近年来国内石墨换热设备发展概况

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行 业 分 析
近年来国内石墨换热设备发展概况
程治方1 单新华2
（1.中国化工机械动力技术协会，北京 100011） （2.无锡市红旗日用化工机械有限公司，江苏 无锡 214133）
[摘 要] 石墨换热器具有换热效果好、耐腐蚀性强、结构紧凑、占地面积小和易于安装维修等特点。随着化工工艺技术的 发展和环境保护要求的升级，仍然有极好应用前景。 [关键词] 石墨换热器；防腐蚀；强化传热；列管式；块孔式
石油和化学工业在生产过程中大量使用换热设 备，其中被换热的介质多含有强酸、强碱及相关盐 类，对换热设备将造成严重腐蚀，甚至还会造成有 毒物质外泄、人身伤亡事故和环境污染等一系列问 题。因此要求换热设备不但要有良好的换热性能， 而且要有足够的耐腐蚀性。石墨换热器具有换热效 果好、耐腐蚀性强、结构紧凑、占地面积小和易于 安装维修等特点，上世纪80-90年代一度在国内市场 得到广泛应用。近十年来随着化工工艺技术的不断 发展，化工生产装置的规模日益大型化，各种新型 金属或者非金属材料的开发获得成功，以及节能减 排环境保护的要求不断升级，使得石墨换热器在换 热设备中的相对比例有所下降，曾有人担心石墨换 热设备是否会像衬铅设备一样逐渐走向萎缩。为此 笔者对近年来国内石墨换热设备的发展概况进行综 合评述，以说明石墨换热设备仍有极好应用前景， 希望有关部门和企业关注其生产技术的发展并给予 大力支持。
1 传统石墨换热设备技术发展概况
工业发达国家从上世纪40年代起，便相继开 发了结构型式各异的石墨换热器。1947年，英国爱 奇逊电极公司研制成功了块孔式石墨换热器，鲍 威尔杜富林公司开发了DELAN1UM石墨换热器。 1949年，日本碳素公司成功地制造出RESBON石墨 换热器，法国和前苏联在上世纪60-70年代先后生 产出各具特色的石墨换热器。如法国罗兰碳素公司 生产的块孔式换热器，其换热面积达1500m2，列管 式换热器的换热面积已大于1500m 2，作为石墨换 热器的换热石墨块的直径达1800mm。我国自1980 年以来，伴随改革开放后化学工业的发展，石墨换 热器的产量基本呈逐年直线上升趋势。上世纪80年 代末期全国石墨换热器总产量超过4万m2。据了解 国内从事石墨换热器研究与生产的企业一度达上百 家，其中南通碳素厂、上海碳素厂、沈阳化工机械
厂、辽阳碳素厂等曾经达到一定的规模实力。国 内最早从事石墨换热器研究与生产的单

位是沈阳 化工研究院，1956年已开始对酚醛树脂浸渍石墨 进行研究，并制造了板式石墨换热器。1959年掌 握了酚醛石墨管的制造方法，为我国列管式换热 器的大量生产进行了技术储备。1964年沈阳化工 机械厂研制成功列管式石墨换热器和矩形块孔式 石墨换热器，开创了我国石墨换热器大量应用的 先河。1995年，冶金建筑研究院用聚四氟乙烯分 散液浸渍石墨生产换热器，用于冶金酸洗钢板， 缩小了我国与国外在这一领域的差距。南通碳素 厂从上世纪60年代末开始起步，到上世纪80年代 已能生产各种结构型式、各种规格的石墨换热 器，产量跃居全国第一。但进入上世纪90年代以 后，我国石墨换热器的需求逐步达到一个相对稳 定水平。生产企业开始从扩大产能转而加大技术 改造项目的投入，或者与国际名牌公司建立合资 企业，以适应第一次产能过剩后定单数量长期徘 徊不前的局面。 