-------------------------哈尔滨华龙旭节能设备制造有限公司-------------------------
国家鼓励发展的节水设备目录中产品 ——值得您信赖的高效气-液换热器
前言：在石油化工、制药、炼油、制冷等行业中广泛应用的气——液管壳式换热器，是典型的间壁式热交换设备。对于管壳式换热器，管内外热阻是影响总换热系数的重要因素，而气——液热交换介质两侧传热系数存在较大的差距，导致热交换不平衡，所以解决热平衡问题成为提高换热效率的关键。在对管内外强化传热方面，由于常规换热器内（如列管式、螺旋板式等）换热壁面两侧面积基本相等，通过增大单位热交换面积或加强扰流来提高换热系数是非常有限。即使对于外翅片换热器而言，虽然解决了热交换不平衡问题，但由于加大外表面积使冷却水管内侧面积减小，致使冷却水量相对增大，并且不能承受较高工作压力。
面对这些实际生产中的问题，哈尔滨华龙旭节能设备制造有限公司经过多年的研究试验，于99年研制出高效节能换热器——内展翅片换热器，于2001年正式投入工业化应用生产。该产品被评为国家鼓励发展的节水设备目录中产品，其“内展翅片管”是国家实用新型专利（产品专利产品ZL 99 2 23325.9），是国家经贸委及黑龙江省推荐的节能、节水产品。
气体与液体热交换专用换热器
原理：对于气—液热交换工况而言，由于气体侧给热系数远远低于液体侧给热系数，造成两侧热交换不平衡，致使常规列管管壳式换热器总传热系数很低，一般强化传热常用的措施是采取增加气体紊流态，还有就是增加单位空间的换热面积两种。内展翅片换热器属于结合上述两措施的一种气液热交换的强化传热管，气体通过管箱进入管束前，在进入每个内展翅片管前经过锥形封堵分布进入每个翅片通道，在改变了气体入流的流态同时增大单位体积的换热面积；而且每个翅片通道是沿直线轴向布置的，由于翅片是平直的，工艺气体几乎没有受到因为翅片弯曲产生的局阻，所以在强化传热的同时，其压降相对较低，在目前已运行的数百台内展翅片换热器来看，满足系统工艺要求。
这一开发原理中增大单位空间的换热面积，与常规的外翅片管类似（即常规的空冷器）；不过此时给热系数低的气体走管外侧，常见的外翅片管有低肋的滚压管和高肋的焊接管，滚压管的肋化系数较低，承压较低，但由于外翅片管束长期在迎风面横掠扰动下，外翅片经常发生脱落现象；焊接管的肋化系数较高可达5，但其使用一段时间后易脱落。 在气-液热交换时内展翅片管相对常规外翅片管的优点有：
1、物料气体走管程，相对外翅片管承压能力提高；
2、冷却液体（水）走壳程，相对走管内的流程选择，冷却水经过多组折流部件，其紊流程度提高，附着管壁的污垢形成概率减小，实践证明可以延长设备清洗周期
3、气体走管程且翅片在管内沿轴向延伸，相对外翅横掠风，其单位迎风面积产生的压降相对外翅较低，使用安全可靠，翅片不易脱落。
4、换热器的安装简单，与常规管壳式换热器的相同。
5、常规内展翅片管的翅化比为7.4，其总传热系数更高，设备体积大大减小，占地面积随之减小。
应用领域：
内展翅片换热器主要应用于化工、制药、化肥、天然气等行业，一般气体与液体热交换的工况都适用,并且有着较大的强化传热优势。
应用总则︰
1、通常适用于两相介质其给热系数相较大的场合，一般大于5倍以上的热交换工况为佳；这一点对于常规气体-液体热交换都是适用的，目前涉及的工艺物料包括常规的无机气体，还有醇类，烃类等有机气体；不过对于一些传热良导介质，比如水蒸汽以及一些制冷剂作为气体物料进行相变热交换的冷凝过程，由于两侧传热系数都很大，所以该工况强化传热优势不明显，不推荐使用。
2、管内承受工作压力属于中低压，目前已应用工况包括-0.098MPa~2.5MPa;
3、气体物料中不能混有较多固体颗粒粉尘以及油性物质，避免这类物质进入换热管附着管壁造成清洗困难；
4、考虑到内展翅片换热管加工因素，目前选用材质包括碳钢（20#,304，316L，T2)，所以对于强腐蚀性介质不适用于常规金属换热器。
具体应用工况举例:
