詳細信息

國內外現行設計和生產的換熱器不下于十多種，但在實際應用中各有利弊；為了消除管殼式、管翅式、傳統(tǒng)螺旋板式換熱器的種種缺陷；我公司研發(fā)了一系列的新型專利“一種新型熱交換裝置-多圈式熱換器”（專利號ZL95215477.3）、“一種可拆卸耐壓多程雙軸向流螺旋板式熱換器”（專利號ZL03131883.5）、“一種熱換芯可外軸的耐腐蝕雙軸向流螺旋板式熱換器（專利號ZL200510041521.1）”;開發(fā)了我公司獨創(chuàng)的擁有自主知識產權的新一代熱換器“螺旋板殼式換熱器（IV型）。”并在諸多領域中成功地采用，深受用戶信賴。
    管殼式換熱器--管翅式換熱器---螺旋板式換熱器---多圈式換熱器--螺旋板殼式換熱器
    結構原理   ENTERPPISE QUALIFICATION
傳統(tǒng)螺旋板換熱器在我國已經形成規(guī)模、并制定了配套的設計、制造技術標準。但是傳統(tǒng)的螺旋板換熱器有以下的缺陷：流通截面積受限制因而處理、且流體量很小、且流體阻力較大；倆流體都走螺旋通道，無法采用有效的強化傳熱技術措施；承壓能力較小，工作壓力不超過2.4MPa；結垢后只能采用化學方法清垢。因以上因素，傳統(tǒng)的螺旋板換熱器一直沒有在石化、空冷等處理量較大的領域中大規(guī)模使用推廣。
    為了克服以上缺陷，我公司發(fā)明了多項專利技術，研制出具有獨立自主知識產權的“螺旋板殼式換熱器”。氣結構特征在于將互不相通熱程和冷程呈多圈排布，換熱器的兩端設有配流室，主題如下、圖所示由平蓋、殼體、中間隔板、換熱芯殼體法蘭等零件組成，工作原理為當熱換熱器流體從換熱器的左下部進口進入配流室，左下部配流室的偶數通道是開口，奇數通道封閉，熱流體經偶數道從左向右流動；與之相反，右下部配流板偶數通道時封閉的，而奇數道是開口的浴室流體從右上部的配流室流出。同樣原理，冷流踢也如圖所示形成了換熱介質的逆流傳熱，同時，由于在換熱芯中布置了根據不同介質特性特別設計的強化傳熱構件，優(yōu)化設計組合，形成了“螺旋板殼式換熱器”獨特的傳熱機理。在石化、集中供熱一級換熱、遠洋船舶、氣體冷卻和溶劑冷凝等實際應用中，取得了很好的社會經濟效益，整體運行費用比其他形式的換熱器有較大幅度的降低；獲得用戶的一致好評，是節(jié)能降耗優(yōu)選產品之一。
    結構與原理  ENTERPPISE QUSLIFICATION

    性能特點  ENTERPRISE QUALIFICATION
    螺旋板殼式換熱器外形雖和管殼式換熱器相似，結構上和傳統(tǒng)螺旋板換熱器相近，但又具有其獨有的性能特點，具體如下：
倆流體為純流換熱，使端部溫差可達2-3℃；當換熱器面積和兩流體進口溫度不變時，可將冷程的出口溫度提高5℃以上，同時將熱程出口溫度降低5℃以上，可提高傳熱效率20%，減少運行成本20%以上。
    以卷板為主要換熱元件，采用專利技術設備進行折邊焊接，取締兩端封板，節(jié)省材料、減少焊接變形，簡化制造工藝，降低成本。設備購置費只相當于相同換熱面積管殼式的75-85%。
    換熱設備結果特殊設計，換熱器內膽可拆卸，變內壓為外壓，提高了設備耐壓能力。該結果可用一般材料替代特種貴重金屬（如鈦材料換熱器）外殼，大幅度減少設備投資。
    講流體螺旋流變?yōu)檩S向流，降低了設備運行阻力。流向的改變，增加了流體的通道截面積，大大地提高了設備的處理能力。
最大處理量：液體900m3/h氣體的1500m3/h
    可以根據工藝，自如設計流體的流速，流體在0。3m/s流速下即可實現湍流，所以流阻很小；減少了結垢的傾向。因為軸向流，可以設置翅片，螺旋片等強化傳熱元件，提高傳熱效率。
    性能特點  PERFORMANCE CHARACTERISTIC
    采用專用設備卷制螺旋體，可以實現多股流換熱，適應客戶相應的特殊工藝要求。
    介于以上特性，螺旋板殼式換熱器特別適合在其他換熱器不能使用的工礦工作。例如在物料處理量大，兩流體體積流量相差大、溫差大、粘度較大、壓降要求小、流體含一定纏繞纖維的工況條件下，螺旋板殼式換熱器具有其他換熱器不可逾越的優(yōu)勢。
螺旋板殼式換熱器迄今已經制造使用的最大單節(jié)換熱面積250㎡，最大組合面積850㎡、壓力4Mpa、溫度250℃，有碳鋼、不銹鋼、鈦等材料；處理過的介質有：易燃易爆液體和氣體、高氯離子含量的溶液、有機酸、氟里昂、溴化鋰溶液、石油樹脂、發(fā)酵醪等等。涉及的工況有：無相變的水-水、水-液、液-液、水-氣、氣-液等換熱和有相變的蒸發(fā)、冷凝換熱和多相流體的冷凝冷卻等諸多化工單元。經實踐檢驗證明，螺旋板殼式換熱器質量穩(wěn)定可靠、性能優(yōu)越、效能突出，是一種科技含量很高的成熟產品！
    事實上，對于現有的任何一種換熱器，都不可能以最佳性價比完成客戶所有的要求，僅僅在一些方面具有獨到之處。螺旋板殼式換熱器也不例外，其設計、結構復雜、制造精度，焊接技術水平要求高，傳熱效率比板式換熱器低，使用壓力比管殼式換熱器低等等這些都需繼續(xù)深入研究，推動換熱設備結構形式的不斷改進和發(fā)展。

