換熱器是工業(yè)裝置中不可或缺的重要設(shè)備，多年來(lái)，世界發(fā)達(dá)國(guó)家都投入了相當(dāng)大的人力物力研究開(kāi)發(fā)傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊的換熱器。目前我司開(kāi)發(fā)了多種型式結(jié)構(gòu)的繞管式換熱器，由于該種換熱器結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、傳熱效率高，具有耐高壓、可實(shí)現(xiàn)多股流換熱、熱補(bǔ)償能力良好的特點(diǎn)，成為新能源、冶煉、石化等行業(yè)，特別是大化工新能源裝置中的首選的化工工藝過(guò)程重要設(shè)備。

一、 繞管式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和技術(shù)條件（舉例以某化工廠第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)化高壓繞管式換熱器為例）
1、 設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)：這臺(tái)繞管式換熱器為甲醇/甲醇兩股流，殼程兼有沸騰相變的換熱器。為滿足裝置增產(chǎn)10%的要求，在對(duì)熱負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)作了相應(yīng)的調(diào)整，采用將管殼側(cè)流量分別增大10%作計(jì)算，使原設(shè)計(jì)的進(jìn)、出口溫度及壓力維持不變。在對(duì)污垢熱阻值進(jìn)行選取時(shí)，原某公司推薦的污垢熱阻值偏小，而實(shí)際運(yùn)行后由于換熱器腐蝕結(jié)垢嚴(yán)重，導(dǎo)致傳熱性能下降。有鑒于此同時(shí)結(jié)合鎮(zhèn)海煉化公司化肥廠繞管式換熱器試驗(yàn)件熱態(tài)并網(wǎng)試驗(yàn)的考核結(jié)果，在選值時(shí)采用了較大的污垢熱阻，提高了設(shè)備的安全性。
2、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：纏繞管式換熱器由繞管芯體和殼體兩部分組成，繞管芯體由中心筒、換熱管、墊條及管卡等組成.換熱管緊密地繞在中心筒上，用平墊條及異形墊條分隔，保證管子之間的橫向和縱向間距，墊條與管子之間用管卡固定連接，換熱管與管板采用強(qiáng)度焊等的連接結(jié)構(gòu)，中心筒在制造中起支承作用，因而要求有一定的強(qiáng)度和剛度.殼體由筒體和封頭等組成。
我公司多年邀請(qǐng)西安交大畢業(yè)的行業(yè)專家，經(jīng)過(guò)多年的設(shè)計(jì)、制造、加工和使用，我公司開(kāi)發(fā)的纏繞式換熱器具有如下特點(diǎn)：
a) 傳熱系數(shù)大, 傳熱效率高, 端面換熱溫差最小可達(dá)2℃；
b) 結(jié)構(gòu)緊湊，單位容積具有較大的傳熱面積。對(duì)管徑8-20mm的傳熱管，每立方米容積的傳熱面積可達(dá)100-170m2，用1臺(tái)同體積的繞管換熱器可替代幾臺(tái)列管換熱器；
c) 可同時(shí)進(jìn)行多種介質(zhì)的傳熱；
d) 管內(nèi)的操作壓力高，最高操作壓力可達(dá)25.0MPa；
e) 熱補(bǔ)償能力好，傳熱管的熱膨脹可部分自行補(bǔ)償；
f) 容易實(shí)現(xiàn)大型化，目前最大傳熱面積已達(dá)25000m 2 ；

