几种常见的换热器介绍
发布时间：2023-02-06 19:31:48浏览次数：
炼化PX联合装置中，重整、歧化、异构化装置的进料换热器热负荷相当大，若采用立式管壳式换热器，这样就存在单体体积过大、重量大，目前技术手段无法实现；如果做成多台，又存在占地面积大及每台之间物流分配不均匀等问题。选用全焊接板壳式换热器不仅可解决以上问题，还可提高换热深度，回收更多的热量。AXENS工艺包专利商要求采用全焊接板壳式换热器，其设备参数就是基于帕奇诺板换的传热计算结果。目前国内绝大部分PX联合装置中都采用全焊板（壳）换，而阿法拉伐·帕奇诺的全焊板换又占有绝对优势，近几年随着蓝科全焊接板换技术的不断提升，占有率也呈上升趋势。全焊接板壳式换热器主要由压力容器外壳、传热板束、流体分布器、物流收集接管、膨胀节、喷油棒等部分组成。压力容器外壳的作用是承受强度（或承受操作压力）。传热板束是焊接板式换热器的核心部件，板束由很多块不锈钢板片焊接而成，每块板片通过专利技术—水下爆炸成型而获得，板片的流道设计为瓦楞状排列，这些板片堆叠后在周边进行焊接（形成板束），相邻板片的流道流向相反，一侧走热介质，紧邻侧就走冷介质，通过逆流传热。管箱和板束表面间也进行焊接，形成一个密闭的弹性组合。
1.2 全焊接板换工作原理：循环氢气从板换下部法兰进入壳体与板束的空腔内部（全部充满氢气），向上进入板换下端部两边的狭长的文丘里构件（类似于槽堰形状）再向上经过分配格栅网后绕过水平布置的喷油棒，与喷油棒等部喷油孔出来的油污充分混合后进入板束下端部两边外侧板片开口流道中，沿板片波纹的纹理向上流动冷侧流体由换热器下部侧壁垂直插入板换壳体，经水平布置的喷雾棒喷出，充分混合由换热器底部接管进入的循环氢进入板束的流道中，与其间隔的热侧流道中的热流介质充分换热，顺势而上，仍然是由板片端部两边的开口流出，进入板束上端部两边外侧的流体分布器的冷流端口收集槽内，再经由焊在收集槽上不得接管、膨胀节、穿壳接管流出板换外部进入工艺管道的大弯头中。注意板束上端部有两层流体收集槽，外层的体积大的为冷流的油气混合物料的收集槽，内层体积小的热流。而热侧流体与之相反，由壳体上部进入，经膨胀节、接管后进入流体分布器的热流端口分散，进入半数的热侧流体通道中，对流向下，进入换热器壳体内的下部流体分布器中的热侧流体出口端收集，经接管、膨胀节后由壳体下部流出。板束：不锈钢321或304或316；板片厚度：0.8-1.5mm；波纹管：冷流侧为Inconel 625；热流侧为Incoloy800或825；承压壳体：Cr-Mo钢 1.25Cr-0.5Mo，,2.25Cr-1Mo，或不锈钢、碳钢① 传热效率高。因为传热板束是由几百块厚度为0.8mm的波纹板组成，可以提供流体的高紊流，高传热效率，两侧流体的传热膜系数约为管壳式换热器的2～3倍；流体分布均匀，基本上无死角，也不存在渗漏；纯逆流换热，使热端接近温度达到低△t<51℃，这是管壳式换热器无法实现的。② 每片板片水下爆炸成型，不是采用通常的金属挤压成型。爆破成形不仅具有光滑的表面（可以明显地减少堵塞），避免了机械挤压成型的冷作硬化现象，同时也能从根本上消除成型时的应力，实质上减少了应力腐蚀。③ 波纹板的锯齿形和人字形沟槽，形成了几万个板与板的接触点，使得板束在任何流速下都不会振动。④ 均一的流体分布和二相（气、液）流体的持续混合，形成了整个板束上均匀的温度分布，减少了相间分层造成的热应力。⑤ 波纹板承受较低的机械压力。因为板束垂直悬挂在一个独特的集管箱支撑系统上，使得每一块板几乎只承受其本身的重量。