換熱設備——管殼式換熱器

      管殼式換熱器作為一種傳統(tǒng)的換熱器設備，適應性廣，結構較簡單，操作可靠，造價低，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，同等換熱負荷所需傳熱面積大，設備過重。當前對傳統(tǒng)管殼式換熱器的研究主要集中在三個方面：管程強化傳熱、殼程強化傳熱、整體強化傳熱。

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

2）殼程強化傳熱。通過在殼側設置折流板等導流支撐元件而實現(xiàn)殼側傳熱效果的強化。弓形折流板換熱器是一種早期應用較為廣泛的傳統(tǒng)管殼式換熱器，殼程流體整體成“Z”型流動，結構簡單，加工容易；但換熱效率較低，壓降大，振動大，存在流動死區(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支撐結構，形成近似螺旋柱塞流動，影響邊界層的形成；在強化傳熱的同時，一定程度上減少了流動死區(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)）。該技術在石化行業(yè)得到了推廣應用。

      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支撐結構，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動，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，傳熱效率提高。

目前該技術已用于中石油、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。