缠绕管式换热器的管理及其应用

3451 概述某炼厂为了充分利用内部热量，设备尽量靠近布置，以使装置的物耗、能耗达到领先水平。

蜡油加氢装置共有高压换热器六台，柴油加氢装置共有高压换热器五台，两套加氢装置反应部分高压换热器均采用了新型的立式缠绕管换热器。

2 缠绕管式换热器的结构缠绕管换热器主要由壳体和芯体组成，其中芯体由中心筒、换热管、垫条、管卡等组成。

换热管紧密的缠绕在中心筒上，用平垫条及异形垫条分隔，保证管子之间的纵向与横向间距，垫条与管子之间用管卡固定连接，换热管与管板采用强度焊加贴胀的连接结构，壳体由筒体、封头等组成，管束与筒体采用焊接结构。

缠绕管换热器大法兰处均设有超声波除垢装置，延缓结垢。

3 缠绕管换热器的优点3.1 使用维护简单缠绕管换热器因芯体管束、管板与壳体为焊接结构，使用中无法对管束内部进行检修，只需在停工后对管束等奥氏体不锈钢部位进行中和清洗，以防止连多硫酸应力腐蚀开裂。

便于安装、拆卸和清洗，减少了一次安装及后期维护费用。

3.2 密封性能好管箱与接管间为较为实用的法兰连接，设备的换热管为整根无缝管，因而不易发生泄露问题。

3.3 管束热膨胀应力小缠绕管式换热器的螺旋缠绕弹性管束设计使管束两端均有可自行膨胀的自由段，能有效消除管道振动和因热膨胀冷缩变形产生的应力，故不存在热膨胀应力。

结构简单可靠并且能承受高压。

不受设备运行过程中温度和压力波动变化的影响，抗装置波动能力显著提高，能有效避免因装置波动使设备损坏泄露造成非计划停车，从而使生产稳定。

3.4 易实现大型化缠绕管换热器由于体积小、重量轻、结构紧凑，单立方米的传热面积可达100~170㎡，单台换热器最大换热面积可以达到25000㎡。

所以缠绕管换热器在换热面积越大的的情况下优势越大。

3.5 传热效率高、节约操作成本缠绕管换热器层与层之间的换热管反向缠绕的结构一方面会使管程长度增加，换热充分，另一方面也会极大地改变壳程内流体状态，使流体呈强烈的湍流状态流动，大大提高换热系数。

螺旋缠绕管壳换热器在换热机组中的设计和应用【摘要】介绍了SECESPOL螺旋缠绕管壳换热器在换热机组中的设计和应用，螺旋缠绕管壳换热器体积小、节能效果明显，故障率低，维护保养工作量少，机组在运行期间可以采用巡检的方式，采用无人值守的方式进行运行；同时在故障时可以采用短信通知的模式及时通知维修人员进行故障的排除，降低人工成本。

随着房地产面积的增加，采暖面积随之增加，为螺旋缠绕管壳换热器在换热机组中的应用提供了巨大的市场和广阔的应用前景。

【关键词】换热机组；螺旋缠绕管壳换热器；设计；应用0.前言我国幅员辽阔、人口众多，城镇供暖虽然经过多年的快速发展，但是集中供热覆盖率仍处于较低水平。

目前仅在北方各省的主要城镇建有集中供热系统，且平均覆盖率不到50%；未来随着房地产业的蓬勃发展，城镇化率的提高，区域小锅炉的拆除和旧城区的管网建设改造等均为集中供热市场创造了巨大而持续的需求，居民采暖的热力消费随着经济收入的增加增速在不断增长，集中供热面积的快速增加给螺旋缠绕管壳换热器提供了广阔的应用市场。