一、气体冷却器，即工艺气体在热交换过程中没有发生相变的换热器，由于此时两侧传热系数差距很大，所以内展翅片换热器的总换热系数相对常规光管换热器可以提高很多，一般在3~6.5倍；例：气体压缩机后段的气体冷却器等。
二、气体冷凝器，即工艺气体在热交换过程中发生相变的换热器，此时气体侧给热系数相对非相变时有所提高，不过两侧介质给热系数差距依然较大，此时内展翅片换热器的总换热系数相对常规光管换热器，一般在2.5~3.5倍；例：化工行业精馏工段的塔顶冷凝器，制药行业的溶媒回收工艺等
三、气体加热器，这个原理类似与气体冷却器的逆过程，一般应用更多的是采用热蒸汽和导热油为热源加热工艺气体的工况，设备强化传热的优势与冷却设备类似；例：余热回收装置等；
产品特点：
1、换热效率大大提高，节能节水效果显著：
由于在换热管内装有波纹型内展翅片，使表面传热系数较低的一侧换热面积增大（其翅化比为7.4），提高了总传热系数，解决了因两侧流体给热系数差距较大带来的热交换不平衡问题。哈尔滨市经济贸易委员会节能技术中心对该产品的测试报告表明：“该产品的换热效率高于光管换热器32%”，“由于换热效率大副提高，该产品的节水效果显著，一次节水率最高达87%”。
2、能够承受高温高压，阻力降相对较低：
在内展翅片换热器中，翅片在给热系数低的一侧，即液体走壳程，常规气体物料走管程；对于一般使用循环水的冷却器，这一流程选择，让管内走相对较高温度较高压力的气体，可以降低换热器管理等级和制造成本，同时波纹型内翅片纵向平直布置在管内，气流平直沿翅片通道流动，相对完成同样工艺指标的光管换热器，其阻力相对较小，满足系统工艺要求。
3、换热器体积小、占地面积小：内展翅片换热器通过在换热管内加翅片增加换热面积，在增强换热的同时减少基管换热面积，使得整台设备体积大大的减小了，一般相对于常规换热器体积小50～75%，占地面积一般为常规换热器的25～50%。
4、降低用户的维护成本：我们知道水垢的形成与水的流动情况有很大的关系，一般来讲，冷却水走壳程时，经过折流部件不断扰动；这相对于常规光管换热器，冷却水走管程的选择，一般水在光管内平直流动，紊流程度小于走壳程的工况，所以冷却水走壳程时，水垢形成概率相对降低，一般其水垢形成周期要慢2—5个周期。这样就使得换热器的清洗周期大大加长，使用户的维护成本降低。
5、投资省，回报期短：
内展翅片换热器体积减小，相对完成同样工艺指标的光管换热器，其制造所需原材料相对减少；尽管技术含量较高、工艺和制造复杂，但是，设备总体价格相对于同等工艺指标的常规换热器要低，而且节水节电效果显著，设备投资回报期短。
常见问题答疑：
1、设备运行时翅片是否会脱落
答：内展翅片换热管的翅片成型是通过胀接推进芯管，通过翅片的弹力使翅片与管壁紧密接触，更由于单根换热管内的翅片为一整片、翅片沿轴线延伸、翅片与管壁的接触面积大，因此设备在运行中不会出现如此大的冲击力致使翅片脱落。
2、常规的波纹管和内展翅片管的优缺点及适用范围
答：波纹管是同时对管内外介质进行强化传热的元件，其强化程度一般表现为传热系数相对光管提高2倍左右；内展翅片管只对管内给热系数低的介质进行高效强化，换热系数最高可达6.5倍。因此，波纹管适用于管内外介质的传热系数基本相同的场所，并且其加工成型为冷加工成型，存在加工残余应力，最好使用温度低于300。C；而内展翅片管适用于管内介质的传热系数比管外的低较多的场所（比如气-液热交换）。
3、管束的振动问题
答：对于内展翅片换热器其壳程为液体（如水），多采用折流板等部件，对管束起到一定支撑左右；而管程气体通过管内翅片沿轴线平直延伸，阻力较小。因此，对于气-液换热工况，使用内展翅片换热器较任何其他管壳式换热管，管束振动都满足GB151-99要求。
4、内展翅片换热器的最大规格
答：目前我公司生产制造的内展翅片换热器，换热管有效长度可达6000mm,壳体直径2400mm。
附：空气水冷却内展翅片管与普通光管1米单管试验数据及K值比较（材质T2）
内展翅片管
| 空气流量
m3/min
| 空气进温
T1（℃）
