南海某气田高效换热器的选择

南海某气田高效换热器的选择

在海洋油气平台空间有限的情况下，高效换热器比普通管式换热器具有很大的优势..管式换热器适用于温度范围宽，致密性高，无流死区，在减少海洋平台占用空间的同时，满足工艺要求..综合考虑设计，制造，购置等因素，应采用高效缠绕管式换热器方案代替管壳式换热器方案，以减少设备总重，节省甲板空间，降低设备购置成本和平台建设成本。管壳式换热器清洗。

随着国家海洋发展战略的实施，我国海洋石油产业得到了快速发展。换热器是一种常见的海上油气处理设备，由于海上油气田开发规模的不断扩大，常规换热器已逐渐不能满足高效的工艺设计和有限的海上平台空间需求..换热器的传热效果直接影响整个平台的顺利运行和综合经济指标..在海洋油气平台空间有限的情况下，使用高效换热器在减少海洋平台空间占用的同时，可以满足工艺要求..

一般地，高效率的热交换器包括一全焊接板式换热器，板式换热器和印刷线圈缠绕热交换器。其中所述伤口是具有很大的优势的相位的高效换热器的普通管式热交换器，在宽的温度范围内的管式换热器，以适应热冲击，热应力自擦除，高紧凑，由于其特殊结构，充分开发的流场，流死区不存在。围绕管换热器在国外的第一个生产是林德公司]，技术较为成熟，已在化学丰富的经验，FLNG领域，早期进入中国市场，围绕管式换热器主要用于低温空气分离和甲醇洗行业。印刷板式热交换器是一种高效的紧凑型换热器，在国内崖城，在两个应用程序荔湾大气田。全焊接板式换热器制造商阿法拉伐，伐安卓等都有成熟的应用程序的性能。

南海某气田中央处理平台采用多套管壳式换热器，初步设计方案中预计管壳式换热器的尺寸和重量较小。经过重新评估，换热器的尺寸和重量明显增加，对设备采购、安装、维护和平台结构产生了很大影响。为了避免上述风险，本文研究了高效换热器的特点、尺寸和重量，用高效换热器代替传统的管壳式换热器。

1、换热器设计参数

某气田中央处理平台主工艺系统设计的几套换热器的热负荷、温度和压力均远远高于传统换热器的设计参数，导致换热器尺寸和重量大，难以设计、制造、运行和维护。

换热器主要设计参数。

2、管壳式换热器方案

管壳式换热器是海上石油平台常用的换热器，具有结构简单，制造方便，投资成本低等优点，但通常尺寸和重量较大..超大型换热器出现时，其设计，制造，运行和维护难度很大，进而增加设备和工程的投资成本，使其失去原有的优势..根据表1中的设计参数对换热器进行评价，管壳式换热器的重量和尺寸参数见表2..

如可从表2，HE-2001A / B，HE-2601，HE-2801重量在设计的尺寸增加可以看出更多的前一个月，和HE-2801需要分裂成至少两个的管壳式换热器，以满足设计要求。选择，设计，制造，购买等很难根据管壳式换热方案。特别：

(1) 很难设计和制造。结合国内常规管壳式换热器生产厂家的技术能力和以往工程经验，一般认为当管壳式换热器内径超过1.2m时，设计制造难度加大，成本大幅增加：在he-2001和he-2601设计方案中，内径超过1.4米，he-2801内径达到2米，给换热器的设计和制造带来了很大的困难。

(2)采集困难。对数温度差由于小的换热器，和热侧和冷侧的温度下交叉，从而导致常规设计的非交换器中，根据一个站的原始设计HE-2801，调查后，只有几可以按一个管壳研究所换热器的设计中，单次采集的资源;设计为至少两个其余厂商符合要求，一些厂商甚至可以设计为4。

(3)过重影响平台整体结构。经评估，HE-2001和HE-2601的评估重量分别为85吨和54吨;两台HE-2801的总重量为185吨，单台重量大于90吨，如果设计为3~4台，总重量大于200吨，对平台再控制和结构设计非常不利..