1.SECESPOL螺旋缠绕管壳换热器的优点（1）换热系数大，换热效率高，单位面积换热能力是传统管壳换热器3-7倍，螺旋螺纹管多层盘绕。

（2）耐高温、耐高压，运行安全可靠：耐高温400℃、耐高压：1.6Mpa，全不锈钢焊接结构，统一的膨胀系数；弹性管束结构自动消除各种应力破坏。

（3）体积小、重量轻、安装方便，是国产管壳式换热器的1/5左右，无需特制基础，只需和管道相连接；节省安装及基建费用，螺旋独特结构。

（4）运行噪音小：独特的100°连接，对流体起到缓冲作用，降低噪音。

（5）节能显著，蒸汽耗量少，换热更充分，运行费用低。

先进的弹性螺旋换热管束，强制湍流，换热充分；长换热管（为壳体高度的3至4倍）；物料停留时间长，换热充分；非对称流换热设计；逆流换热。

（6）后期维护费用低、使用寿命长，清洗方便，维护费用低。

在非化工工艺中使用，保修期为8年。

缠绕管式换热器在加氢裂化装置中的应用摘要：缠绕管式换热器已推广应用到炼化装置。

通过对一例加氢裂化装置中缠绕管式换热器因反应器“飞温”造成超温失效的分析，发现换热管爆管及堵塞与氯化铵在换热管内结晶有直接关系。

同时探讨了缠绕管式换热器在加氢裂化装置中使用的状况，认为缠绕管式换热器结构合理，能够满足加氢裂化苛刻工况下的安全性能与换热性能要求，适合在加氢裂化装置中的应用。

为了保证缠绕管式换热器安稳长周期运行，建议在控制“飞温”的同时，有效控制氯化铵结晶。

关键词：缠绕管式换热器；失效；氯化铵结晶；措施缠绕管式换热器已推广应用到炼化装置[1，2]。

某加氢裂化装置一台缠绕管式换热器。

2019年6月在装置检修停工时，因反应器“飞温”，反应流出物超温（热电偶显示超量程660℃），致使缠绕管式换热器的920根换热管中发生失效堵管处理的换热管多达234根，堵管率为25.4%。

对此，为在加氢裂化装置应用好缠绕式换热器，有必要对缠绕式换热器的使用状况进行分析讨论。

1缠绕式换热器在加氢裂化装置的使用状况加氢裂化是将低分油在高压高温和催化剂的条件下产生反应流出物（氢气＋硫化氢＋反应生成油）。

缠绕式换热器在加氢裂化过程中起到了关键性作用，在加热反应物（低分油）的同时，又在冷却生成物（反应流出物），在加氢裂化装置中处于承上启下地位，并且由于加氢裂化（高压、高温、临氢、强放热催化过程）工况苛刻，加之催化剂活性高，若操作控制不当，则反应器“飞温”速度惊人，可能在极短时间内温度超过425℃，甚至高达880℃[3]。

这不仅对反应器本身造成损坏，而且尚波及下游设备，导致缠绕式换热器泄漏等失效，由此危及整个加氢裂化装置的安全稳定运行。

相对管壳式换热器，缠绕管式换热器[4]虽具有结构紧凑、换热效率高、补偿性能好、管程压力高等优点，但也存在诸如换热管易堵塞、结构复杂而使制造及检修难度大、清洗困难等不足之处。

所以，对于缠绕管式换热器的应用要求管程介质的清洁度较高。

132研究与探索Research and Exploration ·工艺与技术中国设备工程 2018.06 (下)１ 缠绕管式换热器结构缠绕管式换热器管束的结构如图1所示，主要是由换热管、中心筒、平垫条、管板等组成的，换热管紧密的缠绕在在中心筒的外围，按螺旋线的形状逐层交替缠绕。

