换热器性能评价与高效化改进研究应用

在石油、化工、冶金、热能动力等工程领域中，管壳式换热器被广泛地用于物料的蒸发、冷凝、加热及冷却等过程。传热效率低、体积大、操作费用高是普通管壳式换热器普遍存在的缺点。 华东理工大学机械与动力工程学院化工机械研究所受中国石化扬子石油化工股份有限公司的委托, 对扬子公司催化、芳烃、乙烯装置中的1978台换热设备进行性能标定、评定与高效化改进研究。在广泛调研的基础上从各类设备中发现90多台换热效果差，能耗大的换热设备。根据工艺条件和传热方式，对部分设备采用改善内部壳程结构和采用强化传热管的方法，进行高效化改造。对换热设备的管外采用杆式支撑等纵向流形式，或采用螺旋折流板支撑的螺旋流形式来替代传统的弓形挡板结构；换热管则根据不同的传热形式采用经多年自主研发或经测试性能优良的多孔表面管、波纹管或螺旋槽管等高效特型换热管，二者结合形成复合强化传热的结构。

华东理工大学 2021-02-01

印刷电路板换热器关键技术

技术创新性和领先性 （1）构建了基于元胞自动机方法的蚀刻模型，并结合浸没蚀刻和喷淋蚀刻 实验，揭示了蚀刻时间、蚀刻液成分及浓度、温度、线宽等因素对印刷电路板换 热器换热板蚀刻速率、侧蚀、表面粗糙度等蚀刻质量和表面形貌的影响机理，建 立了在特定蚀刻液下蚀刻速率随各因素变化的半经验公式，掌握了可控的印刷电 路板换热器换热板蚀刻工艺。 （2）构建了基于分子动力学方法的扩散焊接模型，并结合宏观扩散焊接和 拉伸实验，揭示了压力、温度和表面粗糙度等参数对印刷电路板换热器模块的扩 散层厚度、焊接强度的影响机理，掌握了印刷电路板换热器换热芯体的扩散焊工 艺。 （3）研究了印刷电路板换热器内超临界二氧化碳、高温氦气等介质的传热 和阻力特性，掌握了印刷电路板式换热器的热力设计和结构设计方法，具备自主 研发新型高效印刷电路板换热器的能力。 图 1 多种结构的印刷电路板换热器换热板 图 2 扩散焊获得的印刷电路板换热器芯体和焊缝金相组织 （2）技术成熟度 相关成果荣获 2016 年舰船热能动力技术学术会议优秀论文二等奖、2015 年 第三届节能控排传热进展国际会议最佳论文奖和 2015 年中国工程热物理学会传

西安交通大学 2021-04-10

新型高效高温高紧凑度板式换热器

新型换热器根据流体温度及流量由数目众多的波纹板叠放构成，组成多个通道，每 一通道内流过的介质都与其紧邻的通道内流过的介质不同，如图 1。两种流体分别在相 邻通道内逆流流动并进行换热，而在流道的两端需要进行两种流体的分流。 新型换热器可以采用的波纹通道为椭圆、正弦曲线和抛物线。 新型换热器材料的选取要考虑的因素就是材料的耐温度和强度，一般温度在 500℃ 以上的流体采用不锈钢即可。

同济大学 2021-04-13

换热器管板接头环缝焊接设备

换热器管板接头数量多，管子排列密集，且无法转动，如图1所示。手工焊接方法在换热器管板焊接中效率低、对工人的劳动强度高且焊缝质量难以保证。

河海大学 2021-04-14

相变换热器及低温烟气余热回收技术

相变换热器是在多根并联的密闭管排束构件内利用相变工质汽化潜热传递 热量，相变下段的水吸收热量汽化为饱和蒸汽，蒸汽在一定的压差下上升到相变 上段，放出热量，然后凝结成液体，饱和水经汽水分离器回到相变下段，并再次 汽化，往复循环，完成了把热量从高端向低端的单向导热。特点:在保证锅炉不停

上海理工大学 2021-01-12

耐污垢可清洗组合式栅板换热器

本设备利用污垢形成机理，在永久性污垢形成之前，在线适时清洗，以保证在换热表面上不可形成永久性污垢，使换热器始终处于高效工作状态。该设备是适用于钢铁厂冲渣水余热回收、造纸厂黑液余热回收、 烟气余热回收等余热利用以及其它类似场所的通用换热器。

