系列高通量换热器研制及其产业化成套装备技术

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?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434 W/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1800～2200mm、单台换热面积大于1000mm 2 ）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 32×3mm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

2000mm、换热面积1470mm?），管外塔釜液再沸，管内蒸汽冷凝，采用 19×2mm外表面烧

结铁基合金粉末表面多孔高通量U形管2100根。获得中国发明专利授权“一种表面多孔管低温烧结工艺”（专利号ZL03116481.1）。中国

实用新型专利授权“波形扁钢折流杆换热器”（专利号ZL 01253449.8）。申请中国发明专利

“铜镍合金多孔表面管的烧结方法”（申请号200710043508.X）、“铁基粉末多孔表面换热管

的低温烧结制备技术”，申请实用新型专利“一种管壳式换热器”（专利号2006200478921）

等。

项目成果获得了2009年上海市科技进步一等奖，中石化公司科技进步三等奖2项。