缠绕管式换热器
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缠绕管式换热器介绍
现场即可完成维修工作。 强
缠绕管式换热器与壳板换热器的比较
缠绕管式换热器作为一种高效换热器，除具备结构紧凑、高效节能、投资经济 性等高效换热器的一般特征外，还兼有其自身的独特优势。此类换热器的应用特 点，及其与板壳式换热器的比较优势如下：
1. 缠绕管式换热器的换热管采用层间反向螺旋缠绕的结构，极大地改变了流体流动状态，实现 强烈的湍流效果，提高了换热效率。因此，缠绕管式换热器可保证与板壳式换热器相近的换热 效率以及壳程侧更小的压降。
7. 缠绕管式换热器在停工期间对设备的检查、维修简单快捷，实施堵管方便，且完成堵管 后可靠性高。相比之下，板壳式换热器的维修就十分困难。
8. 缠绕管式换热器管、壳程均可进行单侧耐压试验，为设备现场查漏带来极大便利，最终 使得在极短时间内的现场紧急处理成为可能。而板壳式换热器几乎无现场维修的可能
缠绕管式换热器在重整芳烃装置的应用
2. 缠绕管式换热器能适应管、壳程两侧物流较大的温度差及压力差，不易泄漏，可靠性更高。
缠绕管式换热器与壳板换热器的比较
3. 缠绕管式换热器因其自身缠绕形式、柔性设置等特点，使得设备承受瞬间冲击的能力更强， 更好适应装置事故工况及非计划停车。
4. 板壳式换热器在开停工过程中有严格的升降温速度要求。而缠绕管式换热器本身对此类升降 温速度并非十分敏感，使得设备在开停工过程中的操作弹性及安全性大大增加。
缠绕管式换热器与壳板换热器的比较
板壳式换热器
缠绕管式换热器
结构型式
波纹板片叠装焊接
螺旋形换热管缠绕
承压性能
严格控制两侧压差，始终保持进料侧压力高于反应产物侧。
管、壳程允许单侧承压
泄漏 清洗 抗垢性能 温度变化适应性
存在内漏
绕管换热器
• 2.3缠绕管换热器都是竖直运行,下管板与管子间 易产生间隙腐蚀,这也是较常见的破坏形式之一.因 此,胀接要做到二点:一是要有合适的胀度,消除间 隙,防止腐蚀;二是防止过胀,导致管板塑性变形,降 低了胀接的可靠度. • 2.4九江绕管胀接的胀度在管子穿穿管前进行了试 验，选择80MPa的胀度（75-90MPa之间）
目录：
• 一、绕管换热器的基本介绍 • 二、绕管各部件加工步骤及注 意事项 • 三、操作与维护
一、绕管换热器的基本介绍：
• 1.绕管式换热器是在与管板相连的中心筒上, 以螺旋状交替缠绕数层小直径换热管形成 管束,再 将管束放入壳体内的一种换热器。 • 管束由多层螺旋缠绕的换热管组构成，每 层换热管以相反的方向缠绕，每层换热管 用垫条隔开，垫条厚度由工艺计算的流体 通道要求确定(九江项目采用2mm厚度）并 采用异型垫条控制换热管的螺旋升角。在 设计盘管时同一层使用相同长度的管子绕 制，在同一管程的流道上管子应均匀布置。
• 优点：结构紧 凑、可同时进行多种介质换热、管 内操作压力高、传 热管的热膨胀可自行补偿、换 热器易实现大型化等 特点,因此,成为大型煤化工 装置低温甲醇洗系统的首选换热设备。 • 缺点：主要为检修、清理困难,所以一般用于较清 洁的工艺介质。
• 2.绕管式换热器按其结构特点分为两类:管
程单股流流道型(称为单股流绕管式换热器),
• 1.20绕制完成以后，对绕管体外部使用厚度 为2mm的不锈钢皮进行包裹，以防伤到管 子，等待与筒体进行套装，由此夹套还起 到导流作用，夹套与设备壳体间应保持一 定距离。如下图片：（E1610为例）
2制造过程的控制
2.1盘管的控制.盘管控制的好坏直接影响到换热器 的换热效率,尤其是对结垢情况影响较大.因此,盘管 时必须使层间距适度,没有窄间隙死角,防止局部区域 布置不均匀,造成流体阻塞,降低流体的流通面积. 2.2焊接的控制.缠绕管的损坏形式最常见的是管口 泄漏,这是设备的关键部位.一般缠绕管换热器为了提 高换热效率,采用管子都比较小和薄,焊接容易产生缺 陷.因此,焊接必须严格控制线能量,焊缝要均匀和饱 满.
