高通量换热管是将烧结方法和机加工技术有机结合的新产品,该产品能同时提高换热管内侧和外侧传热系数,因此可大幅提高整根换热管的换热系数即总换热效率。从而解决目前困扰强化传热过程中只提高单侧强化传热系数,而总换热效率低下的瓶颈问题,大幅度提高换热管和换热器的换热效率。高通量换热管一方面可减少蒸汽需求量,另一方面可提高传热能力。在大型换热系统中,因为小温差的需求,重沸器的数量需求非常大。此时使用高通量管可以减少3/4的重沸器数量,而温差ΔT要求仅为5℃。使用高通量管替代传统光管,可以消除换热瓶颈,满足更大换热负荷的需求,显著地提高产量。同时,在保持设计效率情况下,可以采用更低的蒸汽压力从而减少成本消耗。

目前定型的产品有:外表面烧结多孔层/内表面低翅片、外表面纵槽/内表面烧结多孔层、外表面锯齿表面/内表面烧结多孔层、外表面翅片/内表面烧结多孔层。

1、高通量换热管材质和尺寸:

材质:碳钢、白铜、不锈钢、紫铜和黄铜等。

尺寸:外径15~40mm,长度500~12000 mm。

一般情况下,高通量换热管中间为强化段,两端为光滑段,便于穿管和胀接。高通量换热管可以根据用户要求进行订做。产品采用木箱包装。

2、高通量换热器适用介质:

乙二醇(MEG)、二乙二醇(DEG,二甘醇)、三氯代乙烯、乙烷、丙烯和乙醇等。

3、高通量换热器应用场合:

高通量换热管及其高通量换热器可以用于各种具有相变的换热设备,即汽化器、蒸发器、再沸器和冷凝器等,具体,如乙烯汽化器、乙烯分离装置的塔顶冷凝器和重沸器、乙二醇蒸发、芳烃联合装置、空分装置的主冷凝—蒸发器。以及天然气液化、低温制冷、空气分离、海水淡化等。

(1)炼油及石油化工装置如乙烯分离装置塔顶冷凝器和重沸器、乙烯汽化器、催化油浆蒸发器、乙醇蒸发器、乙二醇蒸发器等,能够削减换热器面积80%以上,同时能减小冷冻机马力。具有强化沸腾传热的多孔表面在长期运转过程中,性能稳定,没有结焦或结垢现象发生。同时可以大幅度减少热源介质消耗,甚至可以降低热源介质温度。

(2)天然气净化和分离装置

例如在低温空气分离厂的再沸冷凝器中,一方面可以降低蒸发-冷凝(冷却)换热器的初始成本(削减面积);另一方面,由于在低温差下工作,降低了动力消耗。

(3)海水淡化和废热利用。

4、 高通量换热器效益分析

建设一套百万吨级大型乙烯成套设备,总投资一般在200亿元以上,按照历史经验数据测算,换热设备费用占总投资30%左右,则每套大型乙烯项目的换热设备费用将达到70亿元左右。但由于我国能源利用效率仅为34%,相当于发达国家20年前的水平,比发达国家低十个百分点。研制一种在尽量小温差和尽量少传热面积下可以传输更多热量的高效换热器,可以说是直接关系到工业节能开发的第一步。采用高通量换热管及其高效换热器是最为有效,也是最为经济的提高能源利用效率的手段。

目前我国高通量换热管需求量剧增,高通量换热管及其高效换热器以其优异的传热性能在乙烯工业等领域具有广泛的应用前景,因而具有巨大的潜在市场需求。在美国、日本和德国等已大量生产该类高效换热管定型商品,但目前该技术仍对我国保密,乙烯工业被迫使用进口的高通量换热管。

我们开发的双面强化高通量管不仅可以减少传统热交换器的传热面积和尺寸(约80%)。而且对于大型的重沸器项目,还可以减少换热器的总量,节约管路、控制、地基施工费用和平面占地费用。而对于已有工厂的换热装置扩容改造,则只需替换管束,原有的封头、壳体、管路等可重新使用。