绕管式换热器在天然气处理装置中的应用分析.pdf

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1、2014年10月建材与装饰经济·管理·综述绕管式换热器在天然气处理装置中的应用分析1112王勇勇吴付洋王顺喜王有杰（1.长庆油田分公司第三采气厂内蒙古鄂尔多斯市0173002.北京强度环境研究所北京市100076）摘要：绕管式换热器是一种较为理想的换热器，当前，其在天然气处理装置中的应用逐渐增多。与板翅式和螺旋板换热器相比，绕管式换热器的结构较为特殊，且具有多方面的优势，如换热效率高、可实现多种介质的换热、结构紧凑等。绕管式换热器可用于特殊环境，对温度、压力适用范围较广。本文对绕管式换热器的结构特点进行了分析，阐述了其工作原理，并对其具体应用进行分析。关键词：绕管式换热器；天

2、然气处理装置；低换热温差中图分类号：TE965文献标识码：B文章编号：1673-0038（2014）41-0151-02当前，我国主要有管式、螺旋板式及板翅式换热器等类型的了安装费用。换热器。虽然板翅式和螺旋板换热器具有较广的适用温度范围，2工作原理但是其压力适用范围有限，只能用于冷热介质温差（约2益）较小在芯筒与外筒间的空间内安装绕管式换热器，缠绕换热管的场合。与板翅式和螺旋板换热器相比，绕管式换热器解决了压时，应按照螺旋线的形状，使传热管交替缠绕排列。为保证换热力范围小的问题，具有较高的压力适应范围，可完成低换热温差器具有较高的换热系数，安装完第一层螺旋状换热管后，第二层

3、换热。此外，绕管式换热器相对减少了换热设备的数量，提升了传热管的螺旋方向要与第一层相反。根据安装场合的不同，选择换热效率，生产投入小，具有较好的发展前景。不同的并且形状的定距件，使传热管的间距保持固定[2]。1绕管式换热器的结构特点当前，多使用管径为8耀25mm的管材作为绕管式换热器的传根据绕管式换热器的传热原理，可将归为间壁式管式换热热管。根据换热器工作环境的压力、温度、介质的性质，确定传热器。作为一种管式换热器，绕管式换热器同样具有承压高的管管的材质。绕管式换热器为单通道时，使用同一种介质的管程；程，具备承受高压的性能。由于绕管式换热器的换热管为缠绕绕管式换热器为多通道时

4、，管内需通过多种不同的介质，各种介式，所以其换热能力显著提高，具体原因为：淤可自行补偿，主要质都通过传热管汇集到各自的管板上。是因为传热管遇热膨胀，因此导致其适应温度范围拓宽；于与其3绕管式换热器的应用现状他结构换热器相比，绕管式换热器更易出现湍流现象，换热系数3.1国外应用现状显著高。绕管式换热器结构的主要特点为：绕管式换热器在国外天然气处理装置中的应用较多。世界天（1）管城承高压；然气的主要出口国，大多使用了绕管式换热器作为主要的低温（2）换热效率较高，端面换热温差跃2益；换热器，如卡塔尔、马来西亚、尼日利亚。这三个国家生产液化天（3）可自行补偿，且热补偿能力远高于板翅式

5、和螺旋板换热然气的能力较强、规模较大，年产量均超过100万t，其天然处理器；装置中多采用绕管式换热器作为主低温换热器。（4）可实现多种介质同时换热；混合制冷剂循环为APCI的主要液化工艺，使用绕管式换热（5）绕管式换热器以螺旋式排列，可有效增大传热面积，最大器作为主低温换热器，可有效提高APCI的液化效率。DMR液化换热面积跃25000m2，可作为大型化换热器使用；工艺（SHELL）中的主低温换热器也使用了绕管式换热器[2]。（6）结构紧凑，传热管单位容积内传热面积大于螺旋板换热在LINDE液化中，也多使用了绕管式换热器，同时，不同的器，以管径为12mm的传热管为例，传热面积

6、可达100耀170m2/m3；液化能力和不同的液化工艺流程也影响了主低温换热器的选（7）对于一定数量的传热管，通过选择一定的缠绕层数，可以择，具体如下：小型LNG装置，多使用板翅式换热器，多为铝制钎比较容易地分配管程和壳程流通面积[1]；焊；中型LNG装置，多使用绕管式换热器；大型LNG装置，预冷（8）换热器设计符合橇装化结构，在制造工厂内组装机、电、段换热器使用板翅式换热器，多为铝制钎焊，液化段和过冷段多仪表一体化设备，使现场安装过程的时间有效缩短，同时也降低使用绕管式换热器作为主低温换热器。·151·经济·管理·综述建材与装饰2014年10月当前，应用于LNG-FPSO的

7、绕管式换热器仍处在技术盲区，5结束语无法为海上生产天然气的特殊环境提供绕管式换热器。国外供综上所述，绕管式换热器具有换热效率高、可实现多种介质货商对该技术进行了深入的研究，对其技术进行了改进，目前仍的换热、结构紧凑等优势，应在天然气液化生产中推广使用。，目在研究阶段。前，制约绕管式换热器使用的关键因素是设计、制造、实验方面3.2国内应用实例的技术瓶颈。国内生产企业要积极研究大型天然气液化工厂使我国供货商加工制造绕管式换热器的水平已经显著提高，可用的绕管式换热器，尽早突破技术瓶颈，实现大型LNG绕管式换设