2、我国换热器技术存在的问题
• 2.1、工艺选型水平低 • (1)工艺选型水平偏低：由于计算选型的经验较少，因而造 成产品的选型计算不合理，安全裕量往往过大或过小，使 产品不能运行在最佳状态，造成使用效果不理想，导致有 些领域用户对产品的质量产生怀疑，应用范围受到限制。 • (2)缺乏先进的计算选型软件：国内近一半的企业已使用软 件进行选型，但绝大多数仅限于单一介质的工况，对于一 些存在相变或特殊介质的工况只能凭经验估算，缺乏先进 的设计计算方法、软件及配套的数据库。
我国换热器的 技术及发展
杭州杭氧换热设备有限公司 冯苗根
2011.4.
目录
1.我国换热器技术发展概述 2.我国换热器技术存在的问题 3.间壁式换热器简介 4.我国换热器产品发展趋势 5.新型换热器的技术研究及其应用 6.我国换热器行业技术研发能力 7.我国换热器行业提升技术竞争力的策略 8.换热器行业技术研发方向及进展
1、我国换热器技术发展概述
• 换热器作为一种传热设备，被广泛地应用于炼油、 化工、轻工、油田输油加热、城市的集中供暖等 领域。特别是由于世界各国对能源危机的逐渐认 识，所以，对换热器的设计、制造、结构改进及 传热机理的研究从未间断过，各国科技工作者纷 纷寻找节约能源的途径，其中换热器以及换热元 件的研究、开发越来越受到人们的重视。尤其是 电子计算机的应用，不仅节省了大量的人力、物 力，提高了效率，而且可以进行最优设计与控制， 使其达到最佳技术经济性能。
3.3、喷淋式蛇管换热器 将蛇管成排的固定在钢架上，被冷却的流体 在管内流动，冷却水由管排上方的喷淋装置 均匀淋下。与沉浸式相比较， 喷淋式蛇管换热器主要优点是管外流体的传 热系数大，且便于检修和清洗。其缺点是体 积庞大，冷却水用量较大，有时喷淋效果不 够理想。
3.4、套管式换热器
套管式换热器是由直径不同的直管制成的同心套 管，并由 U形弯头连接而成.在这种换热器中，一种 流体走管内，另一种流体走环隙，两者皆可得到较 高的流速，故传热系数较大 .另外，在套管换热器 中，两种流体可为纯逆流，对数平均推动力较大。 套管换热器结构简单，能承受高压，应用亦方便(可 根据需要增减管段数目). 特别是由于套管换热器同 时具备传热系数大，传热推动力大及能够承受高压 强的优点，在超高压生产过程 (例如操作压力为 3000 大气压的高压聚乙烯生产过程)中所用的换热 器几乎全部是套管式。
• 2.2、不重视试验研究 • 换热器综合性能的好坏以及设计、制造的产品能 否适合用户工况的要求，其基本依据就是试验测 定的准数方程式。每种型式的产品应进行热工性 能和流体阻力特性测定。但国内企业普遍不重视 试验研究工作，部分企业迫于项目招投标的要求， 对产品进行热工测试，但并未对试验数据及准则 方程式进行分析或有效利用 • 国外知名企业如 ALFA LAVAL、APV、GEA等公 司，均设有专门的产品研发中心，每年投入销售 额 2%~3%的费用于对现有产品的完善以及对新 产品的试验研究。
• 2.3、创新能力低 • (1)自主开发能力差，低水平重复生产，抄袭模仿严重 ① 部分企业不设技术部门或无技术人员。②板型设计水平低， 没有掌握板型设计的核心技术，多为模仿或抄袭。③大部 分企业产品的开发仅局限于框架设计，能够从事产品开发 及模具设计的技术人员太少，高水平的研发人才更为稀缺 • (2)科研费用投入少：由于换热器生产设备简单、投资小， 因此生产企业很多且企业规模过小，企业间多为低水平、 低价格的恶性竞争，从而造成了整个行业科研投入严重不 足，不仅影响新产品的开发，而且导致技术人员不能稳定 地从事换热器的设计开发工作，这也是高水平研发人才稀 缺的根本原因。
• 近年来，由于铝及铝合金钎焊技术的不断 完善，促使另一种高效紧凑式的新型换热 器，即板翅式换热器得到广泛地应用。但 也具有自身的局限性，不能用于大流量、 高温高压以及有严重污垢和腐蚀的场合， 因而在石油、化工等重要领域的应用还很 少。最近，热管技术的不断完善，使得热 管换热器在工业生产上的应用得到迅猛发 展，然而其制造工艺比较复杂，因而在一 定程度上限制了它在工业领域的大量应用。
3.2、沉浸式蛇管换热器
蛇管多以金属管子弯绕而成，或由弯头、管件和 直管连接组成，也可制成适合不同设备形状要求的 蛇管。使用时沉浸在盛有被加热或被冷却介质的容 器中，两种流体分别在管内、外进行换热。 它的特点：结构简单，造价低廉，操作敏感性较 小，管子可承受较大的流体介质压力。但是，由于 管外流体的流速很小，因而传热系数小，传热效率 低，需要的传热面积大，设备显得笨重。沉浸式蛇 管换热器常用于高压流体的冷却，以及反应器的传 、夹套式换热器 • 。
• 夹套式换热器结构简单：即在容器的外部筒体部分焊接或 安装一夹套层，在夹套与器壁之间形成密闭的空间，成为 一种流体的通道。 • 夹套式换热器主要用于反应器的加热或冷却。当蒸气进行 加热时，蒸气由上部接管进入夹套，冷凝水由下部接管排 出。如用冷却水进行冷却时，则由夹套下部接管进入，而 由上部接管流出。由于夹套内部清洗比较困难，故一般用 不易产生垢层的水蒸气、冷却水等作为载热体。 • 这种换热器的传热系数较小，传热面又受到容器冷凝液的 限制，因此适用于传热量不大的场合。为了提高其传热性 能，可在容器内安装搅拌器，使容器内金属转子流量计作 强制对流。为了弥补传热面积的不足，还可在容器内加设 蛇管等。当夹套内通冷却水时，可在夹套内加设挡板，这 样既可使冷却水流向一定，又可使流速增大，以提高对流 传热系数
• 随着科学技术的不断发展，适用于各种工 况的不同结构的换热器应运而生。而在换 热设备中应用最为广泛的是管壳式换热器， 它比较容易清洗，易损件容易更换，特别 的结构型式允许这种换热器满足几乎所有 的场合，包括特别低和特别高的压力和温 度、大的温差、蒸发与凝结以及严重污染 和具有腐蚀性流体的情况。然而，这种换 热器传热系数较低，因而决定了其体积大。 同时，这种换热器易结垢，清洗、维护工 作量较大。