⑥ 受压外壳承受的压力跟反应介质压力相同，外壳中引入反应介质中的循环氢，其目的是减少板束内外的压差（△P几乎等于0），这样即使在高温高压下操作也非常安全，壳体上设有庞大的法兰和管板消除了主要的外部泄漏点，也避免了因管板连接失效而产生的内部泄漏。该技术系美国UOP公司专利技术,其特点是具有超强的沸腾蒸发,在管内外温差等于2°F时即可沸腾,其总传热效率是常见光管的3~4倍。另外,即使现采用高通量管换热器，其中有几个位号的换热器，其直径也已达到2700mm，如若采用常规U型管换热器设计,则壳体直径将会很大，单台的制造工艺、检修及试压都将非常困难，综合比较后终确定采用高热通管换热器。高通量换热管是指采用粉末合金采用冶金的方法在普通换热光管的（沸腾侧）内、外（或内外同时）表面烧结（喷涂）一薄层金属，具有特定结构的多孔表面的高效换热管，表面多孔层的凹穴与孔隙相互连通，可以显著强化沸腾传热，传热效果理论上可提高20倍以上。喷涂层的厚度在5~15mils，相当于0.127~0.381mm。对于立式换热器还在管外壁加工出利于液体流动的凹槽（此时外壁不喷涂）。喷涂层与基体的结合非常牢固，可以承受U型弯管的应力。对比其他管壳式换热器，高通量管换热器只是采用烧结管替代了传统的光管，其他无异，因此，高通量换热管可以和普通换热管一样用来制造各种换热器。高热通量管是至今为止换热系数高的管式传热元件，尤其适用于烷烃、烯烃、芳烃、醇类、水、氟利昂、液氮等介质。目前国际上只有美国UOP公司开发的专利技术在应用，国内华东理工大学掌握了烧结型高通量换热管及其换热器的产业化技术，（该成果通过中国石化股份有限公司科技开发部与重大装备国产化办公室组织的专家鉴定(中国石化鉴字[2002]第222号、[2007]第92号、[2008]第213号)：“沸腾换热系数提高5~15倍，优于国外同类产品性能。填补国内空白，技术达到国际先进水平，建议在石化行业推广应用。”）已联合无锡化装生产制造投入市场，其他公司如北京广厦等厂家，因技术保密原因，其烧结管工艺、技术无法得知，应用业绩未见肯定确认，无法验证效果。总体而言：国内烧结技术及涂层表面成型与UOP直观比较还是有些差距，长期使用效果还有待验证。高通量管的工作特性如下图所示，上端显示的是光管表面。在光管表面，气泡通常产生于表面微小的凹陷和划痕处。下端是高通量换热管表面，多孔表面和基体的良好的热传导系数，很大的微孔表面积以及多孔层的众多接触点确保了大量稳定气泡核的形成。与普通光管相比，烧结型表面多孔管具有如下优越性：(1) 能显著地强化沸腾给热，减少所需换热面积一半左右，在大型乙烯和大型芳烃等化工和石化装置中应用前景广阔。(2) 可以在很小的温差下维持沸腾，对低品味能量的回收和低温沸腾换热有很大的价值，应用于再沸器时可以降低所需加热蒸汽的等级。内开槽外烧结涂层高通量管 内烧结涂层外开槽高通量管双管板管壳式换热器是在管束的换热管端部有一块管板，称为外侧管板（管程管板），兼作设备法兰，与换热管及管箱法兰相连接。在距换热管端部较近的位置还有一块管板，称为内侧管板（即壳程管板），与换热管及壳程相连接。外管板与内管板之间有一定的距离，这部分空间可以是一个敞开的结构，也可以用短节封闭与外界隔离开，组成一个隔离腔，称为集液筒。集液筒高点设排气，低点设排液。其中：内管板只能采用强度胀（机械或液 压胀），外管板通常采用强度焊+贴胀（或强度焊+强度胀）。A、常规换热器存在管板处管头焊缝失效导致介质混料（占多数），管子泄漏导致混料（占少数）两种情况。而双管板只是从结构上解决了管板处管头焊缝失效后确保管/壳程介质完全分隔开、互相不能串通的问题。但是内部换热管失效混料问题没有解决。B、管程管板接头失效、壳程管板接头失效只会外漏，不会混料。