摘要：换热器设备在化工装置当中的应用是十分广泛的。在整个工程当中，换热器的数量以及投入的资金都占据着非常大的比例。并且在整个工程当中也占有着一个十分重要的地位。绕管式换热器能够适应非常大的温度区间，并且是一种高效紧凑的换热器，能够承受住热量的冲击，并且这种换热器的自身也带有消除热应力的能力。因此绕管式换热器具有节能环保的特点，近些年来绕管式换热器应用的越来越广泛。
关键词：绕管式；换热器，管道设计
换热器可以在工业生产当中完成物料之间热量的传递。换热器是一种通用的工艺设备，在许多领域当中都广泛应用，比方说化工，炼油和原子能等等。换热器在化工以及炼油等工业产业当中的应用是非常重要的。换热器在化工厂的建设投资比重当中，可以占到总投资的10%到20%。在石油炼厂当中的占投资比例更是高，可以占到全部工艺设备投资的35%到40%。绕管式换热器属于间壁式管式换热器。这是从传热原理上进行区分的。因为管式换热器具有耐高压的性能，而绕管式换热器也具有同样的性能。不仅如此，绕管式换热器的结构比较紧凑，传热效率也比较高。绕管式换热器的传热管是非常长的，可以达到50到60米，甚至有一些更长的可以达到150到160米。这种换热器特别适合应用在低温下的气体分离装置当中，比方说空气分离装置，稀有气体分离装置等等。
一、绕管式换热器的特点和应用
对于一些普通的换热器来说，绕管式换热器是有其独特的优势的，绕管式换热器的构成比较特殊。传热器是按照螺旋的形式交替缠绕在芯筒和外筒之间的空间内的。绕管式换热器是不存在流动死区的，并且这种换热器的应用范围比较广。它能适用的温度区间也比较大。面对热冲击的能力也是非常强的，可以利用自身的特点来消除热应力，紧凑度也比较高。绕管式换热器和普通换热器还有一个最大的特点。就是绕管式换热器可以设置多股管，这样一台换热器就可以满足多股流体的同时换热。正是由于绕管式换热器的这样的特点，现在绕管式换热器在化工装置当中应用的越来越广泛，并且占有了非常重要的位置。在这种换热器应用的过程当中，是非常受欢迎的，尤其在低温工艺流程领域。
二、绕管式换热器的设备布置及配管
针对于绕管式换热器的布置来说，大多数利用的都是立式布置，这是因为绕管式换热器有其独特的结构特点。为了能够使绕管式换热器的管道支撑比较方便，并且在对其进行操作以及检修的时候也比较方便，因此在实际的工程当中，大多数会采用立式的方式将其布置在框架内。这种换热器的进出口大多是多管口，主要的类型分为上进下出型和侧进侧出型。因此在布置绕管式换热器的时候，一定要打破固有的换热器布置思维，绕管式换热器在布置的时候其考虑的因素是不同的。第一点就是要考虑到空间问题，所谓空间问题就是它的吊装，安装以及检修的空间。其次就是高度问题，高度问题就是需要根据绕管式换热器具体的工艺流程的需求，将其布置到一个合理的高度上。除此之外，在布置绕管式换热器的时候还要考虑到它的多管口的特点，因此在布置的时候要留出足够的配管空间。
2.1吊装孔的设置
在框架内布置绕管式换热器的时候，需要注意的是我们利用设备来支撑框架内的结构。所以说我们在布置绕管式换热器的时候，一定要注意吊装孔的位置设计。在确定吊装孔的大小的时候，需要考虑的因素是非常多的。不仅只是绕管式换热器同体的直径，还需要考虑绕管式换热器的侧面支耳以及绕管式换热器的管口的可以伸出的长度的具体尺寸。
确定好吊装孔的设置，才能够保证绕管式换热器在使用时的可施工性。这样才能够顺利的完成设备的吊装工作。除此之外，还需要注意的一点就是绕管式换热器的检修要求。由于换热器布置在框架内的时候是采取的立式布置的方法，所以整个框架的上半部分不要再布置一些其他的设备，这样才能够给绕管式换热器的顶部留出一些空间用以吊装。
2.2支撑层的布置
绕管式换热器的具体的布置高度必须要满足整个工艺流程的需求，要根据流程的特点对其进行布置。我们就以酸性气体脱除装置作为例子来探讨。在酸性气体脱除工艺的工艺流程当中，对于绕管式换热器的坡度是有一定要求的，要求其入管口存在坡度情况。所以说在这样的前提要求下，再考虑支撑层的高度的时候，还必须要考虑到上游的设备要进行一个综合的考虑，这样才能够保证绕管式换热器的入管口可以满足坡度要求。并且在满足坡度要求的同时，又不会跟框架内的结构出现不该有的碰撞。所以说在考虑的时候还需要考虑到管道的支撑方面。在根据具体的工艺流程确定好支撑的高度之后，需要根据绕管式换热器的管口所在地方进行标高处理，并且一定要留出足够的空间来进行配管工作。还需要确定好其他框架平台的标高，避免管口和其他的框架平台出现碰撞问题。
三、绕管式换热器的结构特点和检修方法
前文已经对绕管式换热器的结构特点做了一个简单的概述，其实绕管式换热器无非就是换热管在中心筒上以一定的角度进行缠绕。每一层都存在不同数量的管子进行平行的缠绕。由里向外每一层的管子缠绕的数量也会随着相应的增加。在所有的缠绕层当中的管子的长度基本上是一样的。相邻的两层管子的缠绕方向正好是相反的。用垫条把每一层和每一层隔开，壳侧通道的大小是由垫条的厚度来决定的。这层间隙应该越均匀越好。中心管一般选用的是无缝管或者是有缝钢管。通常会选择在管外装一个用薄板焊成的整流筒。这样做是为了能够防止气流使简筒跟管束之间的空隙出现短路的情况。一般来说，换热管的缠绕角度将其定义为5到20。绕管式换热器的最主要的结构特点就是它的承压能力是非常高的，并且结果比较紧凑，单位换热面积也比较大。然而针对于绕管式换热管来说，他的盘绕角度是比较小的，并且换热管大部分都是盘绕状的，所以说在清扫的过程当中是非常困难的，无论是管内还是管外。正是因为清扫起来很困难，所以绕管式换热器的管内跟管外不适合应用一些不洁的流体。
当管内流动高压流体跟液体的时候，管径必须要符合产品的相应要求。如果管内径过大的话，那么我们就要适当的减少管子的数量。增加管子的长度和换热器的重量。管径越小越能够使换热器的结构紧凑起来。虽然这样更加具有经济性，但是管径过小的时候也会导致制造困难的情况出现。缠绕式换热器的制造技术还是比较复杂的，所以在运行当中也会出现一些问题。比方说堵塞或者是泄露等情况。因此要针对不同情况来制定一个合适的修复方案。
四、结语
在面对绕管式换热器的布置跟设计的时候，要考虑的因素要比普通的换热器的因素多的多。其管道的设计也是更加复杂的，在设计的过程当中不仅需要考虑其工艺的流程，更要考虑到经济的合理性。
参考文献：
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