摘要：换热器在石油化工工业生产设备中居于重要地位，对于石油化工生产工作发挥重要作用，因为石油化工中涉及到的生产流程是非常多的，这样就需要进行不同程度的换热，换热器的主要作用就是进行流体温度的转换，这样就可以满足石油生产的需要。本文就是对换热器在石油化工中的应用及维护进行具体的分析，为相关的研究提供借鉴。
关键词：换热器；石油化工；应用及维护
一、热换器的概念及其发展现状
换热器是在石油化工、电力冶金、能源制备等行业中应用十分广泛的单元设备之一，但在石油化工方面应用最为广泛。换热器是将温度进行交换，从而达到热量交换的目的。也就是可以将低温的媒介对高温的介质进行降温或者预冷，将高温的介质对低温的介质进行加热，使流体温度达到工艺流程规定的指标的热量交换设备，又称热交换器。 世界上最早出现的是板式换热器，随机又出现了螺旋板式换热器和板翅式换热器。由于科技的发展，换热器的需求急剧上升，进入二十一世纪以后，世界上的换热器产业的技术水平得到迅速提升。我国的换热器发展起步较晚，1963 年制造出了中国第一台管壳式换热器，随后又研制了第一台板式换热器，第一台螺旋板式换热器。二十世纪 80 年代后，以折流杆换热器、双壳程换热器、板壳式换热器为代表的高效换热器的出现，是源于在国内掀起了自主开发传热技术的热潮，极大地促进了我国热换器的发展进步。目前换热器从大的分类角度上可以分为混合式、蓄热式和间壁式三类。
二、换热器的技术原理
换热器的工作原理是将热流体的部分热量传递给冷流体，使工业生产中所需要的流体能够达到科学适宜的温度，换热器换热操作的实现有多种途径，包括表面式换热、蓄热式换热、流体连接式换热、直接接触式换热以及复合型换热等多种方式。在石油化工工业生产中换热器的应用需要一定的换热设备以及科学规范的换热工艺流程。
三、石油化工行业的换热器种类
1、热管换热器
通常情况下热管换热器在石油化工行业中在回收废热的恶劣工况中的使用是非常广泛的。在石油化工行业的生产工艺中非常关键的设施就是高温加热和裂解设施，具体来说在小分子烯烃生产中所选取的高温石油脑裂解炉其排烟的温度能够达到,而且恶劣的工况也不利于工业生产所形成的尾气的排空。
2、空气预热热管式换热器
空气预热热管式换热器能够借助于废气的余温来对于空气进行加热从而起到助燃的作用。一方面能够起到节能降耗的作用，另一方面也有利于回收尾气，避免空气污染问题的恶化。在当今时代多种管式换热器组合的方式在国内外得到了普遍推广从而能够取得节节能排流的良好效果。
2、螺旋折流板换热器
螺旋折流板换热器是一种现代化的高效换热设施。在世界上众多的国家和地区都获得了广泛的应用。螺旋折流板换热器技术在我国的发展是非常快速的。和传统的换热器相比，螺旋板式换热器存在着许多优势:具备较高的传热系数、能够自冲刷防沉积等等，所以螺旋折流板换热器在石油化工行业取得了非常良好的应用效果。它能够加热和冷却醇类、树脂、尿素、小分子单体聚合烯烃类、汽柴油、氨水、氯水、盐水、强碱强酸及氮氢氨混合气等等，其应用价值是非常巨大的。
4、薄膜蒸发器
通常情况下薄膜蒸发器主要应用在石油化工行业的烧碱浓缩、硫化碱蒸发、树脂和橡胶的干燥等工艺中，薄膜蒸发器的应用能够取得非常巨大的经济利润。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆相对于传统的通用的铸铁大锅等设施来说，薄膜蒸发器具有如下优势：占地面积比较小，能够进行机械化蒸发，使用起来非常简单，运转效率非常高。薄膜蒸发器能够取得非常良好的传热效果，并且薄膜蒸发器的表面蒸发时间也变得更短，从而很难出现结垢结焦的问题，不会造成过多的沉淀物质的累积有利于除垢。薄膜蒸发器配套的导热油炉不会消耗过多的煤矿等燃料能够节约大量的能源。薄膜蒸发器的使用能够取代釜式干燥器，有利于降低生产过程中的误差。然而在实际应用的过程中薄膜蒸发器的应用也具备一定的瓶颈。薄膜蒸发器的沟槽刮板的材料是聚四氟乙烯，它具备较强的耐腐蚀功能却很难抵抗高温。为了应对这一问题可以采用石墨等耐腐蚀耐高温材料。与此同时薄膜蒸发器的工艺管线是无缝管，必须一个月进行一次管道更换工作，为了应对这一问题可以采用不锈钢或含有乃腐蚀的内衬的管道，确保管道不被腐蚀。