国内外石墨换热器的生产工艺技术路线常用 的有四条。第一条为压型不透性石墨工艺，即将 人造石墨粉与合成树脂混合，经压型、固化、机 械加工和装配而成。该工艺生产周期短，制造方 便，成本低，制造的换热器机械强度高，但传热 性能相对较低。前苏联、日本和我国常采用这种 技术，适用于制造列管式石墨换热器。如前苏联 ATM一型石墨产品，其配方为粗颗粒人造石墨 33%，细颗粒人造石墨43.6%，酚醛树脂23.4%。 国内生产企业采用这种工艺生产了大量的石墨换 热器。为了使石墨换热器能处理某些特殊介质， 各国厂家还采用了不同的粘结剂。如前苏联诺契尔 斯克电极厂为了提高石墨换热器的抗腐蚀性能，
作者简介：程治方（1951—），男，江苏无锡人，教授级高工，
现任中国化工机械动力技术协会副秘书长。
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石油与化工设备 2010年第13卷
开展了用酚醛呋喃复合树脂的研究，并取得了一定 的成效。国内不少企业从上世纪70年代开始生产聚 氯乙烯压型石墨管，用于制造列管式石墨换热器。 有的还在此基础上填充玻璃纤维以提高石墨坯材的 强度。第二条为电极浸渍酚醛树脂的工艺，即采用 粗颗粒的焦炭与煤沥青混合，经挤压成型、焙烧、 石墨化、浸渍、机械加工，再装配而成。这种工艺 生产的石墨材料强度高，传热性好，能够制成规格 大、换热面积大的块孔式或列管式石墨换热器，但 生产周期长，成本较高，基材的粒度粗。这种工艺 曾在世界各国的应用相当普及，现在已基本淘汰。 而目前我国绝大部分石墨换热器是采用这种工艺生 产。第三条是综合性工艺技术路线，即采用细颗粒 的人造石墨粉与煤沥青混合后，经

振动成型、焙 烧、浸渍树脂、加工、装配而成，生产成本较第 一、二种工艺路线低得多，制成的石墨材料强度 高，质量稳定，特别是石墨化电极紧俏时，意义更 大。我国吉林市江城碳素厂就采用这种工艺生产块 孔式石墨换热器。第四条为采用化工专用石墨浸渍 树脂的工艺技术路线。即把细颗粒的石油焦(颗粒 度为0.1—0.2mm)与煤沥青混合，经轧辊、磨粉、模 压、焙烧、石墨化、浸渍树脂、机械加工再装配而 成。这种不透性石墨材料颗粒细微、致密度高、使 用压力达0.5—1.5MPa、换热效率极好，能够制成高 质量的石墨换热器，工业发达国家普遍采用这种工 艺生产石墨换热器。国内化工建设项目引进的石墨 换热器一般均为这类产品。国内东新电碳厂自1981 年以来，采用高性能细颗粒结构的不透性石墨材 料，生产了KSH系列圆块孔式石墨换热器，达到国 外同类产品水平。上述四条工艺路线中，我国主要 采用前三种工艺组织生产石墨换热器，其质量与国 外产品相比尚有一定差距。为此“八五”计划以来 国家将四条工艺路线纳入重大技术装备攻关项目， 委托东新电碳厂等单位开展相应的研究，并取得了 一定的成果。 当然，与量大面广的金属换热设备相比较， 石墨换热设备机械强度低和使用温度不高的弱点 比较明显，为此，近年来国内外科研和生产部 门采用了许多措施以提高石墨换热设备的整机 性能。 首先是采用材料增强技术，石墨换热器用 浸渍石墨块的采用在石墨材料表面涂敷耐磨陶瓷 氧化物的方法，提高块材的耐磨蚀性，适宜于在 流速快、固体含量大的介质中使用。德国西格里 公司开发了这种表面涂敷耐磨陶瓷氧化物涂层的 OIABON石墨块材。此外，当列管式换热器用于