| 空气排温
T2（℃）
| 进水温度
t1（℃）
| 排水温度
t2（℃）
| 冷却水量
kg/min
| 0.7
| 140
| 25
| 8
| 50
| 0.38
| 普通
光管
| 空气流量
m3/min
| 空气进温
T1（℃）
| 空气排温
T2（℃）
| 进水温度
t1（℃）
| 排水温度
t2（℃）
| 冷却水量
kg/min
| 0.7
| 140
| 56
| 8
| 10
| 2.5
|
附：常规工况下传热系数K的取值范围，适于换热器初步设计估算推荐，详细设计还需要用户提供详细的物料热力参数予以详细设计校核。
热交换流体
| 传热系数
| 备
注
| 管
内
| 管
外
| 管壳式（光管）
| 内展翅片管
| 内外翅片管
| 气
气
| 气
| 气
| 10～35
| 18～60
| 80～280
| 常压
| 气
| 高压气
| 17～60
| 60～230
| 120～440
| 200～300bar
| 高压气
| 高压气
| 170～450
| 300～790
| 400～1300
| 200～300bar
|
气（汽）
液
| 气
| 清水
| 20～70
| 150～510
|
| 常压
|
高压气
| 清水
| 200～700
| 1000～1900
|
| 200～300bar
| 水蒸气凝结
| 清水
| 2000～4000
| 2500～4100
|
| 与水质有关
| 气
| 高粘度液体
| 30
| 80～180
| 130～370
| 液体层流
|
液
液
| 低粘度液体
| 清水
| 200～450
| 900～1600
|
| 液体层流
| 清水
| 清水
| 1000～2000
| 1300～2400
|
| 与水质有关
| 低粘度液体
| 清水
| 100～300
| 600～1300
|
| 液体层流
| | | | | | | | |
气体与气体热交换专用的内外翅片换热器
简介：在内展翅片换热器基础上，我公司针对气——气热交换两侧气体均为低给热系数介质特性，开发研制了为增强两侧气体传热效果的内外翅片换热器（如图）。该产品适用于管内走常规较清洁的气体物料（其适用气体范围参照内展翅片换热器的介绍），管外走工作压力较低的气体，如常规风机出来的风等。由于该产品强化了两侧气体的给热系数，使得产品总传热系数大大提高（其范围参见上文传热系数表）。该产品充分利用单位管长空间，通过最大限度的增大单位管长的换热面积，以达到能够在较短的管长范围内，完成热负荷的交换。目前该产品在余热回收等项目应用效果非常理想。
业 绩
本专利产品自01年进入市场以来，已在化工、制药、炼油等行业应用数百台，用户可以登陆公司产品网站了解相关业绩动态信息。
公司产品网址是：http://www.hualongxu.com
本公司生产制造的产品工艺先进，质量可靠，换热效率高，适应性强，产品均按“国标”“部标”和用户提供的图纸进行制造，也可根据用户提供的技术参数及特殊要求进行设计制造。我们对产品实行“三包”，价格合理，竭诚希望与您长期合作，欢迎各界朋友来公司接洽指导，愿与您共创美好的明天。
联系方法：
地址：哈尔滨南岗区高新技术产业开发区36号楼
联系电话：0451-87000050 传真：0451-82325984
E-mail:bobtl@sina.com
联系人：唐 亮
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发布期至2010年3月31 日 提供者：华龙旭
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发表于 2008-3-7 13:00
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发表于 2009-4-17 09:08
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