīng)申請中國發(fā)明專利5項，美國發(fā)明專利1項。

6 新型板翅式換熱器

南京工業(yè)大學(xué)等單位完成的高效、緊湊、節(jié)能的新型板翅式換熱器的關(guān)鍵技術(shù)及工業(yè)應(yīng)用項目，2009年6月初通過中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會組織的成果鑒定。

該項目完成了新型板翅式換熱器從設(shè)計、制造到優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)的研究，開發(fā)了板翅式換熱器設(shè)計軟件包PFECAD，以及用鎳基釬料制造不銹鋼板翅式換熱器的新工藝。以此為基礎(chǔ)，項目組研發(fā)出多種新型板翅式換熱器產(chǎn)品，如具有蜂窩狀加強(qiáng)結(jié)構(gòu)和新型液相均分器的變截面板翅式換熱器，肋片式相變傳熱結(jié)構(gòu)的板翅式換熱器，集預(yù)冷、冷卻、分離、過濾4種功能于一體的換熱器等。這些設(shè)備已在壓縮機(jī)、汽車、冷凍式干燥機(jī)、油氣回收、燃油燃?xì)忮仩t余熱回收和電子散熱等領(lǐng)域得到工業(yè)化應(yīng)用，并大量出口到歐美等地，累計新增銷售8.4億元。

7 高效螺旋折流板換熱器

換熱器是石油化工、冶金、電力等行業(yè)的主要設(shè)備，其設(shè)計制造水平的高低直接關(guān)乎換熱效果，影響能耗。目前管殼式換熱器約占我國全部換熱器量的70%～80%，石化企業(yè)換熱器更是占全部設(shè)備的40%以上。國內(nèi)外絕大多數(shù)在役的管殼式換熱器還在采用垂直弓型折流板結(jié)構(gòu)，存在流動死區(qū)大、殼程流動阻力大、易積垢等不足，換熱器整體傳熱效率低，使用周期短，還容易誘發(fā)管束的振動噪音。

新型高效螺旋折流板換熱器有望成為管殼式換熱器升級換代的主導(dǎo)產(chǎn)品，大型石油、化工企業(yè)將能以簡捷和低成本的方式實現(xiàn)節(jié)能。

此外，全封閉流道連續(xù)型無中心管螺旋折流板換熱器還使管殼式換熱器制造變得相對簡單，不僅能夠大大降低加工制造成本，還可以根據(jù)產(chǎn)品的形狀、體積和結(jié)構(gòu)特點，分別采取整體加工組裝和分成四 （六、八）組管束加工組裝的不同加工形式，更容易實現(xiàn)大型化。

2011年8月中旬，杭州華東化工裝備實業(yè)有限公司研制的新型高效螺旋折流板換熱器——全封閉流道連續(xù)型無中心管螺旋折流板換熱器在杭州龍山化工有限公司應(yīng)用后，換熱器傳熱效率較原先提高了79.8%。

華東公司研制的這種全封閉流道連續(xù)型無中心管螺旋折流板換熱器，使殼程內(nèi)介質(zhì)以理想的螺旋流形式通過殼程流道。其創(chuàng)新點體現(xiàn)在三個方面：一是自主設(shè)計了一種無中心管的全封閉螺旋流道。在一個螺旋行程內(nèi)，由兩塊以上折流板連續(xù)組成螺旋組，若干個螺旋組通過連接板連接，與殼體內(nèi)壁和傳熱管外壁形成密封螺旋流道，使換熱器的殼程內(nèi)形成真正意義的全封閉螺旋流道，從而大大提高了流體的湍流程度，減少了積垢，提高了換熱效率。二是采用了阻流板技術(shù)，減少了熱量損失。三是采用了整體防振技術(shù)，進(jìn)一步強(qiáng)化了換熱器管束的抗振能力，延長了設(shè)備的使用壽命。該換熱器已獲得國家發(fā)明專利和國際發(fā)明專利。

由滄州渤海石化制造分公司制造的兩臺折流桿式換熱器管束，經(jīng)專業(yè)檢測達(dá)到規(guī)范要求，正式交付用戶使用。與傳統(tǒng)的折流板換熱器相比，該換熱器具有管束振動小、殼程壓降明顯降低、總傳熱效率高、結(jié)垢速率低等優(yōu)點。該公司大膽實施了技術(shù)創(chuàng)新和工藝改進(jìn)，掌握了折流桿式換熱器管束的制作技術(shù)，在保證質(zhì)量的同時，還改進(jìn)了該換熱器管束的外觀。