★单管板换热器大多数失效都是在管子与管板连接管头焊缝部位发生泄漏，导致管/壳介质互混，为避免此处串料，出现了双管板型式。★管/壳程的介质不接触时无腐蚀，泄漏时混料，会引起设备严重腐蚀。★一侧为剧毒介质泄漏到另一侧，剧毒物质会波及很大面积，可能造成人身伤害、环保污染等情况。★两侧流体相混后产生化学反应，形成粘稠的树枝状物质或聚合物等污垢。★两侧流体混合变化后与催化剂产生化学反应或改变催化剂的性能。★两侧流体接触后导致化学还原反应，使一种化学反应受到限制或改变。上述中① ②泄漏都会导致管程与壳程介质混料，其中① 的故障率在实际使用中远大于②。而③与④通常外外漏，不会混料。 双管板换热器只是解决了以往①管板处管口焊缝失效的问题，但是没有解决②内部管子自身泄漏（腐蚀、振动断裂等）的问题，理论上还是存在泄漏后管壳/程混料的隐患。同时衍生了内管板管接头强度胀可能失效外漏的问题、 如果采用不抽芯的焊接结构还可以解决③的壳程介质外漏问题。但是无论何种结构都无法解决④管程外漏的可能性。 B、双管板换热器在多晶硅、有机硅行业应用较多，在芳烃装置上使用业绩比较少，在再沸器应用更少，在蒸汽发生器（汽液两相，多发振动）上应用基本没有。C、在设计、制造上有一定的难度和技巧，尤其是在双管板与换热管的连接、管束组装顺序、检测要求上必须严格把关，才能设计、制造出能满足使用要求的双管板式换热器。A、仍然存在内部管子泄漏，管、壳程介质混料的情况。通常轻微泄漏时难以发现，随工艺流程可能还会进入下游吸附剂中，生产部门应注意。B、内管板管接头只能采用强度胀这的方法，制造工艺要求都高于其他类型换热器，尤其是制造过程中后续的集液筒与管板的焊接、运行中管板局部温度过高等都会造成管板热变形，影响管子胀紧率，容易造成泄漏，并且因为诸多因素的加工制造公差等累计产生的不可避免的偏差导致实际中每根管的胀紧率都有差异，因此随着使用年限及工况的变化，难免会出现失效泄漏，并且胀接好坏与制造工人的技能水平与责任心存在很大关系，对工艺流程特点能否吃透等诸多因素决定内管板的胀接质量存在诸多不确定因素，可能失效外漏，甚至会出现大面积系统性的失效问题。C、因设备单体直径较大，管板厚初步设计应在在80-150mm之间，相对较薄，制造过程中的机加工、焊接热影响及运行中开停车、温度骤变等操作都可能造成管板不可逆的热变形，此变形很难控制及处理。D、实际制造中的胀接一次成型率较低，需多次补胀才行，内管板强度胀在实际运行中现场检漏基本上无法实现，无法明确哪根管子；即使明确哪根管子泄漏，也不知道原始的胀接原始数据（厂家技术核心不提供），无法评定胀紧率，因此无法补胀，只能任其泄漏。E、隔离腔的全焊接集液筒与双管板之间管束热应力的匹配问题，严重时可能会造成管接头大量失效泄漏风险。F、蒸发器特殊工况决定的存在汽液两相容易引起震动造成管束磨损断裂风险。H、管束单体大、重，检修中的抽装芯过程稍有不慎，卡、撞、强拉硬推等都可能造成管束变形，可能会对内管板强度胀接有影响，存在造成不可逆的致命损伤。G、如采用管束与壳体焊接结构，未来更换管束时需要切割筒体、更换新的管束后还要重新焊接，检修耗时较长，而且还需要进行压力容器监检报验合格才行。H、管板可能产生因污垢、各种腐蚀、侵蚀和气蚀引发的损坏。A、不论是否采用可抽芯结构，应尽量避免抽芯作业。如必须抽芯，则必须谨慎操作。B、设计时可以考虑在标准规范的基础上提升管板设计等级一个等级，制造中采用合理的特殊工装以及运行中控制温升等合理操作方法来降低大直径管板变形的概率。C、如采用隔离腔（集液筒）全焊接结构，必要时增加膨胀节来补偿匹配应力问题，或采用不完全封闭或开放式结构。