［摘要］通過對常用精餾系統的管殼換熱器或螺旋板換熱器進行分析，并將其改造為板式換熱器進行試驗驗證，驗證結果表明采用板式換熱器可以取得較好的節能效果。
　　［關鍵詞］板式換熱器；節能
　　［中圖分類號］ ＴＱ ０５１．５        ［ 文獻標識碼］ Ｂ      ［ 文章編號］ １００３－５０９５（２００８）０４－００４７－０２
　　 一般說來，在水－水換熱中，板式換熱器換熱效率比螺旋板換熱器可以高 １ 倍，而板式換熱器的換熱系數一般比管殼式換熱器約高 ２～４ 倍［１］，可以看出，板式換熱器效率比上述兩種換熱器都要高。在精餾系統的氣－水換熱中經過選型后的計算和數據分析，結果表明可以選用適當形式的板式換熱器，其換熱系數比上述兩種換熱器大，其阻力也不影響塔的精餾，滿足工藝需要。這樣不僅可以充分利用進塔前料液冷量、最大限度地冷凝精餾氣體，同時可以盡量控制加大循環水和冷卻水進出口溫差，減少循環水和冷卻水的用量，達到節能效果；而且，對于既可以用循環水也可以用冷卻水的尾冷換熱器來說，全年中使用循環水天數增加、使用冷卻水天數減少，因冷卻水價格遠高于循環水價格而起到了節能的作用。在以下兩個應用事例中采用了板式換熱器，均取得了較好的節能效果。
                 
　　圖 １ 是常用的溶媒精餾系統，其中塔頂有 ３ 臺氣液換熱器，塔頂精餾出的氣體依次經過一冷換熱器、二冷換熱器和尾冷換熱器進行冷凝。這 ３ 臺換熱器的冷介質分別是進塔前的液體料液、循環水和循環水 ／冷卻水，尾冷換熱器的氣相出口應無溶媒氣體排出。在這 ３ 次換熱過程中要求最大限度地利用進塔前液體料液的冷量，以減少循環水和冷卻水的用量。為保證精餾塔精餾出來的氣體能夠正常流動并冷凝下來，流程設計時必須充分考慮換熱器的換熱效率，同時注意氣相阻力，如果阻力過大則會造成精餾塔憋壓、工作不穩、精餾效率低、產品質量隱患。這 ３ 臺換熱器是影響精餾裝置的穩態和工作效率的一項主要因素［２］，通常選用管殼換熱器或螺旋板換熱器。這兩種換熱器適用性較廣、氣相阻力小，可以滿足工藝需要。
　　１ 設備節能改造
　　改造前系統的 ３ 臺換熱器均為氣液換熱型螺旋板換熱器，改造后取消二冷換熱器并將一冷換熱器和尾冷換熱器更換為板式換熱器。將改造前后的換熱器部分參數進行對比，數據見表 １。
                
 　　在基本相同的工藝參數下，即進塔前料液流量、壓力、溶媒含量保持不變的情況下，通過將循環水、冷卻水和相關工藝參數進行調節，從改造后的各換熱設備的運行參數、塔的運行參數和運行狀況看，系統運行正常。即使在當時最熱的季節，換熱器在不使用循環水的情況下使用冷卻水，冷卻水用量仍減少 ５０％。使用板式換熱器后，１４ 個月就全部收回投資，年節能１９ 萬元。
　　２ 新上項目
　　此項目與事例 １ 相比，由于塔的精餾量增大很多，因此配套的設備規格也相應增大。在該項目中，根據客觀條件及節約費用的原則，一冷換熱器仍使用舊換熱器，而將二冷換熱器和尾冷換熱器進行設備形式的選擇，因此對不同的設計方案進行了分析對比，對比數據見表 ２。
             
     通過對以上數據的分析，該項目選擇了板式換熱器。自設備安裝后整個系統一直運行正常，且用能指標控制在設計范圍內。經過運行記錄和核算，在不同季節情況下，循環水和冷卻水用量均有不同程度的下降，年實際節能 ２９ 萬元。
     可以看出，與螺旋板換熱器相比，板式換熱器節能優勢明顯、設備投資減少 ５％。由于在運行重量、占地面積、安裝高度上存在優勢，板式換熱器還不需要保溫，土建、安裝等投資費用減少 １５％，并節約了有限的空間。如果選用管殼換熱器，因所需換熱面積將比螺旋板換熱器增大 １ 倍左右，因此設備體積、重量會更大，相應的投資和占地面積也會加大。
    ３ 注意事項
    ３． １ 選型方面
     需要考慮的因素很多，主要是流體的性質；壓力、溫度及允許的壓降范圍；對清洗維修的要求；材料價格；使用壽命［３］。根據精餾塔氣相允許的阻力，選用適當系列型號的板式換熱器，避免因換熱器流道窄造成阻力大；要根據精餾液體和氣體的性質選用板式換熱器密封條的材質，以保證相應的耐溫、耐腐蝕性能。
    ３． ２ 安裝方面
    適當留有拆卸板片的空間；液體側進出口最好配置單獨的清洗接口，以便于外循環清洗；一般進氣口在上、出液（ 氣）口在下，出氣管路上需要配置集液裝置，而且集液裝置及其之前的管路不得高于換熱器出液（ 氣）口；板式換熱器的安裝位置不要安裝在太陽直射的情況下；板式換熱器的液相進口通常加裝過濾器，防止固體顆粒物堵塞換熱器。
    ３． ３ 操作方面
     根據循環水和冷卻水的允許運行工況，最大限度地控制換熱器的進出口溫差，并盡量延長循環水使用時間，以取得最大的節能效果；在系統開停的過程中，要保證通氣過程遲于通水過程，以防止溫度過高影響密封條使用壽命甚至造成板片變形；液體側的壓力不宜過高，要根據所選換熱器的性能操作使用，以防止造成板片變形。