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燒結(jié)型高通量換熱器

表面多孔高通量管是一種高效換熱管，采用粉末冶金方法在光管 (沸騰側(cè)) 內(nèi)表面或者外表面燒結(jié)一薄層多孔層，顯著強(qiáng)化沸騰傳熱，對烷烴、烯烴、芳烴類、醇類、水、氟利昂、液氮等多種工質(zhì)均適用。沸騰傳熱系數(shù)可比光管提高一個數(shù)量級。目前世界上主要由美國UOP公司實(shí)現(xiàn)技術(shù)與產(chǎn)品壟斷，近3年國內(nèi)進(jìn)口約76臺高通量管換熱器，約值人民幣5億元。華東理工大學(xué)從1999年起開始研發(fā)燒結(jié)型表面多孔高通量管及其換熱器，2003年成功申請獲得批準(zhǔn)，聯(lián)合中國石化揚(yáng)子石油化工股份有限公司承擔(dān)了中國石油化工股份有限公司科技開發(fā)項(xiàng)目“高通量換熱器國產(chǎn)化研制”。成功開發(fā)具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的燒結(jié)型外表面多孔換熱管，并制成高通量高效換熱器，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。高效換熱元件技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際同類產(chǎn) 品技術(shù)水平，多孔表面管的換熱效果最高可達(dá)光管的15.6倍，能顯著提高換熱管的強(qiáng)化傳熱效率。項(xiàng)目獲得國家“十一五”863課題、國家高等學(xué)校博士點(diǎn)基金贊助和中國石化重大裝備國產(chǎn)化研制項(xiàng)目進(jìn)行研究與技術(shù)開發(fā)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)銅基粉末、鐵基粉末、銅鎳合金粉末表面多孔管燒結(jié)工業(yè)化生產(chǎn)。建成世界第二 (國內(nèi)唯一) 的產(chǎn)業(yè)化基地，具備年產(chǎn)1000噸燒結(jié)型表面多孔管和制造100臺高通量換熱器的生產(chǎn)能力；產(chǎn)品達(dá)到國外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平，榮獲“國家重點(diǎn)新產(chǎn)品”和江蘇“高新技術(shù)產(chǎn)品”證書。目前華東理工大學(xué)已開發(fā)成功碳鋼管、合金鋼管、銅鎳合金管內(nèi)外表面燒結(jié)鐵基合金粉末、銅基合金粉末、銅鎳合金粉末工藝技術(shù)，完成工業(yè)化燒結(jié)系統(tǒng)建設(shè)及批量生產(chǎn)。外表面銅基粉末多孔管高通量換熱器在揚(yáng)子煉油裝置氣體分餾脫乙烷塔再沸器上成功應(yīng)用。采用 93.4M2的高通量換熱管替代了原122.7M2的光滑管，換熱面積減少了27.5%，總傳熱系數(shù)從光滑管的230W/M2℃升高到434 W/M2℃，提高了89%，設(shè)備負(fù)荷提高了16%，所需蒸汽溫度降低了 23.7℃，節(jié)能效果顯著。內(nèi)表面鐵基合金粉末多孔管高通量換熱器在揚(yáng)子芳烴重整加氫預(yù)分餾塔再沸器上成功應(yīng) 用。外表面鐵基合金粉末多孔U形管高通量換熱器在揚(yáng)子芳烴歧化單元甲苯塔再沸器上成功應(yīng) 用。中國石油烏魯木齊石化分公司100萬噸/年對二甲苯芳烴聯(lián)合裝置高通量管重沸器6臺。其中苯塔重沸器、抽余液塔重沸器A/B、抽出液塔重沸器、脫庚烷塔重沸器計(jì)5臺重沸器 (直徑φ1800～2200mm、單臺換熱面積大于1000mm2) 為立式虹吸式固定管板結(jié)構(gòu)，管內(nèi)塔釜液再沸，管外熱流體冷凝。采用φ32×3mm外表面刻槽、內(nèi)表面燒結(jié)鐵基合金粉末表面多孔高通量管，4m長管2500根、5m長管9000根。抽余液塔蒸汽重沸器為臥式U形管結(jié)構(gòu) (直徑φ2000mm、換熱面積1470mm2) ，管外塔釜液再沸，管內(nèi)蒸汽冷凝，采用φ19×2mm外表面燒結(jié)鐵基合金粉末表面多孔高通量U形管2100根。

華東理工大學(xué) 2021-04-11

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