缠绕管式换热器在常减压蒸馏装置上的应用分析

武萌

（中国昆仑工程有限公司，北京 100037）

当前，随着我国经济和工业化的发展，石油产业处理原油也日趋多样化，同时也出现劣质原油，导致原油变更频繁，加剧了常顶系统中的换热器低温腐蚀严重性，常顶油气管束也出现严重泄漏，为了及时止损，改善这一状况，当前较为有效的方法就是更换缠绕管式换热器，为了推动缠绕管式换热器帮助处理更多油气管束泄漏的问题，本文将会就这一装置的实际应用进行探讨，希望能够提供更有价值的参考信息。

1 简述缠绕管式换热器概况

随着现代化科技智能建设的深化，有关缠绕管式的换热器研发也逐渐深入。学术界也从2004年的缠绕管式换热器进行低温实验的数据被公开后，对于缠绕管式变热器的开始投入大量的研究实验，这些实验探究得出的数据信息大大推动了缠绕管式换热器的发展。然而，相比国外学术界丰硕的研究成果，国内学术界对于缠绕管式换热器研究仍然是冰山一角。以前，这种低温变热的装置大多应用于天然气、液氮洗等化学工序上，运用缠绕管式换热器优势，使其能够同时多种气体循环热传热，加快传热速率。然而，现时缠绕管式换热器对于缠绕方式、材质以及管束确定等方面有待解决相关问题。

2 常减压蒸馏装置的运作原理及常见问题

2.1 常减压蒸馏装置的运作原理

在运用厂家压的蒸馏装置进行原油加工时会产生对应的氯化物，哪怕是进行脱盐处理，还是会残留少量的钙盐、钠盐或者镁盐等元素。而由于这些元素在设备装置中的交叉影响，导致蒸馏装置常常会出现严重的腐蚀问题。

2.2 普通换热器所引发的问题

然而，在使用普通的管壳式换热器时，对于这种腐蚀甚至泄漏的装置漏洞，是无法长期保证的。通常常减压蒸馏装置在运用3台管壳式换热器大概一年左右，就会出现腐蚀严重甚至是泄漏的情况，部分企业通常为了节省设备再投入的成本，就选用堵管检修这种治标不治本的方式进行维护，但是维护不久后又会陆续发生腐蚀情况。而这种普通的管壳式变热器实际的使用寿命大概只有两年。在进行管束详细检查时，就可以发现管芯在常顶油气的入口会出现大大小小的腐蚀伤口，腐蚀穿孔后就会造成泄漏的情况。

后来，随着工艺技术的发展，也曾经使用过板式变热器的装置改善这种腐蚀情况。虽然可以加快传热效率，在首次使用周期时也没有出现腐蚀的问题，但是，在进行详细检修时，却发现板片出现泄漏，在后来的使用周期也开始出现内漏问题，同时板片生锈情况严重，而诸如此类的问题，如果不考虑更换装置，那也只能是运用治标不治本的方法，要么是堵塞管束或者贴板堵塞等方式进行维修。可是板式变热器还存在另外一个问题，就是由于维护以及检修所投入的时间成本、人力物力等的经济成本过大，但是不按照检修流程进行维护，泄漏的情况又会继续加剧，严重影响企业的日常运转。

3 缠绕管式换热器的实际应用优势

与普通管式变热器和板式变热器相比，通常缠绕的管式换热器则具备更多使用优势。相对于前者两种传统装置，采用缠绕管式换热器，其初始投资会较板式换热器高一些，但设备的使用周期却远高于板式变热器。从设备的整个使用周期看，缠绕式变热器的实际运营成本相对较低，总投入性价比最高，同时又能够有效保障设备的安全运行，使原油处理量能够得到保证，从而大大提升了公司的实际经济收益。

对比板式换热器的抗机械干扰和抗冲击性能都得到明显的提升，使设备运行期进行（如压力和温度）操作期间更好地避免因波动引起的设备泄漏（内部泄漏或外部泄漏）。缠绕管式换热器在进行现场检查和日常维护时也相对简便，既缩短了检测时间，又能够对检测质量有效把控，使设备装置能够不受检修影响而正常运作。同时，缠绕式的装置也同样存在无法堵塞管子，使整体热量转换的压力和能效都未能得到更有效的保证。

虽然常压蒸馏设备通出现比较严重的腐蚀问题，但钛质缠绕管式换热器的应用为这部分的常压蒸馏设备选择提供了参考，它能够推动扩展换热器。其应用前景除了在低温设备和低温设备中应用的盘管式换热器外，也能够越来越多地用于高温应用中。例如，在熔盐工艺中，盘管式热交换器可用于增强传热区。

与普通的管壳式热交换器相比，盘式热交换器的传热性能相对于高压和低温更具优势。随着研究和加工工艺的发展，缠绕管式换热器的结构不断改进，适用于缠绕管式换热器的领域不断扩大。目前，国内外缠绕管式换热器的研究和开发还不成熟，还需要进一步研究和开发盘管式换热器。

4 缠绕管式换热器的未来展望

随着卷绕式管式换热器领域的发展，热交换器越来越多地用于液化天然气、芳烃等领域。然而，因为这些装置中介质的高黏度，它们会产生结垢，增加阻力，影响传热系数，也对装置的传热能力造成影响，还会引起内部能源消耗大的问题。密集的内部结构使得难以清洁缠绕的管状热交换器，并且装置内的水垢极大地增加了装置的维护难度。随着现代化加工工艺技术的发展，有必要彻底探索防止缠绕管式换热器结垢的方法，以便可以广泛使用这种类型的换热器。

盘管式换热器中的泄漏情况通常是由于管束破损和管束入口的破损造成的。值得赞赏的是，业界已有机械企业研发了一种螺旋缠绕式管式换热器，分别在换热器两端设有第一壳体头装置和第二壳体头装置。该装置可以有效地防止缠绕管式换热器内介质混合的情况。

缠绕管式换热器的振动引起缠绕管式换热器绕组束之间的碰撞，甚至可能破坏管束。所以，对缠绕的管束进行连续的振动研究十分重要，以找出如何减少由缠绕的管式换热器的振动造成的损坏。

由于能量再利用可以大大地减少热交换器内部的能量损失，热交换器内的热能被线圈管热交换器内的热能加热，以恢复能量消耗，帮助它可以重复使用，在运行期间减少管式热交换器的能量消耗。

5 结语

常减压蒸馏装置使用缠绕式换热器可以提升传热速率，降低压力，帮助装置稳定运转，强化装置的抗腐蚀性能，同时更耐脏。通过在装置上的运行观察，这种缠绕管式换热器比传统的普通管壳式换热器更可靠，而且投入成本更低。而选用钛这种材质更能够帮助顶部换热的需求，在常减压的蒸馏装备中具有很高的便利性和应用价值。由于其热交换效率高，占地面积小，总投资少，检查维护方便，可以更好地说明重建和扩建旧设备的好处。