原油加熱螺旋折流板換熱器維護(hù)在原油加熱及煉油工藝中,傳統(tǒng)弓形折流板換熱器長(zhǎng)期面臨三大核心問(wèn)題:流動(dòng)死區(qū)與壓降高:流體呈“Z"字形折返流動(dòng),導(dǎo)致殼程壓降比螺旋折流板高45%,泵送能耗增加;
廠商性質(zhì):生產(chǎn)廠家
更新時(shí)間:2026-01-26
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原油加熱螺旋折流板換熱器維護(hù)
原油加熱螺旋折流板換熱器維護(hù)
在原油加熱及煉油工藝中,傳統(tǒng)弓形折流板換熱器長(zhǎng)期面臨三大核心問(wèn)題:
流動(dòng)死區(qū)與壓降高:流體呈“Z"字形折返流動(dòng),導(dǎo)致殼程壓降比螺旋折流板高45%,泵送能耗增加;
結(jié)垢嚴(yán)重:弓形板底角處易形成靜止區(qū),結(jié)垢速率比螺旋折流板高60%,需頻繁停機(jī)清洗;
振動(dòng)失效:管束被流體交替沖刷,易誘發(fā)振動(dòng),導(dǎo)致?lián)Q熱管與管板連接處松動(dòng)或斷裂。
為解決上述問(wèn)題,螺旋折流板換熱器通過(guò)創(chuàng)新流道設(shè)計(jì),成為原油加熱領(lǐng)域的革命性技術(shù)。
二、技術(shù)原理:螺旋流道驅(qū)動(dòng)的三大核心優(yōu)勢(shì)
螺旋折流板換熱器將傳統(tǒng)弓形折流板替換為螺旋狀或近似螺旋狀的折流板,使殼程流體沿螺旋通道連續(xù)旋轉(zhuǎn)推進(jìn),實(shí)現(xiàn)三大突破:
湍流強(qiáng)化傳熱
螺旋流道內(nèi)流體旋流產(chǎn)生的渦流與管束傳熱界面邊界層相互作用,湍流度大幅提升,傳熱系數(shù)較傳統(tǒng)設(shè)備提高20%-30%。
案例:在乙烯裂解裝置中,裂解氣冷卻溫度從800℃降至350℃,乙烯收率提升5%,傳熱系數(shù)達(dá)10000-14000 W/(m2·℃)。
低壓降設(shè)計(jì)
流體連續(xù)旋轉(zhuǎn)流動(dòng)減少了橫向折流產(chǎn)生的壓力損失,相同工況下壓降降低45%左右。
數(shù)據(jù)支撐:中石化某煉廠采用螺旋折流板換熱器后,加熱爐負(fù)荷降低25%,年節(jié)約燃料成本超千萬(wàn)元。
自清潔與抗結(jié)垢
螺旋流道內(nèi)顆粒物及沉淀物被高速流體沖刷帶走,結(jié)垢速率降低60%以上,清洗周期延長(zhǎng)至傳統(tǒng)設(shè)備的2-3倍。
應(yīng)用效果:在原油加熱工況中,設(shè)備連續(xù)運(yùn)行周期從8個(gè)月延長(zhǎng)至2年以上,熱效率穩(wěn)定在92%以上。
三、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新:從非連續(xù)到連續(xù)型的性能躍遷
非連續(xù)型螺旋折流板
由若干個(gè)1/4扇形平面板替代曲面相間連接,形成近似螺旋面。
局限:扇形板連接處存在銳角過(guò)渡,對(duì)軸向流體產(chǎn)生反壓,螺旋角較大時(shí)能耗增加;相鄰板間需附加角接板,增大流體阻力。
連續(xù)型螺旋折流板

通過(guò)中芯管或模具成型技術(shù)實(shí)現(xiàn)純螺旋流動(dòng),綜合傳熱系數(shù)較非連續(xù)型提高近1倍,綜合性能系數(shù)提升30%。
工業(yè)應(yīng)用:在石油化工領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)原油換熱終溫提升22℃,熱端溫差降低22.7℃,換熱面積節(jié)省1450m2。
四、行業(yè)應(yīng)用:多場(chǎng)景下的價(jià)值驗(yàn)證
原油加熱與蒸餾
在常減壓蒸餾裝置中,螺旋折流板換熱器替代傳統(tǒng)設(shè)備后,加熱爐負(fù)荷降低35%,年節(jié)省燃料費(fèi)用1100萬(wàn)元。
技術(shù)參數(shù):傳熱系數(shù)1.8-3.5kW/(m2·℃),終溫平均提高16℃,處理高粘度渣油時(shí)壓降穩(wěn)定在0.2MPa以內(nèi)。
反應(yīng)流出物余熱回收
與纏繞管式換熱器協(xié)同工作,將反應(yīng)流出物余熱用于原料預(yù)熱,熱效率提升15%-20%。
案例:某PTA裝置氧化反應(yīng)器冷卻系統(tǒng)中,反應(yīng)溫度波動(dòng)降低50%,產(chǎn)品優(yōu)等品率提升12%。
高粘度流體處理
螺旋流道確保流體均勻分布,避免局部過(guò)熱結(jié)焦,適用于瀝青質(zhì)、蠟質(zhì)等原油成分的加熱場(chǎng)景。
數(shù)據(jù):?jiǎn)挝惑w積傳熱面積達(dá)150m2/m3,相同換熱負(fù)荷下設(shè)備體積縮小40%,占地面積減少50%。
五、未來(lái)趨勢(shì):智能化與材料創(chuàng)新的雙重驅(qū)動(dòng)
智能化升級(jí)
集成傳感器與AI算法,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)垢趨勢(shì)并自動(dòng)調(diào)整流速,預(yù)測(cè)性維護(hù)使非計(jì)劃停機(jī)減少70%。
案例:改造后設(shè)備年節(jié)約清洗費(fèi)用200萬(wàn)元,熱效率穩(wěn)定在設(shè)計(jì)值的92%以上。
材料創(chuàng)新
雙相不銹鋼、鈦合金等材質(zhì)使設(shè)備耐氯離子腐蝕能力提升100倍,適用于含硫原油加工。
前景:碳化硅-石墨烯復(fù)合材料研發(fā)中,熱導(dǎo)率有望突破300W/(m·K),耐溫提升至1500℃。
結(jié)構(gòu)優(yōu)化
開發(fā)熱-電-氣多聯(lián)供系統(tǒng),提高能源綜合利用率;例如,在碳捕集(CCUS)項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)高效熱交換,減少碳排放。


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