單位 名稱 主要特征 臺數
南京斯力達食品開發(fā)公司 空氣冷卻器 5㎡PN0.6Mpa、TN80℃、碳鋼 14
南京斯力達食品開發(fā)公司 空氣冷卻器 3㎡PN0.6Mpa、TN80℃、碳鋼 5
南京新浦化工廠 熱器水 100㎡PN0.6Mpa、TN80℃、碳鋼、304 4
江蘇永升集團公司 溴化鋰溶液換熱器 30㎡PN0.6Mpa、TN90℃、304 1
96年應用業(yè)績
單位 名稱 主要特征 臺數
江蘇永升集團公司 溴化鋰溶液換熱器 50㎡PN0.6Mpa、TN90℃、304 2
江蘇永升集團公司 溴化鋰溶液換熱器 40㎡PN0.6Mpa、TN90℃、304 2
江蘇永升集團公司 溴化鋰溶液換熱器 30㎡PN0.6Mpa、TN90℃、304 1
上海申馬集團公司 溴化鋰溶液換熱器 30㎡PN0.6Mpa、TN90℃、304 1
浙江聯(lián)豐集團公司 溴化鋰溶液換熱器 30㎡PN0.6Mpa、TN90℃、304 1
97年應用業(yè)績
單位 名稱 主要特征 臺數
南京斯力達食品開發(fā)公司 空氣冷卻器 5㎡PN0.6Mpa、TN80℃、碳鋼 14
南京斯力達食品開發(fā)公司 空氣冷卻器 3㎡PN0.6Mpa、TN80℃、碳鋼 14
錫南機械廠 氟里昂冷凝器 冰淇淋機2㎡ 8
上海申馬集團公司 熱水器 10㎡PN0.6Mpa、TN100℃、碳鋼 1
浙江聯(lián)豐集團公司 產品冷卻器 30㎡PN1.0Mpa、TN80℃、304 2
上海申馬集團公司 溴化鋰溶液換熱器 30㎡PN0.6Mpa、TN90℃、304 1
98年應用業(yè)績
單位 名稱 主要特征 臺數
浙江聯(lián)豐集團公司 溴化鋰溶液換熱器 30㎡PN0.6Mpa、TN90℃、304 1
天津紅旗化工廠 樹脂冷卻器 80㎡PN0.1Mpa、TN200℃、304 1
天津試劑廠 丙酮冷凝器 45㎡PN0.6Mpa、TN80℃、碳鋼 1
天津試劑廠 粗笨進料換熱器 60㎡PN0.6Mpa、TN80℃、碳鋼 2
天津試劑廠 粗笨冷凝器 25㎡PN0.6Mpa、TN80℃、碳鋼 1
天津試劑廠 釜底產物冷卻器 20㎡PN0.6Mpa、TN120℃、碳鋼 1
南京一棉 熱水器 100㎡PN0.6Mpa、TN80℃、碳鋼、304 1
04~06年應用業(yè)績
單位 名稱 主要特征 臺數
揚子石化 酸水冷卻器（三程） 48㎡PN0.6Mpa、TN200℃、304 1
揚子石化 干氣冷卻器 138㎡PN1.0Mpa、TN200℃、304 1
揚子石化 貧液冷凝器 350㎡PN1.0Mpa、TN150℃、304 1
華潤集團桔桿乙醇試驗廠 發(fā)酵醪冷卻器 100㎡PN0.1Mpa、TN200℃、304 1
荊門石化 柴油加氫后冷卻器 300㎡PN1.6Mpa、TN210℃、304 1
南京宗宇石油化工廠 C99冷卻器 30㎡PN0.1Mpa、TN100℃、304 1
07~08年應用業(yè)績
單位 名稱 主要特征 臺數
中海油南海某浮式平臺 氟里昂冷凝器 2㎡鈦制PN2.5Mpa、TN100℃、304 1
荊門石化 再生塔頂冷凝器 300㎡PN1.0Mpa、TN200℃、304 1
荊門石化 溶劑冷凝器 300㎡PN1.0Mpa、TN200℃、304 1