缠绕管式换热器介绍
通过改进结构设计，减小换热器的体积，便 于运输和安装。
降低成本
在满足性能要求的前提下，通过优化设计降 低制造成本和维护成本。
提高可靠性
通过优化设计，提高换热器的可靠性和使用 寿命。
计算流体动力学分析
流体动力学分析
利用计算流体动力学（CFD）技术，对流体的流动状态、传热过程和 流动阻力等进行模拟和分析。
缠绕管式换热器介绍
contents
目录
• 缠绕管式换热器概述 • 缠绕管式换热器的结构与材料 • 缠绕管式换热器的性能特点 • 缠绕管式换热器的设计与优化 • 缠绕管式换热器的安装与维护 • 缠绕管式换热器的发展趋势与展望
01
缠绕管式换热器概述
定义与特点
高效换热
由于管子采用螺旋缠绕方式，使 得冷热流体在管内外流动时能够 形成较大的温差，从而提高换热 效率。
优化流道设计
根据CFD分析结果，优化流道设计，改善流体流动状态，提高换热效 率。
性能预测
通过CFD分析，预测换热器的性能，为后续优化提供参考。
实验验证
将CFD分析结果与实验数据进行对比，验证模型的准确性和可靠性。
05
缠绕管式换热器的安装 与维护
安装注意事项
安装前应检查设备是 否完好无损，确保所 有部件符合要求。
定义
缠绕管式换热器是一种通过将管 子螺旋缠绕在芯棒上，再通过外 部固定圈进行固定的换热设备。
紧凑结构
由于管子紧密缠绕，使得换热器 体积较小，便于安装和维护。
耐高压
由于结构紧凑和管子较细，使得 换热器能够承受较高的压力。
适应性强
适用于各种不同的流体和温度条 件，可根据实际需求进行定制。
工作原理
01
冷热流体在管内外流动，通过 管壁进行热量交换。
降低成本
在满足性能要求的前提下，通过优化设计降 低制造成本和维护成本。
提高可靠性
通过优化设计，提高换热器的可靠性和使用 寿命。
计算流体动力学分析
流体动力学分析
利用计算流体动力学（CFD）技术，对流体的流动状态、传热过程和 流动阻力等进行模拟和分析。
缠绕管式换热器介绍
contents
目录
• 缠绕管式换热器概述 • 缠绕管式换热器的结构与材料 • 缠绕管式换热器的性能特点 • 缠绕管式换热器的设计与优化 • 缠绕管式换热器的安装与维护 • 缠绕管式换热器的发展趋势与展望
01
缠绕管式换热器概述
定义与特点
高效换热
由于管子采用螺旋缠绕方式，使 得冷热流体在管内外流动时能够 形成较大的温差，从而提高换热 效率。
优化流道设计
根据CFD分析结果，优化流道设计，改善流体流动状态，提高换热效 率。
性能预测
通过CFD分析，预测换热器的性能，为后续优化提供参考。
实验验证
将CFD分析结果与实验数据进行对比，验证模型的准确性和可靠性。
05
缠绕管式换热器的安装 与维护
安装注意事项
安装前应检查设备是 否完好无损，确保所 有部件符合要求。
定义
缠绕管式换热器是一种通过将管 子螺旋缠绕在芯棒上，再通过外 部固定圈进行固定的换热设备。
紧凑结构
由于管子紧密缠绕，使得换热器 体积较小，便于安装和维护。
耐高压
由于结构紧凑和管子较细，使得 换热器能够承受较高的压力。
适应性强
适用于各种不同的流体和温度条 件，可根据实际需求进行定制。
工作原理
01
冷热流体在管内外流动，通过 管壁进行热量交换。
绕管式换热器的布置及管道设计
２．１ 吊装孔的设置
绕管式换热器在框架内布置时，利用设备支耳支撑于框架 内结构梁，固在布 置 绕 管 式 换 热 器 的 时 候，需 要 考 虑 吊 装 孔 的 设置，在确定吊装孔大小的时候不但要考虑绕管式换热器筒体 的直径，更需要考 虑 侧 面 支 耳 及 管 口 的 伸 出 长 度 尺 寸，保 证 绕 管式换热器的可施工性，能够顺利完成设备吊装。
在确定支撑高度 后，再 根 据 绕 管 式 换 热 器 管 口 所 在 标 高， 预留足够的配管 空 间，确 定 其 他 框 架 平 台 的 标 高，使 其 管 口 及 管道与框架平台不碰撞。
以某酸性气体脱除装置原料气冷却器（图 ３）的布置举例，
收稿日期：２０１９－０５－０６ 作者简介：庞鑫健，工程师，２００９年毕业于江苏工业学院，就业于中石化宁波工程有限公司，从事化工装置布置及管道设计工 作，重点在于煤化工及深冷领域的工程设计。
绕管式换热器常为多管口设置，且相应管道的配管还应尽 量做到分流均布，以 便 于 多 股 换 热 更 加 均 匀，固 其 配 管 所 需 要 的空间相对比较大，所以在布置的时候就要一并考虑配管空间 的预留。常见配管方式主要分为对中均布（图 ５）及逐级分流 （图 ６），其主要原则是管道设计过程中，使得多管口的分支管线 尽量满足走向相 似 或 阻 力 降 相 当，以 达 到 分 流 均 布 的 目 的，使 得换热效果更加均匀。