相邻上下两层换热管的缠绕方向是完全相反的，两层换热管之间需要用金属垫条将换热管隔离开，形成壳程介质流通的管路。

图12 材料的入厂检验换热管是缠绕管式换热器管束的主要受压元件，所以必须要进行入场的检验，只有保证了主要受压原件的质量控制后才能进一步保证整体换热器的质量。

不锈钢管换热器管程的压力一般都比较高，国内采用的换热管一般分为两种形式：一种是无缝钢管对接环缝；第二种直接采用焊接管。

第一种钢管在焊接时必须要采用对接自动焊，每一个对接的接头都要进行无损检测，以确保换热管焊缝性能的良好。

第二种换热管的纵向焊缝较长，焊缝的焊接强度、性能较弱，在经过在线的固溶处理后，必须要进行在线的涡流检测。

同时还要有压扇、扩口试验以及其他力学性能试验，只有全部合格后，该换热管方可投入使用。

入厂检查时，要对换热管的管体在缠绕换热管前，采用专用的工装对换热管逐根进行2倍于设计压力的水压试验，保证一次合格后方可投入使用。

3 中心筒制作（1）按照图纸尺寸检查各零部件的下料尺寸，确保下料长度，偏差值在标准范围内。

零部件外表面要进行清理，去除油污，保证后期焊接质量。

（2）支撑管、筋板、端板、管板之间进行组焊。

首先确定方位，在管板上进行标注，然后按照图纸要求进行组对，保证支撑管与筒体之间的同轴度、管板与支撑管同轴度能够达到工艺要求。

两侧管板组对后要测量其水平度，焊接时还要注意防止焊接的变形。

中心筒整体尺寸的控制与图纸对应。

做好同轴度的检查（支撑管与中心筒，管板与中心筒)。

在管板边缘做好角度标记，有利于后序操作。

4 中心筒绕管前的准备在缠绕换热管之前，在绕管机和中心筒上分别划出定位线，首先点焊平垫条，异形垫条再划出参考螺旋线后，然后层层紧密的将换热管绕在中心筒上，并且使用专用的卡箍焊接固定。

缠绕管式换热器在汽、柴油加氢精制装置的应用肖音发布时间：2023-06-29T10:15:09.136Z 来源：《工程建设标准化》2023年8期作者：肖音[导读] 缠绕管式换热器作为一种新型换热器，具有结构紧凑、换热效率高、占地面积小、抗结垢性强和免维修等特点，这类高效节能型换热器已广泛应用于石油化工等领域。

本文主要对缠绕管式换热器在汽、柴油加氢精制装置中的使用情况做以简单介绍，同时也对设备更新前后的使用情况加以对比。

中国石油锦西石化分公司辽宁省葫芦岛市 125001摘要：缠绕管式换热器作为一种新型换热器，具有结构紧凑、换热效率高、占地面积小、抗结垢性强和免维修等特点，这类高效节能型换热器已广泛应用于石油化工等领域。

本文主要对缠绕管式换热器在汽、柴油加氢精制装置中的使用情况做以简单介绍，同时也对设备更新前后的使用情况加以对比。

关键词：缠绕管式换热器；汽、柴油加氢精制装置；设备检修；效益汽、柴油加氢精制装置-柴油国V标准质量升级改造由于装置流程的优化与改造，高压换热器由改造之前的14台缩减至3台，并采用了高效的新型缠绕管式换热器，这类换热器凭借其换热效率高、抗结垢性强、免维修等优点，现已广泛应用于石油化工等领域。

1 高压换热器流程和设备技术升级方面1.1 高压换热器的简要流程自加氢反应器（R-2）流出的反应产物依次经热混氢油-反应产物换热器（E-1）、生成油-反应产物换热器（E-2）、冷混氢油-反应产物换热器（E-3）分别于热混氢原料油、生成油、冷混氢原料油换热，再经反应产物空冷器（Ec-1）冷却至50℃后进入高压分离器（D-1）。

为防止反应产物在冷却过程中析出铵盐，堵塞管道和设备，在E-3前、后分别设置注水点，采用连续注水方式，经高压注水泵P-5分别将除盐水注入至E-3和Ec-1上游管道。

高压换热器简要流程见下图。

图1 高压换热器的简要流程1.2 设备技术升级方面本次装置升级改造新建的3台缠绕管式换热器从管束材质（S32168、ALLOY825）到壳体材质（12Cr2Mo1R+堆焊、Q345R、15CrMoR）、管程壳程工作温度及最高允许工作压力等方面都做了技术升级，管程与壳程的测量介质也从热混氢油、中间反应产物到生成油及冷混氢油均与之前发生了一些变化。

