文章由山東擎雷環(huán)境科技股份有限公司提供

一、熱管換熱器工作原理

熱管換熱器通過(guò)內(nèi)部工質(zhì)的蒸發(fā)與凝結(jié)實(shí)現(xiàn)高效傳熱，其核心結(jié)構(gòu)由蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段組成。當(dāng)熱源熱量作用于蒸發(fā)段時(shí)，管內(nèi)工質(zhì)吸收熱量并汽化，蒸汽在壓力差驅(qū)動(dòng)下沿管路流向冷凝段。在冷凝段，蒸汽釋放熱量后重新凝結(jié)為液體，通過(guò)毛細(xì)作用或重力返回蒸發(fā)段，形成循環(huán)。該過(guò)程通過(guò)工質(zhì)相變實(shí)現(xiàn)熱量傳遞，其導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)普通金屬的萬(wàn)倍量級(jí)，且溫度傳導(dǎo)無(wú)衰減，能夠以接近音速的速度完成熱量傳輸。

二、在原油加熱系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

（一）熱媒循環(huán)加熱流程

熱媒系統(tǒng)通過(guò)泵送將熱媒（如蒸汽）輸送至加熱爐，升溫后的熱媒進(jìn)入換熱器管程，與殼程內(nèi)流動(dòng)的原油進(jìn)行間接換熱。原油從40℃升溫至70℃的過(guò)程中，熱媒溫度逐步下降并返回?zé)崦脚蛎浌蓿纬砷]合循環(huán)。該系統(tǒng)采用雙溫度控制器：熱媒溫度控制器監(jiān)測(cè)熱媒溫度變化，原油溫度控制器實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)換熱器旁通閥門(mén)開(kāi)度。當(dāng)原油流量減少導(dǎo)致溫度升高時(shí)，旁通閥門(mén)自動(dòng)開(kāi)大以減少熱媒流量；當(dāng)原油溫度低于設(shè)定值時(shí)，閥門(mén)關(guān)小以增加熱媒投入量，形成動(dòng)態(tài)平衡。

（二）熱管換熱器的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

高效傳熱性能：熱管內(nèi)部工質(zhì)相變傳熱機(jī)制使其具有等溫性和導(dǎo)熱效率，在石油化工高溫裂解爐尾氣余熱回收?qǐng)鼍爸校蓪⑴艧煖囟葟?00-400℃有效利用，顯著降低能源浪費(fèi)。

靈活的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：支持氣-氣、氣-液等多種換熱形式，其中氣-液熱管換熱器通過(guò)翅片結(jié)構(gòu)擴(kuò)大吸熱面積，特別適用于從排煙中回收熱量加熱水源的工藝需求。

惡劣工況適應(yīng)性：采用全封閉真空管結(jié)構(gòu)，可耐受高含硫燃料生產(chǎn)環(huán)境，同時(shí)避免工質(zhì)氧化問(wèn)題，保障長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

三、系統(tǒng)控制與安全機(jī)制

熱媒穩(wěn)定供給系統(tǒng)由循環(huán)泵和膨脹罐組成，膨脹罐內(nèi)充入氮?dú)庾鳛楦采w層，防止熱媒氧化。當(dāng)旁通閥門(mén)調(diào)節(jié)無(wú)法滿足溫度需求時(shí)，熱媒溫度控制器將啟動(dòng)加熱爐燃料閥門(mén)調(diào)節(jié)，通過(guò)提升爐膛溫度使熱媒升溫，最終實(shí)現(xiàn)原油溫度的精準(zhǔn)控制。系統(tǒng)壓力降設(shè)計(jì)兼顧能效與安全，管式加熱爐允許壓力降范圍為0.1-0.25MPa，火筒式直接加熱爐則控制在0.05MPa以下。

四、應(yīng)用價(jià)值分析

熱管換熱器在原油加熱領(lǐng)域的應(yīng)用，通過(guò)熱媒循環(huán)系統(tǒng)與雙溫度控制器的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了能源利用效率的顯著提升。相較于傳統(tǒng)加熱方式，其熱效率提升幅度可達(dá)3-5倍，同時(shí)避免局部高溫導(dǎo)致的油品結(jié)焦問(wèn)題。在石油化工行業(yè)的高溫加熱、裂解等工藝中，該技術(shù)可降低尾氣排放溫度，減少環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，并通過(guò)余熱回收降低整體能耗。