其次需要考虑绕管式换热器换热管检修的要求，绕管式换 热器在立式布置于框架内的时候，其框架上部不宜再布置其他 设备，给绕管式换热器顶部预留吊装空间，见图 ２。
图 １ 常见绕管式换热器形式
Байду номын сангаас
图 ２ 绕管式换热器的可施工性
２．２ 支撑层的布置
缠绕管式换热器介绍
冷热流体通过 缠绕管内壁进
行热交换
热量通过管壁 和缠绕的波纹
板传递
冷热流体在管 间流动，实现
热量交换
热量通过管壁 和波纹板传递 给管外的冷却 水或加热介质
高效传热：缠绕管式换 热器采用独特的管内管 外缠绕结构，有效增加 换热面积，提高传热效 率。
耐高温高压：材料选 择优良，能够承受高 温高压的工况，保证 设备长期稳定运行。
解决方案：检查密封件和连接处，及时修复泄漏问题。
解决方案：检查换热器内部是否有堵塞或结垢，及时清理并进行调整。
汇报人：XX
核能发电：用于冷却反应堆，提高发电效率 火电发电：用于冷却锅炉，提高发电效率 风电发电：用于冷却涡轮机，提高发电效率 太阳能发电：用于冷却吸热器，提高发电效率
制药行业：用于 药品生产和加工 过程中的加热、 冷却和蒸发等工 艺流程，提高生 产效率和产品质 量。
化工行业：用于 各种化学反应过 程中的热交换， 如聚合、裂解、 蒸馏等，同时能 够承受各种腐蚀 性介质。
利用效率
海水淡化：用 于大规模海水 淡化工厂的换
热
PART FOUR
传热效率：选择传 热效率高的换热器， 以满足工艺要求。
耐腐蚀性：根据工 艺介质的腐蚀性选 择耐腐蚀的材料。
机械强度：考虑换 热器的机械强度， 以确保其稳定性和 安全性。
经济性：在满足工 艺要求的前提下， 选择价格合理的换 热器。
XX,a click to unlimited possibilities
汇报人：XX
CONTENTS
PART ONE
外部壳体：提供稳定的支撑和 保护，防止外部环境对换热器 的干扰
缠绕管：由多个薄壁金属管 绕成，用于热量交换
缠绕管式换热器介绍ppt
中国石化北海炼化公司 山东万通石油化工有限公司
中国石化荆门分公司 中国石油锦西石化公司 中国石化玉门油田分公司 中国石化茂名分公司
单元名称 150万吨/年重整装置 100万吨/年3#连续重整装置 100万吨/年连续重整装置 180万吨/年催化重整装置 80万吨/年连续重整装置 140万吨/年连续重整装置 60万吨/年催化重整装置 80万吨/年重整装置 30万吨/年重整装置 150万吨/年连续重整装置
现场即可完成维修工作。 强
缠绕管式换热器与壳板换热器的比较
缠绕管式换热器作为一种高效换热器，除具备结构紧凑、高效节能、投资经济 性等高效换热器的一般特征外，还兼有其自身的独特优势。此类换热器的应用特 点，及其与板壳式换热器的比较优势如下：
1. 缠绕管式换热器的换热管采用层间反向螺旋缠绕的结构，极大地改变了流体流动状态，实现 强烈的湍流效果，提高了换热效率。因此，缠绕管式换热器可保证与板壳式换热器相近的换热 效率以及壳程侧更小的压降。
清洗反应产物侧，进料侧必须充液保护。
清洗，管程侧可进行管内机械清洗。
一般，板通道间易沉积。垢物积聚还可能引起板片热应力导致 焊缝开裂。
强，具有自清洗能力。
严格控制升降温速率
并无特别限制升降温速度。
可维修性
抗冲击能力
-
可维修性差，现场膨胀节、焊接壁等修复困难。
抗热冲击、工况波动能力弱，对温差、压差、升降温速率等波 动都可能导致损伤。
-
缠绕管式换热器与壳板换热器的比较
板壳式换热器
缠绕管式换热器
结构型式 承压性能
波纹板片叠装焊接 严格控制两侧压差，始终保持进料侧压力高于反应产物侧。
螺旋形换热管缠绕 管、壳程允许单侧承压
泄漏 清洗 抗垢性能 温度变化适应性
中国石化荆门分公司 中国石油锦西石化公司 中国石化玉门油田分公司 中国石化茂名分公司
单元名称 150万吨/年重整装置 100万吨/年3#连续重整装置 100万吨/年连续重整装置 180万吨/年催化重整装置 80万吨/年连续重整装置 140万吨/年连续重整装置 60万吨/年催化重整装置 80万吨/年重整装置 30万吨/年重整装置 150万吨/年连续重整装置
现场即可完成维修工作。 强
缠绕管式换热器与壳板换热器的比较
缠绕管式换热器作为一种高效换热器，除具备结构紧凑、高效节能、投资经济 性等高效换热器的一般特征外，还兼有其自身的独特优势。此类换热器的应用特 点，及其与板壳式换热器的比较优势如下：
