螺旋折流板換熱器在微正壓原穩中的應用
                                  胡登艷
              （大慶油田有限責任公司天然氣分公司，大慶163000）
    摘要：為了解決微正壓原穩中原油換熱器因結垢堵塞導致流動阻力增加，熱效率降低，生產能力下降，能耗增高等問題，通過對在運換熱器結垢原因的分析，優選了防沉積性好的螺旋折流板式換熱器開展現場試驗，應用后使裝置的各項生產運行參數達到了工藝指標要求。
    關鍵詞：螺旋折流板換熱器；微正壓原穩；結垢
    中圖分類號：TE34文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）12-0047-01
    0·引言
    大慶油田在運的換熱器均為管殼式換熱器，分浮頭式和固定管板波節管式兩種，運行方式為穩前原油走殼程，穩后原油走管程。近年來，原油中泥砂、雜質含量增高，導致微正壓原穩中原油換熱器結垢堵塞，換效率下降，溫度達不到工藝指標要求，原穩裝置生產能力下降，能耗增高。從換熱器結垢狀況看，管程無結垢，殼程結垢嚴重，殼程管束之間已無縫隙。經取樣分析：垢物為棕黑色油垢，手感細膩，無砂礫感，其中42.6%是原油，25.54%是泥砂（硅酸鹽和粘土），其它雜質31.86%。
    由于換熱器的管程為直管，原油流速較高，不易結垢；殼程內裝有弓形折流板，原油流動時方向和速度不斷改變，導致折流板與管束之間形成流動“死區”和“滯流區”，會形成小旋渦甚至滯流，雜質便沉積下來，長時間運行后殼程管束被沉積的垢物堵塞。為了解決換熱器結垢堵塞的問題，確定在微正壓原穩中開展螺旋折流板式換熱器應用試驗。
    1·螺旋折流板換熱器工作原理
    螺旋折流板換熱器與普通管殼式換熱器不同的是殼程的折流板是以螺旋狀排列的，這樣使殼程介質自進口向出口呈螺旋狀、連續旋轉推進，將傳統的橫向折流方式變成縱向螺旋折流方式。折流通道為螺旋式，不會出現流動“死區”，由于換熱器殼程中的介質呈螺旋式的柱塞流動方式，在殼程橫截面徑向產生速度梯度，將每根換熱管都置于換熱介質旋渦中，提高了流體的徑向湍流程度，有利于沖刷殼程內的顆粒物及沉淀物，防止垢污沉積。
    2·應用試驗
    螺旋折流板換熱器現場應用試驗在南八原穩進行，該套微正壓原穩的換熱器為6組12臺浮頭式換熱器串聯運行。試驗結合南八原穩的工藝現狀，用6臺螺旋折流板換熱器替換已建高溫段的3組6臺浮頭式換熱器，并于2009年7月30日開始進行應用試驗，采用螺旋折流板換熱器安裝前5月份和安裝后8月份的運行數據進行對比分析，具體如下：
    2.1原油處理量、輕烴產量及耗氣量從表1可以看出，螺旋折流板換熱器安裝后原油處理量較安裝前日均多處理原油1318t，日均輕烴產量多26t，日均耗氣量減少1223.7m3，噸烴耗氣量減少7.97m3，噸油耗氣量減少0.66m3。
              
    2.2原油換熱器系統壓降從以下兩表可以看出，第四、五、六組換熱器的殼程進出口壓降明顯小于第一、二、三組，試驗的第四、第五、第六組換熱器殼程的平均壓降均在0.04MPa以下（見表2），螺旋折流板換熱器安裝前后換熱器殼程系統壓降減少了0.37MPa（見表3），可以有效避免介質流動過程中大角度折返帶來的壓力損失和傳熱死區。
              
    2.3換熱效果安裝螺旋折流板換熱器后，穩前原油溫差由115.8℃上升到132.4℃，提高了16.6℃；穩后原油溫差由98.8℃上升到135.4℃，提高了36.6℃，換熱效率明顯提高，并且穩后原油的溫度基本上控制在70℃以內，達到了工藝指標要求。
    3·結語
    從螺旋折流板換熱器在大慶油田微正壓原穩裝置的現場應用試驗數據來看，試驗取得了顯著效果，有效解決了原油換熱器結垢堵塞影響裝置運行的矛盾，提高了裝置的生產能力，降低了系統能耗，各項運行參數均達到工藝指標要求，具有較好的推廣應用價值。
    參考文獻：
    [1]劉謇惠.螺旋折流板換熱器與弓型折流板換熱器性能比較[J].大眾科學，2007（11）.