產品應用效果鑒定
SOCIAL EFFICIENCY BENEFIT
石油化工領域
中國石化荊門分公司100萬噸/年柴油加氫裝置于2005年6月投產。原設計采用列管換熱器，不能滿足工藝要求；在更換為螺旋板殼式換熱器后，開車一次成功，完全滿足裝置實際生產需求，在換熱面積僅1.7倍的前提下，換熱量增加了6倍，平均對數溫差提高12.8℃，循環(huán)水出口溫升提高了4℃，出入口壓力損失下降了一個數量級。停用了汽提塔頂表面蒸發(fā)空冷的軟化水，提高了物料入口溫度和生產能力，降低了能耗，使裝置處理能力達到130萬噸/年，精制的汽油比例達30%，深化了原料組分變化后的汽柴油精制工藝和生產要求，擴寬了裝置加工原料的來源。設備投產運行后，據不完全統(tǒng)計，該系統(tǒng)減少軟化水用量20T/H、電220KW/H。僅此兩項按財務成本價格計算，每年節(jié)約生產運行成本108萬元，半年即可收回設備投資。目前，裝置運行平穩(wěn)，產品質量穩(wěn)定。
經江蘇省科技查新咨詢中心調研結論是：“綜合國內外所檢索文獻并與本委托項目比較，因內外以有客拆卸耐壓螺旋板換熱器的報道，但未見將換熱器多節(jié)串聯(lián)，各節(jié)間流體流道逐步變小，使流體的流速接近最佳流速的報道，未見有較之管殼式換熱器K值增大1倍，傳熱表面熱流強度可增大2倍；在滿足負荷運行條件下，工藝流體的壓力降只有0.001MPa為同工位管殼式換熱器的1/20；單位換熱面的金屬材料消耗可節(jié)約1/4的報道。”
根據其技術特性，螺旋板殼式換熱器可以在石油化工運行裝置的降本增效或新建，擴能改造上發(fā)揮其技術優(yōu)勢。如：分餾、蒸餾、吸收、解析及塔頂冷凝/冷卻器，中段回流換熱器，產品冷卻器；干氣、富氣、酸性氣冷卻/加熱器等工況。
產品應用效果
SOCIAL EFFICIENCY BENEFIT
化工行業(yè)
螺旋板殼式換熱器在蒸餾、萃取、蒸發(fā)、發(fā)酵、反應等其化化工單元過程有突出的性能體現。
南京宗宇石油化工有限公司C9石油樹脂聚合反應為放熱反應，為控制反應溫度,原來采用-10℃乙二醇冷凍液在夾套和盤管加攪拌器冷卻，由于冷卻效果不佳，單釜聚合從原料冷卻、加催化劑到聚合完畢要12小時，后改為釜外強制循環(huán)，循環(huán)強度為5次/小時，循環(huán)路上設置一臺30㎡螺旋板殼式換熱器，投用后單釜周期縮短為9小時，在總能耗基本不變的條件下，產量增加了25%，取得了顯著效益。
電力系統(tǒng)
高、低壓加熱器是利用汽輪機抽汽加熱鍋爐給水的熱交換器，是提高電廠熱經濟性的重要輔助設備。高、低壓加熱器的故障，不僅是經濟問題，亦涉及汽輪機及鍋爐的安全問題。根據統(tǒng)計，所有報廢和在役壓加熱器設備故障中，熱交換管泄漏是最常見的故障，占70%以上，因此提高加熱器的可靠性具有十分重要的意義。
螺旋板殼式換熱器沒有管板，流體為軸向流；沒有熱應力、振動、流體沖刷等至損因素。例如在芯程蒸汽0.2MPa，110℃工況下，其K值比管殼式換熱器大50%，價格可節(jié)約30-40%。因此螺旋板殼式換熱器在熱電站低加換熱器工況可靠性、性價比均優(yōu)于管殼式換熱器。
供暖系統(tǒng)
熱電聯(lián)供，是節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展和以人為本的有效技術措施，它由熱源、一級換熱站、供熱管網、各熱力站組成，一級換熱站換熱設備的好壞將對供熱系統(tǒng)產生重要的影響。螺旋板殼式換熱器具有傳熱效率高，換熱單元組合性好，結構緊湊，壓降小，無需熱應力補償，處理量大，耐高溫高壓，維修方便等特點，是熱網采暖系統(tǒng)替代管殼式換熱器首選設備之一。
10