D、在出询价书阶段向设计院提出建议：对存在汽液两相工况的换热器是否有必要进行强化设计，明确要求：在常规设计的基础上增加支撑板数量、厚度，提高管孔加工精度，提高管子制造精度等级，减少累计偏差等方法，尽可能降低胀接失效的潜在隐患。E、换热器进行有限元分析（尤其是管板、法兰及锥壳）及振动分析，分析流场对温度、受力等的影响。F、严格控制原材料金相组分，提高焊接材料等级，慎重审核分包商。G、对制造过程的关键点必须严格执行停止见证制度，合格后才可转入下步工序。坚决杜绝不规范施工。H、蒸发器工况必要时采用强度胀+强度焊（工况苛刻时）。J、设备安装好后全部打压试验，确保投料运行时不出现大问题。L、必要时选取超过2米大直径管板、在用5年以上的用户2-3个，前去调研，掌握实际在用一手资料，以利决策。在管壳式换热器中，壳程通常是一个薄弱环节。通常普通的弓形折流板能造成曲折的流道系统(z字形流道)，这样会导致较大的死角和相对高的返混。而这些死角又能造成壳程结垢加剧，对传热效率不利。返混也能使平均温差失真和缩小。其后果是，与活塞流相比，弓形折流板会降低净传热。优越弓形折流板管壳式换热器很难满足高热效率的要求，故常为其他型式的换热器所取代(如紧凑型板式换热器)。对普通折流板几何形状的改进，是发展壳程的步。虽然引进了密封条和附加诸如偏转折流板及采取其他措施来改进换热器的性能，但普通折流板设计的主要缺点依然存在。为此，美国提出了一种新方案，即建议采用螺旋状折流板。这种设计的先进性已为流体动力学研究和传热试验结果所证实，此设计已获得专利权。此种结构克服了普通折流板的主要缺点。螺旋折流板的设计原理很简单：将圆截面的特制板安装在“拟螺旋折流系统”中，每块折流板占换热器壳程中横剖面的四分之一，其倾角朝向换热器的轴线，即与换热器轴线保持一倾斜度。相邻折流板的周边相接，与外圆处成连续螺旋状。折流板的轴向重叠，如欲缩小支持管子的跨度，也可得到双螺旋设计。螺旋折流板结构可满足相对宽的工艺条件。此种设计具有很大的灵活性，可针对不同操作条件，选取佳的螺旋角；可分别情况选用重叠折流板或是双螺旋折流板结构。传统换热器的折流板的平面跟换热管的轴向是垂直的,壳程介质在折流板间的流动与换热管有垂直和平行等几个部分。而螺旋折流板换热器的折流板是一个近似的螺旋通道,壳程介质从壳程入口进入时,沿螺旋通道斜向前进,将传统的折流方式变成纵向螺旋折流方式。改变了传统换热器基本的流动状态。其有下面几个特点。⑴ 壳程压降低。介质在壳体内连续平稳螺旋流动,避免了横向折流产生的严重压力损失。在相同流量条件下可使压降减少45%左右⑵ 壳程流速高。与弓形折流板比,在同样的壳程压降下,可使壳程介质流速大幅度提高,改进流动状态。⑶ 换热强化能力大(传热系数高)。由于壳程介质螺旋前进,在径向截面上产生速度梯度,形成径向湍流,会使换热管表面滞留底层减薄,有利于提高壳程的给热系数。另外无流动死区的结构使换热面的利用率更高,因而会获得更强的换热能力。据国外文献报道，其单位压降下的壳程传热系数是弓形折流板传热系数的1.8～2倍，多数工况下的总传热系数可提高20%～30%，尤其当螺旋倾斜角在 25o～45o 时，换热效果好。因此，在同样热负荷的情况下可减小换热器的尺寸和质量。⑷ 无大修周期长,适用介质广泛。由于螺旋通道内高速旋转的介质流有利于在壳程内冲刷走颗粒物及沉淀物，消除了结垢严重的三角死区，对换热效率的提高极为有利。流道通畅不存在死区,加上可以采用较高的流速,即使介质很脏、黏度很高,也不易沉积形成表面污垢,会使换热器长期处在低阻垢、高效的状态下运行。换热器在整个使用周期内总传热系数下降很小，在装置的使用后期仍然具有良好的操作性能，可延长检修周期。⑸ 制管束的流体诱导振动破坏。