处理含有较多固体颗粒或流速较快而存在腐蚀危 险的场合时，也可以在管板的进料侧涂腐这种涂 层，而涂腐这种涂层的成本并不高。石墨换热器 用增强石墨管的先将碳纤维束浸入树脂或树脂溶 液，然后缠绕在石墨管的外表面，缠绕后，把管 子加热到120—180℃，使树脂固化形成坚固的传 力桥。这种增强石墨管即使在负载骤减和应力波 动时，也能保持其增强效果。石墨管之间、管板 与石墨管之间的粘结强度也得到了提高，石墨管 的破坏压力可增大30—40%。 其次是开发浸渍剂品种。浸渍石墨的不透 性是靠浸渍来实现的。因此浸渍剂的质量直接影 响石墨换热器的使用性能。常用的浸渍剂有热固 性、低粘度的酚醛树脂、改性酚醛树脂、糠酮树 脂、有机硅树脂等，使用温度约170℃。同时， 世界各国还开发出一些独特的浸渍剂，如日本开 发的二乙烯基苯树脂N210系

列产品，使用温度一 般为180—320℃，大大拓展了石墨换热器的应用 范围。而美国开发了聚脂树脂作为石墨材料的浸 渍剂，用于制造食品工业用换热设备。此外美、 法、日、前苏联等国为使石墨换热器能在高温下 使用，采用了“碳浸渍法”，即采用含碳量较高 的碳氢化合物在高温下气相热解，使其形成的热 解碳沉积在碳孔隙中，以达到石墨材料的不渗透 性。这种材料制成的石墨换热器的使用温度高达 400℃。我国除常用的酚醛树脂和极少量的聚四氟 乙烯浸渍的石墨换热器外，在浸渍剂开发方面与 世界水平尚有一定的差距。 三是改进石墨换热器结构，提高设备的使用 性能和运行稳定性。罗兰碳素公司的块孔式换热 器的结构设计在世界上是最为成功的，其结构特 点在于强化液体的流动性，在石墨块的上、下两 端面上开一条高度为2—3mm的湍流槽，组装堆叠 后将构成湍流增进器。尽管该公司的GMS/8型换 热器通常设计为单管程结构形式，但由于在每层 之间均设有湍流增进器且长径比达到13.5，因而提 高了传热效率。此外通过采用多壳程结构，在每 两个换热块中间放一折流板，与壳体侧折流板错 开，强制流体经横向孔道流动以提高换热效率。
2 近年来国内石墨换热设备技术的新发展
我国石墨换热器经过近三十年的发展，已经 做到了国际上应用的品种绝大部分都能生产，使 用材料也从电极石墨转向化工专用石墨，并出现 了一批能够生产较高质量、规格齐全的石墨换热 器厂家。改革开放以来我国石油和化学工业得到
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了前所未有的发展，石墨换热器的主要用户化肥 工业，经过50多年的发展已形成了包括科研、设 计、设备制造、施工安装、生产、销售、农化服 务等一套完整的工业体系。氮肥和合成氨产量居 世界第一，磷肥产量居世界第二，我国已经成为 世界上最大的化肥生产国和消费国。化肥自给率 已接近90%，其中氮肥自给率达到100%，磷肥 自给率已达到94%。2008年我国磷肥总产量超过 1325万吨，已达到2020年磷肥需求预测水平。化 学工业的兴旺大大带动了我国石墨换热器的开发 与应用。近年来，用户对规格各异、性能好、质 量高的石墨换热器的迫切需求，促使国内石墨换 热器厂家纷纷扩大生产能力，加大科研投入，改 进生产工艺及技术装备，有的采取与外商合作的 方式提高石墨换热器的生产水平，从而大大缩小 了我国石墨换热器技术与国外的差距。其进步主 要表现在： 一是开发了增强不透性石墨材料，扩大换 热器的应用范围。石墨换热器用不透