5、高效板式换热器
在石油化工行业中换热器的种类和数量都是非常众多的，它们对于压力和温度也存在着非常高的要求。高效板式换热器就能够更好地应对较高的压力以及较高的温度。具体来说焊接式板式换热器具备较强的便捷性、体积小、重量轻、存在着良好的传热性能、价格低廉，因此在海上石油的生产过程中得到了良好的应用。它能够对机械润滑油和淡水进行冷却，又能够在石油矿场中冷却相关的中间产物，而且也能够用来加热原油。石油化工行业中的高效板式换热器的应用也存在着一定的瓶颈问题，很难精确地设计以及计算工艺流程，在石油化工行业的生产实践过程中，经常会由于工艺流程设计得不合理而出现巨大的经济损失。石油化工行业中的冷却过程存在部分集态冷凝会在换热表面形成液膜，因此可选用板翅式一类的紧凑式换热器，同时要达到合理经济的换热器必须从结构参数角度考虑调整换热器，仅考虑换传热面积和富裕量并不完善。
四、换热器在石油化工生产中的应用及维护
1、换热器的扩能改造
换热器的扩能改造是石油化工生产中比较常见的技术操作，在换热器扩能改造中一般需要在原换热器热负荷的基础上提升20%～50%的比例，如果原有的光管换热器无法满足实际生产需求，则要对光管换热器进行重新设计或是在原来基础上进行技术改造。应当在保证换热器壳体直径不变的情况下要将换热面的表面积增加20%，管长也应适当增加，避免直接增加壳体的直径，带来不必要的麻烦。在换热器改装安装时如果遇到工厂厂房的限制，可以考虑采用新型高效换热管。
2、换热器在节能中的应用
在石油化工行业原油精馏是所有精馏单元中热能消耗最大的，如果尽可能多地使用高效特型管换热器代替普通光管换热器，将从产品物流中回收更多的热量，提高原油进入加入炉时的温度，节省燃料，减少有害气体与C O 2的排放。
3、换热器的维护方式
（1）换热器表面的维护在换热器运行一定时间之后，换热外表面与换热管的外层容易形成大量的污垢堆积，这样的情况会使换热器的传热系数大大降低，相关研究数据表明，污垢量较大时污垢的热阻会占到总热阻的一半以上，形成大量的浪费。所以在换热器使用过程中应当及时清理换热管外表面，也可以进行技术改进，为换热器设置自行除尘设备。
（2）换热器内部的维护在波纹管换热器使用过程中与其他光管相比更不易结垢，所以在波纹管高等换热器运行过程中应尽量保持较高的传热系数，增进节能效果。另外，需要定期对换热器各组件进行性能检测，保证换热器运行的节能性。
结语
综上所述，技术人员应当加深对换热器的了解研究，掌握正确的换热器应用方法与维护策略，以保障换热器的工作效率与质量。随着科学技术的发展，新型高效加热器出现，并且解热功能与加热质量不断提升，因此石油化工单位应当积极引进新型加热设备，技术人员通过研讨学习掌握新型加热设备的应用方法与维护策略，提高石油化工工业生产效率与质量并且充分节约能源，提升生产效益。
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论文作者:黄超,卢奇,任向东,周振,李安军,韦正帅,陈冠曦
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/25
标签：换热器论文; 蒸发器论文; 石油化工论文; 石油论文; 薄膜论文; 高效论文; 换热论文; 《防护工程》2018年第34期论文;