螺旋折流板对换热管的约束要强于弓形折流板,螺旋流对管束的冲击也与弓形折流不同,（弓形折流板缺口区两倍于正常折流板间距的支撑长度是造成管子振动的主要原因。螺旋折流板换热器通过选择合适的角度，得到了均一的避开管子激振频率的支撑长度，解决了管束的振动损伤问题）其结果会降低管束振动,在机械方面可延长设备的运行寿命。特别适用于介质流量波动较大或汽液两相的工况⑹ 强化壳侧冷凝换热。螺旋折流板对壳侧冷凝液能起到引流作用,减少冷凝液体对下排管的覆盖,从而提高冷凝换热效果。⑺ 管束改造方便。螺旋折流板换热器和普通换热器的区别仅在于折流板结构的不同。管束的外观形状、管束与壳体的配合尺寸都不变,在检修和改造当中可以很方便地用螺旋折流板管束替换弓形折流板式芯子。一般情况下,更换管束可以提高30%以上的换热能力,或降低30%左右的压降。当螺旋折流板与缩放管等管型共同使用时效果更显著。缺点：螺旋折流板和定距管的加工较弓形折流板换热器困难，需要专用的加工胎具，因此，其价格略高于弓形折流板换热器。螺旋折流板换热技术是鲁姆斯（LUMMUS）的专利技术,该项技术已有30多年的历史,其特点是其每圈螺旋通道由4块不连续平板组成。由于其良好的效果,已被世界各大公司如壳牌、美浮、道达尔、埃克森等公司所采用，目前已经有2000多台换热器的使用业绩。自1997年中国石油抚顺石化分公司石油二厂在国内首次应用螺旋折流板换热器以来，螺旋折流板换热器迅速地推广到化工炼油装置，先后二十几家炼油厂，几十套装置应用了上百台螺旋折流板换热器。鲁姆斯主要从事该项技术的升级和工艺计算方法的研究,设备制造全部由其所认可的专利制造商来负责，共有专利制造商二十余家。目前,国内进行相应技术开发的厂商有很多家, 但由于工艺计算方面与国外差距较大, 因此在推广上经常会出现很多问题。在国内开发的品种当中, 连续通道的螺旋折流板在结构上具有很大的优势。实践证明，这是一种比传统垂直弓板折流和杆折流换执器有相当优势的替代产品。注意：螺旋折流板换热器与螺旋板换热器及螺旋管换热器之间区别。Ø结构紧凑单位容积具有较大的传热面积；换热器易实现大型化。Ø同时处理多股流体换热 ，多种介质同时参与换热、且流动阻力小、不同介质之间无压差要求。螺纹环锁紧式密封结构高压换热器早是由美国Chevron公司和日本千代田公司共同开发研究成功的，国内早引进和制造这种换热器的厂家是兰州石化机械厂，现在比较成熟的有兰州石化机械厂和抚顺石化机械厂。螺纹锁紧环式换热器是当前世界先进水平的热交换设备, 国内外大型炼油企业在加氢裂化和重油加氢脱硫装置中一般均采用此种形式换热器。我国现已有新上的加氢装置基本都使用这种换热器。它的基本结构如图所示。1、壳体垫片；2、管板；3、垫片；4、定位螺栓；5、分合环；6、管箱主垫片；7、固定环；8、压环；9、内圈螺栓；10、管箱盖板；11、密封盘；12、螺纹锁紧环；13、外圈螺栓；14、内套筒；15、内部螺栓；16、内圈压环；17分程箱；18、外圈压环；19、外圈顶销；20内圈顶销
此换热器的管束多采用U型管式，它的独到结构在于管箱部分。使用于管壳程均为高压的场合。螺纹锁紧环式换热器具有结构紧凑, 泄漏点少, 密封可靠, 占地面积小, 节省材料的特点。一旦运行过程中出现泄漏点, 也不必停车, 紧固内、外圈顶紧螺栓即可达到密封要求。 这是由于本身的特殊结构所决定的。由图12.5-1可见，在管箱中由内压引起的轴向力通过管箱盖10和螺纹锁紧环12传递给管箱壳体16承受。它不像普通法兰型换热器，其法兰螺栓载荷要由两部分组成：一是流体静压力产生的轴向力使法兰分开，需克服此端面载荷；二是为保证密封性，应在垫片或接触面上维持足够的压紧力。