性石墨材料 的增强技术在美、日、德、法等国已得到较为广 泛的应用。如采用碳纤维增强块孔式石墨换热器 的浸渍石墨块或列管式石墨换热器的石墨管和石 墨管板，以及开发表面涂敷耐磨陶瓷氧化物涂层 的石墨材料等新技术等。天华化工机械与自动化 研究设计院成功地研制出碳纤维增强石墨管，其 性能基本达到德国西格里公司的增强石墨管的性 能，从而大大提高了石墨换热器的抗热震性、抗 磨蚀性和抗裂性，拓展了石墨换热器在高温、高 压等环境中的应用范围。 二是开发化工专用石墨材料。国外十分注重 发展细颗粒、低孔隙率、高强度的石墨产品。英 国摩根碳素公司制造的化工专用石墨坯材的颗粒 度小于0.35mm，法国罗兰碳素公司的大规格细颗 粒耐高温石墨的颗粒度为0.1-0.2mm和0.5-2.0mm， 美国联合碳化物公司拥有当今世界上独特的大 块材细颗粒结构不透性石墨，其最大颗粒为 0.15mm。化工专用石墨材料颗粒细、密度高、机 械强度和换热性能好，成为世界各国制造石墨换 热器的首选材料。国内东新电碳厂、青岛碳制品 厂、上海碳素厂等经过努力生产出了高强度、细 颗粒的化工专用石墨，从而彻底改变了制造化工 用石墨设备使用冶金电极石墨材料的状况。 三是开发出一批大规格、高参数石墨换热 器。国外石墨换热器的规格大型化、性能高参数 化趋势已十分明显，为此国内江西贵溪化肥厂、 铜陵磷铵厂等国家重点建设项目专门从法国罗兰
碳素公司和维卡勃公司购进了大型石墨换热器。 “八五”计划以来，东新电碳厂在化工部的支持 下配备了大型混合设备及振动成型机，相继生产 出直径为1000mm、1200mm、1300mm的块材，并 在焙烧、浸渍和石墨化处理工艺方面进行了有益 的探索，大大缓解了国内大型石墨换热器需求方 面的矛盾。 天华化工机械及自动化研究设计院开发研制 的大型氟塑料-石墨板式换热器是上世纪90年代以 来非常值得一提的技术成果。由于氟塑料-石墨板 式换热器板片是由非金属复合材料压制而成，因 此在保证板片能够进行换热的前提下，还要在保 证板片具有足够高的强度并能够压制成形方面做 大量的工作。在板片设计方面，考虑到非金属复 合材料的特点(如与金属材料相比脆性大抗压强度 低)，该院借鉴金属板式换热器板片设计经验，设 计单板换热面积为0.34-0.6m2板片时将长宽比从金 属板片的2.1提高到2.8，即大型板片长度更长但宽 度基本保持不变，其结果是介质在换热器中流过 的路线更长，由于在换热器内停留的时间更长， 换热更为充分，提高了换热器总传热系数。在板 片研制方面，主要是提高材料的导

热系数，解决 板片脱模问题和板片收缩问题，包括基本组成成 分、物料配比的筛选，物料混合方式及其对板片 力学性能影响的研究，对不同热成型及压制方法 制得的板片进行力学性能测试等，最终确定制作 板材的最佳成型温度、成型时间、冷却方式和脱 模方式。在密封结构方面，不是采用国外单纯的 面密封结构，而是采用线面结合的密封结构，此 结构密封面积小，同等密封压紧力下可在密封面 上产生更大的单位面积压紧力，即在密封件上压 强更大。实践证明该密封方式效果良好。 由天华院研制生产的大型氟塑料-石墨板式换 热器具有如下特点：由氟塑料、石墨等非金属材 料复合制成的人字形波纹板片作传热元件；采用 线面结合的密封结构；用固定端板及螺栓结构作 紧固件；用压紧弹簧、活动端板结构作调节件以 缓解板片之间因收缩与膨胀引起的应力破坏等。 2003年10月在齐鲁分公司万吨微球装置中作为铝 溶胶换热设备投用，至今设备已稳定运行多年， 不仅换热效果良好、耐腐蚀性强，而且结构紧 凑、占地面积小、易于安装维修。设备技术指标 达到设计要求，满足了生产需要。使铝溶胶生产 摆脱了每3个月就需更换列管式石墨换热器的状 况，而且年增加产值900万元、利润400万元，节 约资金70万元。2005年8月由中国石油化工股份公