1. 缠绕管式换热器的换热管采用层间反向螺旋缠绕的结构，极大地改变了流体流动状态，实现 强烈的湍流效果，提高了换热效率。因此，缠绕管式换热器可保证与板壳式换热器相近的换热 效率以及壳程侧更小的压降。
清洗反应产物侧，进料侧必须充液保护。
清洗，管程侧可进行管内机械清洗。
一般，板通道间易沉积。垢物积聚还可能引起板片热应力导致 焊缝开裂。
强，具有自清洗能力。
严格控制升降温速率
并无特别限制升降温速度。
可维修性
抗冲击能力
-
可维修性差，现场膨胀节、焊接壁等修复困难。
抗热冲击、工况波动能力弱，对温差、压差、升降温速率等波 动都可能导致损伤。
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缠绕管式换热器与壳板换热器的比较
板壳式换热器
缠绕管式换热器
结构型式 承压性能
波纹板片叠装焊接 严格控制两侧压差，始终保持进料侧压力高于反应产物侧。
螺旋形换热管缠绕 管、壳程允许单侧承压
泄漏 清洗 抗垢性能 温度变化适应性
绕管换热器PPT课件
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15
1.5介质通道进行标识，检查是否正确以防穿错管
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16
1.6异型垫条用来确定管子的导程
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1.7平垫条在中心筒上点焊
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18
1.8中心筒上点焊异形垫条
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1.9垫条点焊
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20
1.10异形垫条用来固定管子在绕制过程中的导程， 犹如管子绕制过程的行驶轨道
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21
1.11管箍，用来固定管子
• 5开封空分厂制作设计文件及图纸
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谢谢！
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48
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Hale Waihona Puke 40胀接试验胀度80MPa
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胀接后PT检查
•
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42
• 2.5换热管做水下气密性试验， • 注意试验用水，水中氯离子含量≤25mg/L
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43
换热管做水下气密性试验,保压10分钟，无泄漏无变形，才 能进行绕制
.
44
三、操作与维护
• 缠绕管由于原料杂质问题引起质量问题的也不少, 按照设计要求,缠绕管式换热器用于介质杂质少.容 易清洗的场合,因为缠绕管换热器为了追求其紧凑 性,管间距与层间距的间距比较小,所以对原料的要 求也较高.一旦装置波动等就可能引发原料杂质多 而容易造成堵塞.因此,要有效地在操作上做好以下 几方面:
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27
1.16绕制中，使用管箍固定中，以防回 弹
.
28
1.17第一层绕制完，进行表面检查及100％气压试验
.
29
1.18气压试验压力8.5Mpa
.
30
1.18第二层绕制前，将垫条点焊在第一层的管箍上
.
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绕管换热器ppt课件
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• 2.3缠绕管换热器都是竖直运行,下管板与管子间 易产生间隙腐蚀,这也是较常见的破坏形式之一.因 此,胀接要做到二点:一是要有合适的胀度,消除间 隙,防止腐蚀;二是防止过胀,导致管板塑性变形,降 低了胀接的可靠度.
