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換熱器 |
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在天然氣液化裝置中，無論是液化工藝過程或是液-氣轉換過程，都要使用各種不同的換熱器。在工藝流程中，常用繞管式和板翅式換熱器。大多數基本負荷型的液化裝置都采用繞管式換熱器。板翅式換熱器則主要應用于調縫型LNG裝置，但基本負荷型LNG裝置中也有使用這種換熱器的情況。
這兩種換熱器在低溫液化和空氣分離裝置中，早已得到成功的應用。繞管式換熱器的特點是效率較高，維修方便，如果有個別管道發生泄漏，在管板處將其堵住，設備仍然可以使用，而且很適合于工作壓力很高的工作條件。板翅式換熱器的成本比較低，結構緊湊，應用也非常普遍。
在LNG系統中，還有一類專門用于液態天然氣轉變為氣態的換熱器，稱為汽化器。隨著使用的性質、加熱方式和汽化量規模等因素的不同，汽化器也有各種不同的型式。按加熱方式分，主要可以分為空氣加熱、海水加熱、燃燒加熱等型式。
繞管式或螺旋管式換熱器，在空分設備中有著廣泛的應用，在LNG工業發展的初期就已經廣泛使用這種換熱器了。大多數的LNG液化裝置，特別是混合制冷劑循環液化流程就是采用繞管式換熱器。
在繞管式換熱器中，鋁管被繞成螺旋形，從一根芯軸或內管開始繞，一層接一層，每一層的卷繞方向與前面一層相反。管路在殼體的頂部或底部連接到管板。在大型液化廠使用的繞管式換熱器中，每根管長度約為l00m，外徑10一12mm。高壓氣體在管內流動，制冷劑在殼休內流動。傳統的繞管式換熱器的換熱而積達9000一28000㎡。繞管式換熱器的制造方式各有不同，纏繞時要拉緊，保證均勻。管的端部插入管板的孔中，然后進行漲管。管板起到固定管子的作用，漲管起到密封的作用。在殼體內部，還需要設置一些擋板，減小一些流通面積，以增加流體的流速和擾動，提高傳熱效率。然后管束置于殼體內.殼休與管板焊接成一個封閉的容器。此后要進行壓力實驗，如果其中的任何一根管道有泄漏，可在管路的兩端堵死管口，防止高壓側流體串通到低壓側。堵管的方法在現場也可以應用。美國在建立某LNG裝置時，總共四個換熱器。共有77540根管路，有2根管路因泄漏采用堵的方法，使換熱器仍然正常運行。
由于在天然氣液化流程中，換熱器中通常存在多股流體，每股體可能還是氣液兩相混
合的狀態，使換熱器的結構更為復雜。換熱器的設計計算通常要采用計算機程序來進行。確定了換熱器的大小(表面積、管數與管長、總長.螺旋角及管間距)就可以計算壓降。如果
壓降滿足要求，可將管內側和管外側的邊界條件作為獨立變量，通過反復計算來進行優化。作為制造商的慣例，在LNG裝置調試或運行時，要對產品進行綜合測試，以證實設計的正
確性。確保液化處理過程能實現全負荷的運行要求。
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