g) 系統(tǒng)阻力比較小，傳熱效果好, 冷量的回收較為徹底, 從而降低了系統(tǒng)的能耗。

二、 纏繞式換熱器的應(yīng)用領(lǐng)域：
1、 前景展望：繞管換熱器目前較多地應(yīng)用于煤化工領(lǐng)域，如大型內(nèi)壓縮空分裝置、甲醇裝置和天然氣液化及回收裝置，隨著對(duì)繞管換熱器研究的深入，繞管換熱器的應(yīng)用領(lǐng)域已取得初步的成績(jī)，主要有以下幾方面趨勢(shì)。
a) 繞管換熱器的大型化
由于繞管換熱器結(jié)構(gòu)特殊，封頭小，管子可以長(zhǎng)達(dá)數(shù)百米，目前已開(kāi)發(fā)造了一些大型的繞管換熱器。如我公司制造的一臺(tái)大型繞管換熱器，該換熱器尺寸為Φ2040mm×17000mm，重達(dá)71噸，換熱面積為3700m2，是普通類似殼體換熱器的3倍左右。隨著裝置的大型化，這種繞管換熱器也要求不斷大型化，重量達(dá)百噸以上，而普通列管式換熱器由于管子限制無(wú)法把換熱器做的更大。
b) 繞管換熱器的熱膨脹自行補(bǔ)償
繞管換熱器具有高效的換熱性能,目前基本上應(yīng)用于深冷裝置。但只要介質(zhì)允許，我們完全可以在高溫運(yùn)行環(huán)境充分發(fā)揮繞管換熱器熱補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)。
c) 繞管換熱器的高壓化
繞管換熱器目前多應(yīng)用于管程壓力高，殼程壓力低的場(chǎng)合，一般管程壓力可達(dá)到25.0MPa，而殼程壓力普遍小于5.0MPa。由于繞管換熱器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是管板小，殼程直徑大，兩端入口封頭小，該結(jié)構(gòu)能克服普通高壓換熱器的弊病。普通中高壓列管換熱器均采用浮頭式或U形管式，當(dāng)壓力較高時(shí)，不僅殼體（管箱）厚度加大，而且法蘭的強(qiáng)度等級(jí)要大幅提高，列管換熱器將非常龐大，法蘭也非常厚，另外對(duì)列管換熱器的密封帶來(lái)很大問(wèn)題。而且隨著裝置的大型化，高壓換熱器也需要不斷擴(kuò)大，這就給制造帶來(lái)麻煩，而繞管式換熱器卻可通過(guò)加長(zhǎng)長(zhǎng)度來(lái)增大面積，而兩端的管板使用連接法蘭小，容易制造。
d) 繞管換熱器的可制作成多股流化換熱設(shè)備

e) 隨著應(yīng)用的成熟，繞管換熱器已逐步實(shí)現(xiàn)多股流換熱，這是其他管殼式換熱器無(wú)法比擬的特殊性能。一臺(tái)換熱器一種殼程介質(zhì)可同時(shí)跟兩種或3種管程介質(zhì)同時(shí)換熱，這樣可以大大提高裝置的換熱效率和換熱空間并減少換熱器的數(shù)量。

繞管式換熱器由于其高效的換熱性能，它在向大型化發(fā)展的同時(shí)，也正逐步向微型化發(fā)展。在一些空間受到限制的地方，常規(guī)換熱器達(dá)不到熱交換的性能要求，而采用繞管換熱器能在同樣空間可滿足性能要求。正是由于這種良好性能，繞管換熱器已在微型領(lǐng)域發(fā)展使用。

隨著我國(guó)對(duì)高壓繞管換熱器設(shè)計(jì)和工藝方面認(rèn)識(shí)的深入，以及其他類型換熱器無(wú)法替代的優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用范圍將越來(lái)越廣泛。

我司設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和制造的繞管換熱器已在化工、二氧化碳、深冷和新能源儲(chǔ)存等領(lǐng)域開(kāi)發(fā)制造諸多繞管換熱器，最長(zhǎng)使用時(shí)間已有8年多。由于我司設(shè)計(jì)制造的繞管換熱器在設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)過(guò)嚴(yán)密仔細(xì)考慮，制造過(guò)程認(rèn)真，且用了特殊的焊接工藝，能確保設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，確保產(chǎn)品質(zhì)量。