纏繞管式換熱器（Spiral Wounded Heat Exchanger）相對於普通的列管式換熱器具有不可比擬的優勢，適用溫度範圍廣、適應熱衝擊、熱應力自身消除、緊湊度高，由於自身的特殊構造，使得流場充分發展，不存在流動死區，尤其特別的，通過設定多股管程（殼程單股），能夠在一台設備內滿足多股流體的同時換熱。
纏繞管式換熱器是一款高效緊湊的換熱器，不但可以利用餘熱，在節能環保方面也具有很重要的作用。換熱器的結構形式複雜，造價成本高，並且位於裝置的關鍵部位。
基本介紹
- 中文名：纏繞管式換熱器
- 外文名：Spiral Wounded Heat Exchanger
- 優點：利用餘熱
- 套用：廣泛
- 前景：廣闊
結構構成,技術特色,優點,套用,趨勢,
結構構成
纏繞式換熱器是在芯筒與外筒之間的空間內將傳熱管按螺旋線形狀交替纏繞而成，相鄰兩層螺旋狀傳熱管的螺旋方向相反，並採用一定形狀的定距件使之保持一定的間距，如圖所示。
纏繞管可以採用單根繞制，也可採用兩根或多根組焊後一起繞制。管內可以通過一種，稱單通道型纏繞管式換熱器；
也可分別通過幾種不同的介質，而每種介質所通過的傳熱管均匯集在各自的管板上，構成多通道型纏繞管式換熱器
纏繞管式換熱器適用於同時處理多種介質、在小溫差下需要傳遞較大熱量且管內介質操作壓力較高的場合，如制氧等低溫過程中使用的換熱設備等。
技術特色
纏繞管式換熱器相對於普通的列管式換熱器具有不可比擬的優勢，其適用的溫度範圍 廣，適應熱衝擊，能夠自身消除熱應力，緊湊度非常高，由於自身具有特殊的構造，使得其流場充分發展，不存在流動死區， 其中最特別的是，通過設定多股管程（殼程單股），能夠在一台設備內滿足多股流體的同時換熱。繞管式換熱器是在芯筒與外筒之間的空間內將傳熱管按螺旋線形式交替纏繞而成的，相鄰兩層螺旋狀傳熱管的螺旋方向是相反的，並採用具有特殊形狀的定距件，使之能夠保持一定的間距。
技術特色纏繞管式換熱器的三大技術特色或者說是技術精髓為：精準的換熱管間距、合理的管層數量以及層間距、全自動化的機器人焊接流程。
1、 精準的換熱管間距不繡鋼管材因為其材質的而導致了在彎曲或者纏繞的時候很難具有塑性，為實現所有換熱管的間距都是統一的這要求帶來了很大的困難，這就要求我們在加工時需要完備的技術和豐富的經驗，而正是原裝進口的高精度設備和頂尖的纏繞工藝為我們機械的生產提供了基礎。
2、 合理的管層數量以及層間距在換熱管束纏繞時，每層相對的管徑都在發生著變化，盤繞角度又要保持一致，要保證每根換熱管的長度基本相同確實是很難做到的。而設計師設計出了每層換熱管不同數量，以及合理的層間距就完美地攻克了這—難題，同時也解決了複雜換熱條件下的流道要求。
3、 全自動化的機器人焊接流程在設備生產的過程當中，採用全自動化的機器人焊接，以保證所有焊點尤其是在管板焊接都實現了標準統一，安全性能極高。
優點
1、結構緊湊，單位容積具有較大的傳熱面積。對管徑8~12mm 的傳熱管，每立方米容積的傳熱面積可達100~170平方米。
2、 可同時進行多種介質的傳熱。
3、 管內的操作壓力高，目前國外最高操作壓力可達2000多MPa。
4、 傳熱管的熱膨脹可自行進行補償。
5、 換熱器容易實現大型化發展。
套用
國內主要套用領域目前，纏繞管式換熱器在我國主要套用於化肥合成氨裝置(美國德士古工藝)中甲醇洗工段，在全國共有近 20套此類裝置，每套裝置中有6台繞管式換熱器。在國內，纏繞管換熱器主要套用在同時處理多種介質、在小溫差下需要傳遞較大熱量且管內介質操作壓力較高的地方，如制氧等低溫過程中使用的換熱設備等。
除此以外，在其他領域套用也有許多，例如，蒸餾回流系統，濃縮系統，精餾系統，尾氣餘熱回收系統， 中藥提取系統，高溫瞬時滅菌系統，CIP清洗系統，民用暖通系統，工藝物料的加熱和冷卻等等。
正常換熱器的使用壽命大概為12年至20年左右，一般情況下企業可以根據實際情況和使用壽命期限來有計畫的進行調試或者更換。如果管理不到位機器就很容易出現故障，那樣會給企業帶來很大的經濟損失。
在國外，纏繞管式換熱器被廣泛套用於大型空氣分離裝置的 過冷器及液化器(如，液體氧、液體氨裝置)。林德公司曾在合成氨甲醇洗系統中推出的纏繞管式換熱器系列設備就充分發揮了該種換熱器的實際作用。
趨勢
1、 纏繞管式換熱器的大型化趨勢
由於纏繞管式換熱器結構的特殊性，它的封頭雖然很小，但是管子可以長達數百米目前已開發製造了一些大型的纏繞管式換熱器。隨著裝置的大型化趨勢不斷發展，要求繞管換熱器也要不斷增大。但是目前普通列管式換熱器由於管子的限制，是無法把換熱器做大的。
2、纏繞管換熱器的高溫化趨勢
纏繞管式換熱器必備的性能就是高效的換熱性能，但其目前基本上只套用於深冷裝置。從2001年開始，合肥通用所等企業開始專注研究能夠套用於高溫場合的纏繞管式換熱器。並且，於 2002年在鎮海煉化投入使用，這種換熱器所採用的是CrMo鋼耐高溫材料。經過幾年運行，該換熱器的性能能夠完全達到使用要求，而且質量也很可靠。這種產品的成功套用大大拓寬了繞管式換熱器的套用領域，使其可以從低溫套用領域轉向高溫套用領域。如果介質允許，在煉油行業也是可以套用繞管式換熱器的。
3、繞管式換熱器的高壓化趨勢
目前，繞管式換熱器多套用於殼程壓力高而管程壓力低的地方，一般殼程壓力能夠達到15.0MPa，但是管程壓力普遍小於 5.0MPa。由於繞管式換熱器的結構特點為：管板小，殼程壓力大， 兩端入口封頭較小，所以該結構能克服一般的高壓換熱器的缺點。
普通高壓換熱器一般都是採用浮頭式或者U形管式，當壓力提高時，不僅加大了殼體厚度，而且還會大幅度提高法蘭的強度等級。 而繞管式換熱器卻可以利用其加長的長度來增大面積，而且兩端 小管板也使得連線的法蘭減小，這樣會將製作工藝簡單化。目前， 國內某些單位正在研究用纏繞管式換熱器逐步替代煉油行業中的一些高壓換熱器，如，加氫裂化和重整裝置等。
4、隨著科技的不但發展，高新技術的套用會越來越多， 越來越深入，繞管式換熱器是一種新型高效換熱器，它的優勢是不言而喻的，在日後的生產製造過程中它一定會有更廣闊的套用空間，它的發揮的作用會越來越大。
