文档介绍：中国化工报/2008 年/5 月/2 日/第 002 版
科技创新

高效换热器:把化工节能落到实处

访传热强化与过程节能教育部重点实验室张正者王亚丽

先进的节能技术已成为石油和化学工业实现可持续发展的关键,其中在化工设备中占有重要
地位的换热器,其性能的好坏直接影响到能源利用效率。为此,华南理工大学化学与化工学院副
院长、传热强化与过程节能教育部重点实验室张正国教授提出,在开发强化传热技术的同时,还
应在化工企业中大力推广高效换热器,将先进的传热强化新技术引入化工生产。
八成换热器热效率低
在石油化工行业,换热设备投资占总设备投资的 30%以上,因此提高换热器的性能对化工行
业节能减排、提高效益非常重要。张正国教授介绍说,目前在我国石油化工行业中,80%以上的
管壳式换热器仍采用弓型隔板光滑管结构,这种结构决定了换热器传热效果差,壳程压降大,与
我国正在推行的节能减排政策不相适应。另外,弓形隔板使壳程存在流动死区,导致污垢容易聚
集,从而腐蚀破坏传热管;而流体垂直冲刷管束容易导致传热管震动损坏,这些因素会缩短换热
器寿命。每年全球换热器因腐蚀和震动破坏造成的经济损失超过百亿美元。
开发强化传热技术是关键
张正国教授说,要提高换热器的性能,关键是开发高效强化传热技术:一是开发不同的强化
管型,二是开发新型的管间支撑结构。然后针对不同的传热介质和传热特点,让不同的强化管型
与支撑结构进行合理的组合,使流体流动方式与传热表面结构之间协同强化传热,从而提高换热
器的性能。
对于单相对流传热、蒸汽冷凝传热以及液体沸腾传热等不同的传热形式,科研工作者相继开
发出了内螺纹管、低肋管、T 型翅片管、花瓣型翅片管、三维内肋片管、三维外肋片管以及内外
复合强化管等多种高效换热器。以改变管型的 T 型换热器为例,T 型翅片管在 1978 年由一家德
国公司最先发明,主要应用于重沸器。1989 年华南理工大学与洛阳石化工程公司联合开发出我国
第一台 T 型翅片管重沸器,1992 年在长岭炼油化工厂运行。它比光滑管节省换热面积 30%,在
超热负荷 33%条件下仍能平稳运行。
采用不同的强化管与新型管间支撑结构的合理搭配,能进一步提高换热器的传热效率。广州
赫尔普化工有限公司使用螺旋隔板强化管冷却器和冷凝器,比弓型隔板光滑管换热器的面积减少
40%以上,节省循环冷却水 10%,且操作弹性大。
高效传热器应大力推广
记者了解到,尽管国外石油化工企业现在都优先采用高效换热器,但高效换热器目前尚未在
中国化工行业广泛应用,高效换热器占换热