烧结型高通量换热器

成果简介：

表面多孔高通量管是一种高效换热管，采用粉末冶金方法在光管(沸腾侧)内表面或者外表面烧结一薄层多孔层，显著强化沸腾传热，对烷烃、烯烃、芳烃类、醇类、水、氟利昂、液氮等多种工质均适用。沸腾传热系数可比光管提高一个数量级。

目前世界上主要由美国UOP公司实现技术与产品垄断，近3年国内进口约76台高通量管换热器，约值人民币5亿元。

华东理工大学从1999年起开始研发烧结型表面多孔高通量管及其换热器，2003年成功申请获得批准，联合中国石化扬子石油化工股份有限公司承担了中国石油化工股份有限公司科技开发项目“高通量换热器国产化研制”。开发成功具有我国自主知识产权的烧结型外表面多孔换热管，并制成高通量高效换热器，填补了国内空白。高效换热元件技术指标达到国际同类产品技术水平，多孔表面管的换热效果最高可达光管的15.6倍，能显著提高换热管的强化传热效率。

项目获得国家“十一五”863课题、国家高等学校博士点基金赞助和中国石化重大装备国产化研制项目进行研究与技术开发，已经实现铜基粉末、铁基粉末、铜镍合金粉末表面多孔管烧结工业化生产。建成世界第二(国内唯一)的产业化基地，具备年产1000吨烧结型表面多孔管和制造100台高通量换热器的生产能力；产品达到国外同类产品先进水平，荣获“国家重点新产品”和江苏“高新技术产品”证书。

目前华东理工大学已开发成功碳钢管、合金钢管、铜镍合金管内外表面烧结铁基合金粉末、铜基合金粉末、铜镍合金粉末工艺技术，完成工业化烧结系统建设及批量生产。外表面铜基粉末多孔管高通量换热器在扬子炼油装置气体分馏脱乙烷塔再沸器上成功应用。采用93.4M2的高通量换热管替代了原122.7M2的光滑管，换热面积减少了27.5%，总传热系数从光滑管的230W/M2℃升高到434W/M2℃，提高了89%，设备负荷提高了16%，所需蒸汽温度降低了23.7℃，节能效果显著。

内表面铁基合金粉末多孔管高通量换热器在扬子芳烃重整加氢预分馏塔再沸器上成功应用。外表面铁基合金粉末多孔U形管高通量换热器在扬子芳烃歧化单元甲苯塔再沸器上成功应用。

中国石油乌鲁木齐石化分公司100万吨/年对二甲苯芳烃联合装置高通量管重沸器6台。其中苯塔重沸器、抽余液塔重沸器A/B、抽出液塔重沸器、脱庚烷塔重沸器计5台重沸器(直径f1800～2200mm、单台换热面积大于1000mm2)为立式虹吸式固定管板结构，管内塔釜液再沸，管外热流体冷凝。采用f32×3mm外表面刻槽、内表面烧结铁基合金粉末表面多孔高通量管，4m长管2500根、5m长管9000根。抽余液塔蒸汽重沸器为卧式U形管结构(直径f2000mm、换热面积1470mm2)，管外塔釜液再沸，管内蒸汽冷凝，采用f19×2mm外表面烧结铁基合金粉末表面多孔高通量U形管2100根。