2011年11月22日，天津渤化石化有限公司與大慶石化公司簽訂合同，采購大慶石化機(jī)械廠9臺高效螺旋折流板換熱器。這些設(shè)備用于目前世界單套能力最大、國內(nèi)首套60萬t/a丙烷脫氫制丙烯化工裝置。這個廠與美國魯姆斯熱傳遞公司已有長達(dá)9年的合作，是美國魯姆斯熱傳遞公司授權(quán)的螺旋折流板換熱器專利制造廠。這個廠致力于高效換熱器的制造與銷售，成功打開國內(nèi)外市場，訂單以每年20%的速度穩(wěn)步遞增。今年年初至今，該廠螺旋折流板換熱器銷量同比增長33%。

8 節(jié)能蒸發(fā)式冷凝器

洛陽隆華制冷設(shè)備有限公司開發(fā)出節(jié)能新設(shè)備——蒸發(fā)式冷凝器。該產(chǎn)品經(jīng)唐山三友化工集團(tuán)、河北寶碩化工公司、山東?；瘓F(tuán)、山西蘭花化工公司等化工企業(yè)使用后，節(jié)能效果明顯。

蒸發(fā)式冷凝器是按最優(yōu)化的換熱機(jī)理設(shè)計，中心部件——冷凝盤管組選用高傳導(dǎo)材料08AL的異性橢圓形管制成，提高了介質(zhì)的換熱系數(shù)。該產(chǎn)品利用管子外表的水膜蒸發(fā)，通過傳質(zhì)和傳熱使管內(nèi)工質(zhì)降溫冷凝，每千克水蒸發(fā)吸收680 W的熱量，同時還不用設(shè)置冷卻設(shè)備。由于其工作原理和濕球溫度有關(guān)，夏季冷凝溫度也不會升高，既提高了設(shè)備效能，又達(dá)到了節(jié)水、節(jié)電和節(jié)約能源的目的。

傳統(tǒng)的水冷冷凝器是利用大量的冷卻水的溫升來提取管內(nèi)工質(zhì)的熱量，每千克水每降低1℃只能帶走1.16 W的熱量，而且需要大量的冷卻水，即使采用循環(huán)水，還需配置冷卻塔和水泵、水池等。特別是在夏季，隨著環(huán)境溫度的升高，冷卻水溫度也隨之升高，導(dǎo)致冷凝溫度升高，消耗功率增加。

蒸發(fā)式冷凝器與水冷冷凝器相比平均流速提高15%～18%，性能提高25%，設(shè)備體積縮小，配機(jī)動力降低，降低制冷裝置能耗10%。整機(jī)采用二次布水器、預(yù)冷翅片管、高效內(nèi)肋異性管等3項國家專利技術(shù)，增大了換熱面積，降低了引風(fēng)機(jī)的能耗，避免了圓管易出現(xiàn)的水膜干點和水在高結(jié)垢溫度段的嚴(yán)重結(jié)垢現(xiàn)象。冬季干運行時，不啟動水泵同樣能保持設(shè)備的性能不受影響，運行費用降低，達(dá)到節(jié)能效果。

具有自主知識產(chǎn)權(quán)的甲醇、合成氨用新型高效節(jié)能成套裝置——變頻蒸發(fā)式空冷器由洛陽隆華制冷設(shè)備有限公司開發(fā)成功。該裝置具有節(jié)能降耗和節(jié)約資源的特點，一套10萬t/a甲醇裝置采用變頻蒸發(fā)式空冷器成套節(jié)能裝置，年節(jié)電節(jié)水率至少可達(dá)10%。

據(jù)介紹，該成套裝置設(shè)備主要應(yīng)用于甲醇、合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)的合成、精餾、壓縮、冰機(jī)冷凝等關(guān)鍵工藝過程。它的主要創(chuàng)新之處在于：換熱機(jī)理先進(jìn)，將水的蒸發(fā)與空氣冷卻、傳熱、傳質(zhì)過程融為一體；利用空氣冷卻的翅片預(yù)冷段和水膜減壓蒸發(fā)段相結(jié)合，強(qiáng)化換熱，熱效率高，預(yù)冷后流體進(jìn)入蒸發(fā)段的溫度低，不易結(jié)垢；將空冷的通風(fēng)機(jī)和蒸發(fā)的引風(fēng)機(jī)合為一體，能效比高。

與傳統(tǒng)水冷器相比，變頻蒸發(fā)式空冷器冷卻冷凝的工藝流體溫度更低，節(jié)水和節(jié)能可達(dá)到更高工藝參數(shù)要求，產(chǎn)品質(zhì)量高、成本低，從而提高了產(chǎn)品的市場競爭能力。

該成套裝置產(chǎn)品已成功應(yīng)用于山東紅日阿康化工股份有限公司10萬t/a甲醇生產(chǎn)系統(tǒng)。運行證明，變頻蒸發(fā)式空冷器成套節(jié)能裝置達(dá)到了設(shè)計要求和預(yù)期的目的，取得了顯著的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益。與裝置過去采用的傳統(tǒng)水冷器相比，節(jié)水67%，節(jié)電58%，綜合節(jié)能率達(dá)60%以上。

