換熱設(shè)備——管殼式換熱器

      管殼式換熱器作為一種傳統(tǒng)的換熱器設(shè)備，適應(yīng)性廣，結(jié)構(gòu)較簡單，操作可靠，造價(jià)低，清洗方便，適用于高溫高壓等條件，目前在國內(nèi)煉化生產(chǎn)中仍占有一定地位；但其傳熱效率低，同等換熱負(fù)荷所需傳熱面積大，設(shè)備過重。當(dāng)前對傳統(tǒng)管殼式換熱器的研究主要集中在三個(gè)方面：管程強(qiáng)化傳熱、殼程強(qiáng)化傳熱、整體強(qiáng)化傳熱。

1）管程強(qiáng)化傳熱。通過螺紋管、波紋管等強(qiáng)化管代替光管改變傳熱面形狀，進(jìn)而擴(kuò)大傳熱面積強(qiáng)化管程傳熱效果，一般可提高傳熱系數(shù)15%左右。由于結(jié)構(gòu)較為簡單，容易加工，投資相對較低。

2）殼程強(qiáng)化傳熱。通過在殼側(cè)設(shè)置折流板等導(dǎo)流支撐元件而實(shí)現(xiàn)殼側(cè)傳熱效果的強(qiáng)化。弓形折流板換熱器是一種早期應(yīng)用較為廣泛的傳統(tǒng)管殼式換熱器，殼程流體整體成“Z”型流動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡單，加工容易；但換熱效率較低，壓降大，振動(dòng)大，存在流動(dòng)死區(qū)，已經(jīng)逐漸被新型管殼式換熱器取代。

       螺旋折流板式換熱器通過采用一系列沿軸線展開的1/4螺旋折流板作為殼程側(cè)支撐結(jié)構(gòu)，形成近似螺旋柱塞流動(dòng)，影響邊界層的形成；在強(qiáng)化傳熱的同時(shí)，一定程度上減少了流動(dòng)死區(qū)，降低了壓降，比較適合高黏度介質(zhì)（能保持較高傳熱效率），但1/4螺旋折流板存在三角漏流區(qū)）。該技術(shù)在石化行業(yè)得到了推廣應(yīng)用。

      連續(xù)螺旋折流板換熱器是通過采用連續(xù)螺旋折流板作為殼程側(cè)支撐結(jié)構(gòu)，消除了1/4螺旋折流板形成的漏流區(qū)，使流體形成了連續(xù)而不間斷的真正螺旋曲面運(yùn)動(dòng)，流體流速更大，且穩(wěn)定無脈沖，有效防止了換熱管束的振動(dòng)，傳熱效率提高。

目前該技術(shù)已用于中石油、中石化等企業(yè)。中石油某企業(yè)原油穩(wěn)定工序采用該換熱器后，經(jīng)過4年的運(yùn)行，顯示該連續(xù)螺旋折流板換熱器在緩解堵塞、提高換熱系數(shù)、減小壓力降、延緩清洗周期等方面，發(fā)揮了顯著作用。