因此所需螺栓大，拧紧困难，密封可达性相对较差。而螺纹环锁紧式密封结构的螺栓只需提供给垫片密封所需的压紧力，流体静压力产生的轴向力通过螺纹环传导到了管箱壳体上，由管箱壳体承受，所以螺栓小，便于拧紧，很容易达到密封效果。在运转中，若管壳程之间有串漏时，通过露在端面的内圈螺栓9再行紧固就可将力通过件8→件11→件14→件17→件2传递到壳程垫片（件1）而将其压紧以消除泄漏。另外，这种结构因管箱与壳体是锻成或焊成一体的，既可消除像大法兰型换热器将换热器开口接管直接拆装可在短时间内完成。因为它的螺栓很小，很容易操作。同时，拆装管束时，不需移动壳体，可节省许多劳力和时间。而且在拆装的时候，是利用专门设计的拆装架，使拆装作业可顺利进行。一般，从拆卸、检查到重装，这种换热器所需的时间要比法兰型少三分之一以上。Ø螺纹锁紧环式换热器根据管、壳程设计压力的不同可以分为管程、壳程高压型换热器（高—高压型换热器）和管程高压、壳程低压型换热器(高—低压型换热器)。Ø螺纹锁紧环式换热器根据壳程介质流动方向的不同可分为单壳程型换热器和双壳程型换热器。A.H-H型（管程、壳程高压式）特点：
1）管箱与壳体组焊为一体；
2）管板是按压差设计的，因此管板厚度较小；
3）有两圈压紧螺栓
4）管箱侧内件较多
5）管束可单独抽出B.H-L型（管程高压、壳程低压式）特点：
1）管箱与壳体为法兰连接，可分离；
2）管板与管箱组焊为一体；
3）管程密封与壳程密封里分开的；
4）有一圈压紧螺栓；
5）管束与管箱连接为一体。C.单壳程型特点：
1）壳程侧接管一前一后、上下分布，即进口和出口不在同一垂直线上；
2）壳程介质，从壳体一端到其另一端；
3）管束上无分层隔板；
4）换热效率较低。D.双壳程型特点：
1）壳程侧接管同一截面上分布，即进出口在同一垂直线上；
2）壳程介质从壳体中心分开，从壳程进口到壳体尾部，再从壳体尾部到壳程出口；
3）管束上有分层隔板；
4）换热效率较高一是管程侧的密封，它是通过螺纹锁紧环上的外圈螺栓压在密封盘及密封垫上来完成的；二是壳程侧的密封，它是内圈压紧螺栓，通过卡环、管箱内套筒压在管束管板及密封垫上来完成密封的，且可通过螺纹锁紧环上的内圈压紧螺栓，间接施力，在不拆卸管箱内件的情况下，来解决内部密封出现泄露的问题。螺旋扁管换热器是在传统管壳式换热器的基础上，以螺旋扭曲扁管代替光管，壳程没有折流板，可依靠螺旋扭曲扁管外缘螺旋线的点接触进行自支撑。螺旋扁管是瑞典alares公司开发的，美国休斯顿的布朗公司做了改进的一种高效换热管换热器，通常称为麻花管换热器。由于管子的独特结构，流体在管程与壳程同时处于螺旋运动，促使湍流程度。经实验研究表明螺旋扁管管内膜传热系数通常比普通圆管大幅度提高，在低雷诺数时为明显，达2—3倍；随着雷诺数的增大，通常也可提高传热系数5O%以上。通常该换热器总传热系数较常规换热器高40%，而压力降几乎相等。螺旋扁管的制造过程包括了“压扁”与“热扭”两个工序。其制造过程是先将圆管压扁，然后扭曲成螺旋状。穿管时按同一方布置形成管束，管束无支撑件，只是依靠螺旋扁管外缘外螺旋线的接触点相互支撑。在管程，流体的螺旋流动提高了其湍流程度，减薄了作为传热主要热阻的滞流内层的厚度，使管内传热得以强化。在壳程，因螺旋扁管之间的流道也呈螺旋状，流体在其间运动时受离心力的作用而周期性地改变速度和方向，从而加强了流体的纵向混合。加之流体经过相邻管子的螺旋线接触点时形成脱离管壁的尾流，增强了流体自身的湍流程度，破坏了流体在管壁上的传热边界层，因而使得壳程的传热也得以强化。管内，管外传热同时强化的结果，使其传热效果较普通管壳式换热器有大幅度提高，特别对流体粘度大，一侧或两侧呈滞流流动的换热过程，其效果尤为突出。