缠绕管式换热器换热工艺研究缠绕管式换热器是一种常用的换热设备，广泛应用于化工、石油、制药、食品等领域。

本文旨在探讨缠绕管式换热器的换热工艺研究，包括其基本原理、性能优势、应用案例以及进一步发展的方向。

缠绕管式换热器是一种利用外壳与内管之间的介质进行换热的设备。

其基本原理是通过外壳中的流体与内管中的流体进行热量交换。

内外介质各自在不同的管道中流动，通过传热表面的热传递，实现热能的转移。

由于能够充分利用介质之间的纵向流动路径，缠绕管式换热器相比于其他换热器，具有更高的换热效率和热量转移能力。

缠绕管式换热器具有多种性能优势。

首先，由于内外介质是分离的，可以用于介质之间有化学反应、腐蚀性或污染性的情况，从而提高了设备的稳定性和使用寿命。

其次，可根据需要灵活选择管道材质，以满足不同介质的特殊要求。

同时，缠绕管式换热器具有紧凑的结构设计，占地面积小，适用于有限的空间。

此外，该设备具有出色的自清洁功能，能够减少污垢和沉积物的积聚，减小清洗维护频率。

缠绕管式换热器在多个领域得到广泛应用。

在化工领域，可以用于石油炼制、合成氨、甲醇生产等过程中的换热。

在石油行业，可用于石油储运、精炼过程中的换热。

在制药、食品等领域，可以应用于发酵、干燥、蒸馏等工艺的热能转换。

此外，缠绕管式换热器还可用于海水淡化、空调制冷、锅炉余热回收等环保和节能领域。

未来，缠绕管式换热器有望在以下方面进一步发展。

首先，进一步优化换热器的结构设计，提高热传导效率，并减少设备的压降。

其次，探索新的材料和加工工艺，以提高设备的耐腐蚀性和使用寿命。

此外，加强对换热器性能的模拟与优化研究，利用计算流体力学等技术手段，提高热传导和热转移效率。

最后，结合智能化技术发展，实现设备的在线监测与控制，提高换热过程的可靠性和自动化水平。

综上所述，缠绕管式换热器是一种性能优越、广泛应用的换热设备。

随着技术的不断发展，缠绕管式换热器在能源、环保等领域的应用前景十分广阔。

我们期待通过进一步的研究和创新，推动缠绕管式换热器的发展，为工业生产和人类社会的可持续发展做出更大的贡献综上所述，缠绕管式换热器具备出色的自清洁功能，能减少污垢和沉积物的积聚，降低清洗维护频率。

高效缠绕管式换热器在电厂MGGH系统中的应用陈雪峰摘要：针对江苏利港电厂#6炉MGGH水水换热器的改造实例，从换热器的选型论证，综合比较高效缠绕管式换热器和常规换热器的性能差异，最终选择高效缠绕管式换热器，并通过厂内性能试验验收，各项指标达到设计要求。

关键词：水水换热器；MGGH系统；高效；高效缠绕管式换热器0引言近年来，随着化工、炼油、环保领域装置不断向大型化发展以及对节能降耗的要求，对高效换热器的需求越来越大。

高效缠绕管式换热器作为一种特殊结构的管壳式换热器，具有结构紧凑，传热效率高，能耗小，运行费用低，易实现大型化，可同时进行多种介质换热的特点，近年来已经在连续重整、加氢，空分，低温甲醇洗等装置中得到了广泛应用，而在电厂的余热回收利用方面应用却很少，以下通过利港电厂#6炉凝结水-热媒水换热器的选型与使用过程，进行分析和总结，并最终通过性能验收，成功实现高效缠绕管式换热器在电厂烟气余热回收装置中的应用1高效缠绕管式换热器的结构和特点1.1 高效缠绕管式换热器结构常规的管壳式换热器的换热管设计都是采用直管或者是U型管。

所以困扰着设计工程师的一个问题是，采用什么样的方法可以让换热管变长，单位体积的换热面积加大，逆流换热而导致热传导由于结构的原因从根本上维持在一个理想的状态，同时换热设备本身体积要缩小，安全性能要更强。

螺旋式换热管束缠绕技术的研发成功并日趋完善从根本上解决了这个问题。

如图一所示1.2 高效缠绕管式换热器特点：1.2.1 传热效率高，可有效节约投资。

高效换热器内流体在管内流动时受螺旋状换热管的引导使流体不断改变流动方向，有效地减薄边界层厚度；管外流体沿规则排列的管壁空间轴向流动，但流动通道不断改变，且容易产生轴向旋涡，引起边界层分层及边界层中流体的扰动。

从而强化了管、内外的传热。

与板式换热器相比，换热效率与板式换热器相当，工作压力可以达到20MPa，而板式换热器的工作压力一般不允许超过1.6MPa，高效缠绕管式换热器采用全焊接结构可承受高温，高压，传热效率高、加热速度快，同等工况下可节省能源15%左右，而无需像板式换热器一样更换胶垫，维护费用低。