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司科技开发部组织的技术鉴定会鉴定该项技术成 果已达到国际先进水平。 青岛金利康化工设备有限公司开发的组合 列管式磷酸浓缩换热器也是一个有特色的产品， 这项技术的出现在一定程度上解决了传统石墨换 热器结构上因黏结剂与浸渍石墨块材两种不同材 料线胀系数的明显差异所引起的应力破坏。列管 式石墨换热器换热管与管板连接主要分为两种类 型，即传统粘结型式和弹性密封型式。组合列管 式石墨换热器采用石墨作为结构材料，而两端管 板均为固定管板，管板与换热管结合使用高弹性 耐腐蚀材料实现弹性密封连接。此种石墨换热器 结构简单，抗震，传热性能好，操作阻力小，易 维护和管理，消除了传统石墨换热器结构上因黏 结剂与浸渍石墨块材两种不同材料线胀系数的明 显差异所引起的应力破坏，即使在温差较大的工 艺条件下，操作仍然稳定可靠；设备全部采用承 插式活连接，维修方便，换管简单，不仅换热面 积不减少且可避免因堵管出现整机报废。普通粘 结型石墨换热器因黏结剂与浸渍石墨块材两种不 同材料线胀系数的明显差异，易引起应力破坏； 在温差的作用下石墨管“差异伸长”，温度不均 布因素导致应力破坏

，管板为黏性连接，维修不 方便；操作过程中易结垢，造成传热性能降低， 操作阻力增大，易出现堵管导致整机报废。组合 式石墨换热器弥补了粘结型换热器的不足，而价 格仅是国外进口产品价的1/10左右，具有广泛的市 场前景和推广价值。 玻璃钢又称玻璃纤维增强塑料，特点是机 械强度相对较高，纤维缠绕式玻璃钢的拉伸强度 超过普通钢材的极限强度，且质量轻，化学性能 稳定，玻璃钢设备的价格高于碳钢而低于不锈 钢和其它有色金属。河北工业大学发明了一种石 墨与玻璃钢组合式换热器，其中换热管采用石墨 换热管，封头、管板等采用玻璃钢制造，这种换 热器不但具有很强的耐腐蚀、耐氧化性能，而且 换热效率高、承压能力强。换热器管子与管板的 连接处，常常是最容易泄漏的部位。管子与管板 连接接头设计得合理与否及制造质量的好坏，都 会影响到换热器的使用寿命与性能，有时甚至影 响到整个装置的运行。玻璃钢管板与石墨管之间 的连接属于异型非金属连接，常规的胀接、焊接 等方法很难应用；而传统的密封胶连接因管板、 换热管和密封胶这三种材料热膨胀系数不同，一 旦温度过高，三种材料之间由于膨胀的差别会产 生相应的温差应力，致使粘结处开裂，腐蚀介质
泄漏。因此针对石墨与玻璃钢组合式换热器研制 的一种新型异种材料密封连接技术有着十分重要 的意义。在玻璃钢管板与石墨管之间的连接结构 中，锁紧螺母和管板采用螺纹连接，两个锁紧螺 母之间放填料。在两个锁紧螺母的挤压下填料发 生变形和换热管严密紧贴，从而保证了换热器壳 程内的介质不往外泄漏。该结构有很好的耐压性 能，并且实现了异型非金属之间的活性连接且便 于换热管安装拆卸与维修。
3 采用导热复合材料的新型紧凑型板壳式换热器