河北威力制冷設(shè)備有限公司研發(fā)的高效節(jié)能專利產(chǎn)品ZNX型蒸發(fā)式冷凝器，在石家莊元氏宏升化工有限公司得到成功應(yīng)用。使用該設(shè)備，可使氨基乙酸產(chǎn)出率提高4%，原料甲醇用量降低6%，還有效解決了傳統(tǒng)換熱設(shè)備高耗水、高耗電、高運行成本和使用壽命短的 “三高一短”問題。據(jù)介紹，氨基乙酸為精細(xì)化工產(chǎn)品，其最大的用途是合成除草劑草甘膦。氨基乙酸生產(chǎn)節(jié)能降耗的關(guān)鍵，在于提高甲醇降溫效果，減少甲醇用量，降低水、電消耗。新型冷凝器采用了先進(jìn)的熱傳導(dǎo)技術(shù)，利用水膜蒸發(fā)帶走潛熱，與傳統(tǒng)的空冷式、水冷式冷凝器相比，換熱能力提高幾十倍；用不銹鋼波節(jié)管代替普通光管，增大了傳熱系數(shù)，提高了冷凝效果；設(shè)備結(jié)構(gòu)由原來的管殼式或列管式結(jié)構(gòu)，改為集水池、冷卻塔、冷卻器、泵、管、閥于一體的組合結(jié)構(gòu)，不僅在生產(chǎn)中節(jié)水80%、節(jié)電25%，還節(jié)約設(shè)備占地40%、節(jié)省鋼材50%以上。據(jù)了解，繼2008年初該設(shè)備在元氏宏升化工有限公司應(yīng)用并取得成功后，又有21臺設(shè)備先后在河北、山東等地的15家氨基乙酸生產(chǎn)廠家推廣應(yīng)用，均取得了較好的節(jié)能效果，受到氨基乙酸企業(yè)的青睞。

河北威力制冷設(shè)備有限公司研制開發(fā)的蒸發(fā)式水冷器首次成功應(yīng)用于焦化行業(yè)，解決了長期困擾焦化行業(yè)的高能耗難題。這種蒸發(fā)式水冷器以節(jié)水90%、節(jié)電50%、降低運行成本40%～60%等優(yōu)勢，將在焦化行業(yè)節(jié)能減排、降耗增效中發(fā)揮作用。據(jù)介紹，焦化行業(yè)在生產(chǎn)化工產(chǎn)品的過程中，用初冷器水冷卻焦?fàn)t煤氣，冷卻效果直接影響到產(chǎn)品的產(chǎn)量及效益。傳統(tǒng)初冷器冷卻一般都采用水池、冷卻塔、水泵及連接管道組成的敞開式冷卻系統(tǒng)，冷卻效果差、能耗高、焦油產(chǎn)量低。為改變這一局面，河北威力制冷設(shè)備有限公司經(jīng)過攻關(guān)，為焦化行業(yè)量身定制了蒸發(fā)式水冷器。這種水冷器采用先進(jìn)的水膜蒸發(fā)傳熱技術(shù)，將水冷與空冷、傳熱與傳質(zhì)融為一體，通過管外水膜的蒸發(fā)，強(qiáng)化管外傳熱。在材料選用上，威力公司采用了橢圓管、不銹鋼波節(jié)管、銅內(nèi)外翅片管、ACC管等先進(jìn)的高科技碳鋼新材料，增大了傳熱面積，從而提高了傳熱系數(shù)及熱交換效率。另外，與傳統(tǒng)初冷器不同的是，蒸發(fā)式水冷器是工藝介質(zhì)走管內(nèi)、水和空氣走管外，運行水溫低，所以不易堵塞、結(jié)垢，保證了設(shè)備的平穩(wěn)安全運行。河北金鑫焦化公司在新上的焦化項目中，使用了8臺威力公司新開發(fā)的2250型蒸發(fā)式水冷器。經(jīng)對比，系統(tǒng)用水量由原來的1000 m3降至100 m3，年運行費用由原來的209萬元降為92萬元，而且由于制造管材采用了碳鋼管，整體采用了熱浸鋅工藝，還提高了設(shè)備的使用壽命。

山東飛達(dá)化工科技有限公司針對冰機(jī)出口氨冷凝器冷卻效果差的實際情況，在合成氨系統(tǒng)新增氨蒸發(fā)式冷凝器。據(jù)介紹，設(shè)備投資30萬元、基建投資0.5萬元、設(shè)備平臺和管道等投資4.5萬元，合計項目投資35萬元。在保持冰機(jī)電流不變的情況下，合成系統(tǒng)氨冷凝器溫度降低，使合成氨凈值提高，在同等消耗的情況下每天增加4 t氨產(chǎn)量，按夏季運行情況計算，可增加利潤達(dá)112萬元。