(4)没有成本优势。通过厂家主流报价咨询，设备成本普遍偏高，尤其是HE-2801是昂贵的，而相比之下，壳管已经失去了廉价的换热器的优势，其他类型的热交换器的成本。

(5) 维修难度大，吊装维修设备成本高。采用U型管换热器时，he-2001、he-2601、he-2801抽芯维修重量分别超过30吨、40吨、60吨，给抽芯维修带来困难;换热器芯体由甲板运输至卸货区的工具和路径，平台甲板吊至拖船方案(吊车能力不足);抽芯所需的小车吊需采用非标设计。据了解，起重量在5吨以上的0吨无轨起重机自重在4吨以上，而防爆设计后的价格为160多万元。

综上所述，管壳式换热器方案存在诸多不利因素，应选用高效换热器方案代替管壳式换热器方案。

3、高效换热器的特点

3.1印刷板式换热器的特点

印刷板式热交换器原理：印刷板式热交换器的优点：热交换效率高，结构紧凑，能承受高温，高压的条件下，与其它类型的热交换器，尺寸，重量非常小的比较;印刷板式热交换器的缺点：设备的成本高，高电介体洁净度要求，清洗化学清洁方法只能选择。

厂家及应用：目前世界上能提供印刷板式换热器且应用性能成熟的厂家主要有heatric和Alfa Laval两家，供货周期约为9-11月。崖城、荔湾项目具有印版换热器的应用经验。据了解，应用效果良好。

3.2全焊接板式换热器

全焊板式换热器的结构与普通板式换热器相似，但采用先进的全焊工艺，无非金属垫片密封..所以能承受高温高压。

全焊接板式换热器的优点：热交换效率高，体积小，重量轻，结构紧凑，能够承受高温度和压力条件。全焊接板式换热器的缺点：在制造工艺复杂，高焊接的要求，只清洗方法选择的化学清洗。

制造商及应用：目前，阿尔法拉瓦尔和维德罗斯公司可提供应用性能成熟的印刷板式换热器。

管绕式换热器原理。

列管式换热器的优点是：换热效率高，结构紧凑，占地面积小，热干补偿性能好，适用于高温高压微体，与管壳式换热器相比，壳侧无流死区，可在低流速下实现紊流状态：由于列管式换热器的换热效率高，尺寸和重量优势明显，可在海上石油工程应用中具有非常可观的经济效益。

伤口管式换热器的缺点：全焊接形式，不能被删除，维护模式类似于固定管板换热器中，芯无法绘制，仅化学清洗。

厂家及应用：目前国内有很多厂家可以提供盘管式换热器，在低温甲醇洗涤工艺和液化天然气行业应用业绩成熟，采购资源充足。目前，国内主要的缠绕式换热器生产厂家对自己的技术实行严格的保密制度。在技术交流和招投标的早期阶段，很难了解缠绕式换热器的技术要点，不能很好地判断其技术能力和设计制造质量。因此，有必要在采购中给予更全面的考虑。

4、换热器方案比选

与管壳式换热器相比，印刷板式换热器、焊接板式换热器和管壳式换热器在尺寸和重量上具有明显的优势，可以节省甲板面积，减少结构负荷，降低操作维护难度，从而节约工程投资成本。 因此，在能够满足总预算的情况下，可以考虑使用印刷板式换热器，但由于几个主要国际制造商的供应周期较长，在规划项目时应仔细考虑交货周期与施工周期的匹配问题。

与管式换热器方案的参数相比，有明显的优势..以本文所列换热器为例，具体分析如下：

(1)重量：约方案相比，管状壳和管实施例中，更大的优势控制体重，HE-2001，HE-2601重量减少超过40%，HE-2801可以通过重量减少到60%或甚至，三个化热总重量损失的约150吨。

(2) 尺寸：与管壳式方案相比，he-2001和he-2601的尺寸均有不同程度的减小，特别是he-2801可以用一台管壳式换热器代替两台管壳式换热器，大大节省甲板空间。

(3) 费用：根据目前各厂家报价，与管壳式方案相比，he-2001、he-2601、he-2801的费用可分别降低30%以上，三套换热器设备总投资约500万元。

5、结论

综上所述，对于换热器HE-2001，HE-2601，HE-2801，原有管壳式换热器方案存在诸多潜在风险，应由管壳式换热器方案替代..绕组管换热器方案减少了设备的总重量，节省了甲板空间，降低了设备购置成本和平台建设成本，避免了原有管壳式换热器方案带来的风险。