华东理工大学 2021-04-11

耐污垢可清洗组合式栅板换热器

基于汽车制动系统减震单元开发的项目，研制一种用于汽车制动系统的低频振动吸收的被 动吸振器，以解决汽车制动系统的低频制动噪声。 鉴于所设计的减震元件，需要测量出所减震元件的固有频率以及减震效果，本项目自主研 发了振动测试教学试验台，本试验台是基于由美国国家仪器 (NI) 公司研制开发的LabVIEW平 台自主研发的。本试验台主要用于振动测试试验，可实现2层功能，即扫频试验和锤击试验， 可弥补市场上现有产品单一功能的缺陷，进行双通道同步采集。 一、扫频试验，即使用激振器产生激励信号。扫频试验是指在试验过程中维持一个或两个 振动参数(位移、速度或加速度)量级不变，而振动频率在一定范围内连续往复变化的试验。线 性扫描化是线性的，即单位时间扫过多少赫兹，单位是Hz/s或Hz/min，这种扫描用于细找共 振频率的试验。扫频试验作为环境模拟试验的一个重要分支，主要用于测试设备的共振频率， 进而研究其疲劳寿命和可靠性。 产品振动频响的检查 (即最初共振检查) ，确定共振点及工作的稳定性，找出产品共振频 率，以做耐振处理。 耐扫频处理：当产品在使用频率范围内无共振点时，或有数个不明显的谐振点，必须进行 耐扫频处理，扫频处理方式在低频段采用定位移幅值，高频段采用定加速度幅值的对数连续扫 描，其交越频率一般在55-72Hz，扫频速率一般按每分钟一个倍频进行。 最后共振检查：以产品振动频响检查相同的方法检查产品经耐振处理后，各共振点有无改 变，以确定产品通过耐振处理后的可靠程度。 同时本产品扫频试验还可以检验针对某一频率设计的减震器元件的减震效果。通过调整悬 臂梁的长度，可以使得悬臂梁的固有频率与设计的减震器的减振频率一致，通过实验可以很清 楚地看出减震效果。 二、锤击试验，即使用力锤产生激励信号。在实际结构或模型振动试验中，得出结构的自 振频率是许多实验的目的，用锤击法测出结构的自振频率是一种比较经济、理想的测振方法， 这种方法可实现多点激振 (用力锤对多点敲击) 和单点响应 (一个加速度传感器) ，在计算机上 实时显示锤击频响曲线，通过多次叠加平均计算出每个锤击测振点的时域图、傅里叶谱、自相 关、互相关，自功率谱、互功率谱、传递函数和相干函数。

华东理工大学 2021-04-11

聚四氟乙烯肋板换热器

项目简介：石墨改性碳纤维增强聚四氟乙烯肋板换热器，采用石墨改性碳纤维增强的聚四氟乙烯制成。该换热器耐强腐蚀，可用于石油化工、制药、冶炼等行业中有特殊要求（如强酸、强碱等）的冷凝、冷却、加热等多种工艺操作中。该产品已获得发明专利授权，年产800台规模，设备投资需200万元。聚四氟乙烯肋板换热器是由翅片、隔板、封条组成，是在聚四氟乙烯平板（称为隔板）上放一翅片，然后再在其上放一聚四氟乙烯平板，两边以封条密封而组成一个通道。对各个通道进行不同方式的叠置和排列，钎焊成整体，就可得到肋板换热器板束。为使流体分布更加均匀，在流道的两端部均设置导流片，并在板束两端配置适当流体出入口分头和接管，组成完整的肋板换热器。与常规的板壳式换热器相比，板翅式换热器具有强大的优越性：（1）单位体积内的换热面积为管壳式换热器的6~10倍；（2）传热系数比传统的管壳式换热器高10～20倍；（3）重量可比管壳式换热器降低95%；(4) 生产成本比管壳式换热器低25~50%；（5）使用寿命可达8年以上。应用本产品将大大降低生产操作和安装成本，可用来替代钛材和石墨换热器。产品主要技术指标和经济效益分析：使用温度为-180°C～250°C，使用压力≤1Mpa，真空压力≤740mmHg。该产品利润率可达50％以上，每台售价按2万元左右，年产800台纯利润可达800万元以上。

南京工业大学 2021-04-13

金属管状旋流换热器的研制和开发

对于燃料炉而言，炉子热量的来源是燃料燃烧的化学热。而燃料燃烧后产生的大量热量，除一部分用于被加热的工件上，其余很大一部分以高温废气的形式排出，这样一方面造成了大气污染，另外也浪费了大量热量。因此,国内外都在积极地研究如何将这一部分能量回收的装置换热器。 用换热器回收部分高温废气的热量来预热助燃用的空气或预热燃料本身，从而节约燃料，改善燃烧条件。一般来说，空气的预热温度每提高100℃，可节约燃料5％，产量相应增加2%。因此，研究和开发实用新型的高效换热器对余热回收、环境保护都具有十分重要的意义。 金属管状换热器的发展大体经历了第一代光滑表面、第二代粗糙表面、第三代插入件扰动、第四代喷流扰动和第五代贴壁流扰动阶段。新研制成功的旋流换热器属于第五代新型管状换热器，由于采用了新型的旋流技术，热工性能优越，其综合传热系数可以达到50w/ｍ2℃以上，而在条件相同情况下，光管换热器仅为20w/ｍ2℃左右，带插件换热器为35w/ｍ2℃左右，喷流换热器为45w/ｍ2℃左右。而压力损失却比它们小得多。在实现换热器既要高效，又要低阻方面有重大突破。 该项目可以应用于冶金、机械、石油和化工等行业的燃料加热炉的余热回收。

北京科技大学 2021-04-13

全焊接双波纹板式气体换热器成套技术

焊接双波纹板式气体换热器主要应用于废气的余热回收以达到节能减排的目的。该技术利用常州大学专利技术，利用摸具液压使0.6~1.0mm的板材成形，经翻边、焊接组装完成，由于是焊接，适用温度可达550度，如果采用更好的材料，适用温度可达到900度。

常州大学 2021-04-14