9 節(jié)能的全焊型換熱器

由上海滬星化工設(shè)備有限公司研制的全焊型板式換熱器，因其節(jié)能增效功能突出，成為雙氧水、甲醇制備過程中加熱、冷卻工藝的首選設(shè)備。

通常雙氧水在氫化、氧化等過程中，需要加熱或冷卻的溫度范圍多數(shù)在150℃以下。過去我國雙氧水企業(yè)選用換熱設(shè)備時大都采用可拆型板式換熱器。這種換熱器的密封墊必須使用耐腐蝕的氟橡膠，一次性投資大，維修成本高。上海一家從事化工工程設(shè)計的公司，根據(jù)雙氧水制備工藝特點，對不同種類換熱器的性能和特點進(jìn)行比較后，提出以全焊型板式換熱器替代可拆型板式換熱器方案，大大降低了初期資金投入。同時全焊型板式換熱器在滿足工藝要求的情況下，既節(jié)能降耗，又減少了日常維護(hù)和維修成本。

目前，全焊型板式換熱器已成功應(yīng)用于山東博匯海力化工4萬t/a雙氧水工程、四川川化4萬t/a雙氧水工程、貴州赤天化6萬t/a雙氧水工程、四川金圣賽瑞化工6萬t/a雙氧水工程、援助緬甸2萬t/a雙氧水工程以及中國石化10萬t/a雙氧水?dāng)U建工程等，發(fā)揮了獨特的節(jié)能增效作用。

目前，該設(shè)備正在甲醇精餾系統(tǒng)的預(yù)精餾塔后的冷卻、主精餾塔后的冷卻、精醇冷卻中發(fā)揮作用。福建順昌富寶實業(yè)有限公司新增加一套4萬t/a甲醇精餾裝置，其中冷卻器使用了上海滬星化工設(shè)備有限公司生產(chǎn)的全焊型板式換熱器后，一次性投資相比其他傳統(tǒng)的換熱器節(jié)省了20%，同時年可減少停機(jī)時間50 h，增加產(chǎn)量270 t，增效50多萬元。

10 高效節(jié)能板殼式換熱器

由甘肅藍(lán)科石化高新裝備股份有限公司自主設(shè)計制造的重大石化裝備——10 500 m2高效節(jié)能板殼式換熱器，于2009年7月5日通過驗收。這臺國內(nèi)單臺換熱面積最大的國產(chǎn)板殼式換熱器，應(yīng)用于中國石油烏魯木齊石化分公司100萬t/a芳烴聯(lián)合裝置。

藍(lán)科石化高新公司在研制該裝備的過程中，成功攻克了超大型化的難題，作為一個重要里程碑，它標(biāo)志著國產(chǎn)板殼式換熱器已跨入國際領(lǐng)先行列。

10 500 m2大型板殼式換熱器是當(dāng)今石油化工企業(yè)連續(xù)重整裝置中的關(guān)鍵設(shè)備。該裝備節(jié)能、降耗、減排效果優(yōu)異，按設(shè)計熱負(fù)荷116 MW、年操作時間8000 h計算，每年可節(jié)約燃料油7.98萬t、燃料費2.47億元，減少二氧化碳排放量約24.74萬t。該裝備先后被列入科技部 “十一五”國家科技支撐計劃項目、國家發(fā)改委 “十一五”重大技術(shù)裝備研制和重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)專項規(guī)劃及重大技術(shù)裝備研制專項。

據(jù)介紹，10 500 m2高效節(jié)能板殼式換熱器的研制成功，為國內(nèi)煉油、化工行業(yè)的發(fā)展提供了有力的設(shè)備保障，打破了國外技術(shù)壟斷，提高了我國石化行業(yè)裝備研發(fā)制造能力。由于該產(chǎn)品換熱效率高，因此每年可降低能耗928 000 MW，年均節(jié)能收入為7980萬元。

據(jù)了解，該板殼式換熱器以板為傳熱面，傳熱效能好，傳熱系數(shù)約為管殼式換熱器的兩倍。其結(jié)構(gòu)緊湊，體積小,耐溫、抗壓，最高工作溫度可達(dá)800℃，最高工作壓力達(dá)6.3 MPa。該換熱器扁平流道中的流體高速流動，且板面平滑、不易結(jié)垢。板束可拆出，清洗也方便。

板殼式換熱器已廣泛應(yīng)用于石油化工、造紙、制藥和食品等行業(yè)。甘肅藍(lán)科石化高新公司是目前國內(nèi)唯一一家可以制造大型板殼式換熱器的企業(yè)，其設(shè)計及制造水平均已達(dá)到國際先進(jìn)水平，所生產(chǎn)的產(chǎn)品可完全取代國外同類產(chǎn)品。

（未完待續(xù)）