改进后的麻花管换热器同传统的管壳式换热器一样简单，拥有如下的优点：改进了传热，压降小，传热效率高，减少了结垢，不污堵，真正的逆流，无折流元件，降低了成本，无振动，节省了空间。克服了传统换热器的缺点，是目前提取低温余热理想的换热设备，该换热器应用于冲渣水上效果明显，是理想的换热器。组装换热器时也可采用螺旋扁管与光管混合方式。该换热器应严格按照ASME标准制造。凡是用管壳式换热器和传统装置之处均可用此种换热器取代,它能获得普通管壳式换热器和板框式传热设备所获得的佳值,预计在石化行业中具有广阔的应用前景。螺旋板式换热器的传热元件由螺旋形板组成的一种高效换热器设备。适用汽－汽、汽－液、液－液，对液传热，在石化等多种行业都有应用。按结构形式可分为不可拆式（Ⅰ型）螺旋板式及可拆式（Ⅱ型、Ⅲ型）螺旋板式换热器。① 本设备由两张板卷制而成，形成了两个均匀的螺旋通道，两种传热介质可进行全逆流流动，大大增强了换热效果，即使两种小温差介质，也能达到理想的换热效果。② 在壳体上的接管采用切向结构，局部阻力小，由于螺旋通道的曲率是均匀的，液体在设备内流动没有大的转向，总的阻力小，因而可提高设计流速使之具备较高的传热能力。③ I型不可拆式螺旋板式换热器螺旋通道的端面采用焊接密封，因而具有较高的密封性。④ II型可拆式螺旋板换热器结构原理与不可拆式换热器基本相同，但其中一个通道可拆开清洗，特别适用有粘性、有沉淀液体的热交换。⑤ III型可拆式螺旋板换热器结构原理与不可拆式换热器基本相同，但其两个通道可拆开清洗，适用范围较广。⑥ 单台设备不能满足使用要求时，可以多台组合使用，但组合时必须符合下列规定：并联组合、串联组合、设备和通道间距相同。混合组合：一个通道并联，一个通道串联。在石油化工生产中，用得多的冷却器为空冷器。其中常规多为丝堵式高压空冷器。空气冷却器是以环境空气作为冷却介质，横掠翅片管外，使管内高温工艺流体得到冷却或冷凝的设备，简称“空冷器”，也称“空气冷却式换热器”。空冷器也叫做翅片风机，常用它代替水冷式壳－管式换热器冷却介质。空冷器一般由管束、百叶窗、冷却用轴流风机以及构架等部件组成。① 按管束布置方式分为：立式、水平式、园环式、斜顶式（人字式）等，炼油厂常用的为管束水平布置。② 按通风方式分为：鼓风式、引风式和自然通风式，炼厂常用的为轴流鼓风式。③ 按冷却方式分为：干式空冷，湿式空冷和干湿联合空冷。炼厂用的多为干式空冷。
空冷器的型号说明见上图
高压空冷器有集合管式、锻造管箱式、丝堵式、回流管箱式等形式，所用材质有碳钢、低合金钢、铬钼钢、不锈钢、双相钢、Incoloy825等，现已生产的高压力空冷器可达35MPa。翅片管是空冷的核心和关键元件，它的性能直接影响着空冷器的发展。常用的翅片管有L型绕片管、单金属轧片管、双金属轧片管及镶嵌式绕片管。a)L型绕片管制造简便，价格便宜，在石油化工用空冷器中大量采用。但由于铝片是借缠绕的初始应力紧固在钢管表面上，平均接触压力不超过17kgf/cm2。因此，使用温度较低,一般为120～160℃。这种翅片管一般是用铝、铜等延展性和可塑性较好的有色金属轧制而成。其传热性能和抗大气腐蚀性能都很好，但管内承受压力较低，成本高。一般用于介质有特殊要求的场合。是较理想的抗腐蚀型管子，它克服了单金属轧片管、L型绕片管的缺点。内外管可以分别选材，内管根据热流体腐蚀情况和压力选定。如碳钢、不锈钢、黄铜等；管外可选用既有较好的延展性，又能抗大气腐蚀的材料。双金属轧片管具备下列优点：② 翅片整体性和刚性强，可用高压水、高压气清洗。不足之处在于：与型管相比、价格较贵、内外管之间的接触压力不够恒定。