• 2.4九江绕管胀接的胀度在管子穿穿管前进行了试 验，选择80MPa的胀度（75-90MPa之间）
11
二、绕管各部件加步骤及注意事项
• 1绕管各部件加步骤: • 1.1中心筒组对焊接 • 绕管束中心筒在制造 • 中起支承作用， • 因而要求有一定的强度和刚度， • 中心筒的外 • 径由换热管的最 • 小弯曲半径决定
12
1.2中心筒与管板焊接
13
1.3管板中心距检查≤3mm
14
1.4垫条点焊前对照图纸进行确认管板标识，检查管板介质 通道是否一致
27
1.16绕制中，使用管箍固定中，以防回 弹
28
1.17第一层绕制完，进行表面检查及100％气压试验
29
1.18气压试验压力8.5Mpa
30
1.18第二层绕制前，将垫条点焊在第一层的管箍上
31
第二层管子管箍固定，点焊时注意不要伤到管子
32
第二层的绕制方向与上一层方向相反，依次类推
33
1.19每层绕制完，需要对每一层的直径进行数据测量，对 照图纸，以防绕大。
2
目录：
• 一、绕管换热器的基本介绍 • 二、绕管各部件加工步骤及注
意事项 • 三、操作与维护
3
一、绕管换热器的基本介绍：
• 1.绕管式换热器是在与管板相连的中心筒上, 以螺旋状交替缠绕数层小直径换热管形成 管束,再 将管束放入壳体内的一种换热器。
• 管束由多层螺旋缠绕的换热管组构成，每 层换热管以相反的方向缠绕，每层换热管 用垫条隔开，垫条厚度由工艺计算的流体 通道要求确定(九江项目采用2mm厚度）并 采用异型垫条控制换热管的螺旋升角。在 设计盘管时同一层使用相同长度的管子绕 制，在同一管程的流道上管子应均匀布置。
• 2.3缠绕管换热器都是竖直运行,下管板与管子间 易产生间隙腐蚀,这也是较常见的破坏形式之一.因 此,胀接要做到二点:一是要有合适的胀度,消除间 隙,防止腐蚀;二是防止过胀,导致管板塑性变形,降 低了胀接的可靠度.
• 2.4九江绕管胀接的胀度在管子穿穿管前进行了试 验，选择80MPa的胀度（75-90MPa之间）
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二、绕管各部件加步骤及注意事项
• 1绕管各部件加步骤: • 1.1中心筒组对焊接 • 绕管束中心筒在制造 • 中起支承作用， • 因而要求有一定的强度和刚度， • 中心筒的外 • 径由换热管的最 • 小弯曲半径决定
12
1.2中心筒与管板焊接
13
1.3管板中心距检查≤3mm
14
1.4垫条点焊前对照图纸进行确认管板标识，检查管板介质 通道是否一致
27
1.16绕制中，使用管箍固定中，以防回 弹
28
1.17第一层绕制完，进行表面检查及100％气压试验
29
1.18气压试验压力8.5Mpa
30
1.18第二层绕制前，将垫条点焊在第一层的管箍上
31
第二层管子管箍固定，点焊时注意不要伤到管子
32
第二层的绕制方向与上一层方向相反，依次类推
33
1.19每层绕制完，需要对每一层的直径进行数据测量，对 照图纸，以防绕大。
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目录：
• 一、绕管换热器的基本介绍 • 二、绕管各部件加工步骤及注
意事项 • 三、操作与维护
3
一、绕管换热器的基本介绍：
• 1.绕管式换热器是在与管板相连的中心筒上, 以螺旋状交替缠绕数层小直径换热管形成 管束,再 将管束放入壳体内的一种换热器。
• 管束由多层螺旋缠绕的换热管组构成，每 层换热管以相反的方向缠绕，每层换热管 用垫条隔开，垫条厚度由工艺计算的流体 通道要求确定(九江项目采用2mm厚度）并 采用异型垫条控制换热管的螺旋升角。在 设计盘管时同一层使用相同长度的管子绕 制，在同一管程的流道上管子应均匀布置。
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缠绕管式换热器是一种高效换热设备，其特点是传热管按螺旋线形状交替缠绕而成，具有结构紧凑、单位体积换热面积大等优点。文档对其管内传热与流动、壳侧传热与流动进行了深入研究，展示了其传热效率高的特点。此外，还介绍了大型LNG绕管式换热器的应用场合与液化能力，并探讨了其关键技术，包括材料选择、结构连接技术、热负荷均匀分配以及传热计算等。尽管文档内容详尽，但关于缠绕管换热器的最大压力承心的最大压力问题，可能需要进一步咨询相关厂商或参考其他技术资料。