產品應用效果鑒定
SOCIAL EFFICIENCY BENEFIT
07年在天津某熱電廠，供500完平方米城市居民采暖面積，一級換熱站原設計采用單臺680㎡，直徑1.5m，長度8.4m，單臺重量21T的管殼式換熱器4臺。因運行達不到預期效果，在綜合考察多種換熱設備后，首先采用一臺400㎡螺旋板殼式換熱器更換原設計680㎡管殼式換熱器試水溫度90℃，一級站供水溫度130℃，回水溫度70℃。運行結果，熱力系統(tǒng)壓降、溫度、流量、傳熱效率皆達到設計指標，一年后全部更換，設備至今運行效果良好。經北京市節(jié)能產品評審委員會鑒定，授予該換熱器節(jié)能產品稱號，屬于一級換熱站換熱器推廣產品。
中央空調系統(tǒng)
在中央空調系統(tǒng)中，當壓縮機機構、尺寸、轉速、制冷劑確定后，能夠改變機組運行條件的是蒸發(fā)溫度和冷凝溫度。其中影響能耗的首推冷凝溫度；當冷卻水進口溫度一定時，冷凝溫度由冷凝器的端部溫差決定。冷凝器端部溫差越小，理論電功耗越小，相應節(jié)能效果越好。
在中海油某浮式生產儲輪上水冷空調機中冷凝器（冷卻介質為海水）進行螺旋板殼式和傳統(tǒng)管殼式對比試驗結果聲明：在換熱面積相等、冷卻水進口溫度相同的條件下，冷凝溫度可有管殼的45℃降到螺旋板殼式的32℃；壓縮機能耗降低13%。由于采用了可拆卸換熱芯內膽結構，節(jié)約大量價格昂貴的鈦金屬材料。如果由于陸上制冷機組，可實現以鋁代銅，降低冷凝器材料購置費80%以上。
國內某大型運動場，螺旋板殼式換熱器在70*104Kcol/h雙效直燃式溴化鋰冷水機組上代替原來采用的管殼式換熱器，取得了顯著的效果。其綜合性能對比如下：

 

產品應用效果鑒定
SOCIAL EFFICIENCY BENEFIT
由以上性能對比結果可以知道，螺旋板換熱器具有端部溫差小的優(yōu)勢，可提高冷凝器的過冷度和蒸發(fā)器的過冷度，增加換熱能力。因此可以提高機組的能效比同時降低冷卻循環(huán)水的循環(huán)量，促進節(jié)能減排，提高空調產品的競爭力，相對管殼式換熱器有很大的優(yōu)勢，是空調系統(tǒng)冷凝器首選換熱器之一。
設備空冷效果
在各冷卻系統(tǒng)中，空冷技術多年來一直未能推廣，目前僅僅局限用于少數工程。如石化行業(yè)塔頂鎦出物空冷器。影響空冷器推廣的主要原因有兩方面：一方面是現有空冷器冷卻終溫過高，采用現有的空冷調備，其端部溫差一般在15℃以上，這意味著當環(huán)境溫度為40℃時，物料的出口溫度達到55℃以上，遠遠大于一般工況終溫應小于45℃的要求。另一方面，現有空冷器的傳熱系數K值過低，一般不到100W/（M2*K），使空冷器的緊湊性很低，占地面積太大，基礎投資、設備投資大。制約了空冷換熱器的推廣。
螺旋板殼式換熱器在中國揚子石油化工有限公司氣體脫硫裝置中的運行結果表明，上述兩大技術難點有了突破性的進展。本設備采用特殊設計，在氣側設置翅片，物料側優(yōu)化設計，強化換熱效果，使物料和空氣兩介質的端部溫差只有3℃，傳熱系數K值平均高達1686W/（M2*K），取得了極大的經濟和社會效益。拓展了空冷器的應用空間，特別適合在水資源貧乏地區(qū)推廣使用。
綜上所述，螺旋板殼式換熱器在國內外的各行業(yè)中有著廣泛的應用，并且從各個角度來看和同類型號的產品相比有著明顯的優(yōu)勢：

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