聚四氟乙烯(PTFE)是一种特殊的工程塑料， 具有独特的物理、化学及机械性能而被称“塑料 王”。上世纪60年代美国杜邦公司率先将PTFE热 交换器应用于工业生产，以解决腐蚀性介质传热 过程而成为理想的设备。国内生产的PTFE热交换 器均有报道，主要用PTFE挠性薄软管组成管束构 成管壳式换热器。其优点主要表现在：(l)有较强 的抗酸，抗氧化能力，适用于多种溶剂。(2)允许 管内有较高的流速。(3)运行费用为传统的金属(高 合金不锈钢、铜合金或钛合金)管壳式换热器的 33—66%。(4)具有平滑的表面、热膨胀量大和较 大挠性的特点，使其抗污塞性好。(5)重量是金属 的?，有利于运输、制造，减少安装费用。(6)在 蒸汽凝结过程中，塑料的润湿角小，容易实现珠 状凝结。因此在蒸汽侧的热传

递系数比金属换热 器高。但PTFE换热器的使用也有一些缺陷，主要 有：(l)氟塑料热导率是金属的1/100—1/300。1X10 一4m厚的塑料管与lXl一2m厚的不锈钢管的热阻 相当。(2)氟塑料管束制造工艺操作尚未机械化， 不仅费工费时而且劳动效率低。用石墨材料填充 PTFE，提高其热导率的同时，可以改变纯PTFE的 力学性能。石墨粒子可通过弥散强化而提高材料 的强度，其增强原理在于分散的粒子阻止基体晶 格的位错和滑移扩散。一般认为，粒子越细，表 面积越大，与聚合物粘结力越大，增强效果越显 著。但试验表明仅靠石墨颗粒填充PTFE还是难以 有效提高复合材料的导热性和力学性能，再加上 碳纤维增强后就形成一种具有优良的力学性能、 耐腐蚀性和材料稳定性以及良好的抗腐蚀性和耐 老化性能的导热复合材料。郑州大学经过多年的 努力，研制出用石墨材料填充用碳纤维增强的导 热复合材料，并开发出新一代的高效非金属换热 设备紧凑型板壳式换热器，这种换热设备热效率很 高，同样的处理量可显著减少设备台套数，1台紧 凑型板壳式换热器可与5台相同换热面积的石墨列 管式换热器相当。换热器核心元件芯体的压降不到
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进口压力的5%；其板翅式结构不仅在1MPa的工作 载荷下强度可靠且变形量很小，从而保证了传热系 数的相对稳定。有关部门通过对紧凑型板壳式换热 器的性能评价和经济性评价，说明选用这类换热器 能够满足未来化学工业的发展。 紧凑型板壳式换热器不仅因采用导热复合材 料，克服了普通金属热交换器不耐腐蚀，高合金 材料换热器价格昂贵等缺点，在结构形式上也不 再沿用金属板式换热器的结构。换热器采用钢制 外壳和紧凑型芯体、芯体与封板胶结、封板与壳 体法兰联结的结构。要求达到：(l)耐有机、无机 化合物腐蚀介质；(2)耐温-100℃— +250℃；(3)耐 压最大达1MPa；(4)使用寿命要达6年以上；(5)制 造成本与石墨换热器相当。紧凑型板壳式换热器 的核心部件芯体由隔板、翅片和封条等组成，翅 片由聚四氟乙烯复合材料和铝制(或不锈钢)翅片由 隔板分开相间布置。隔板与翅片、封条之间采用 粘结结合。这样，完全由聚四氟乙烯复合材料组 成的防腐蚀通道，其间走腐蚀性、易结垢的介质 (比如硫酸溶液)，相间排列的通道内走较洁净的 介质(比如水蒸气)。两种介质可以形成完全的逆 流换热。改变了常规氟塑料管壳式换热器的管束 结构，也不同于常规的板壳式换热器的板间点焊 结构，形成紧密排列的紧凑式换热通道，再加之 翅片的强化传热，保证

了换热的高效性，同时结 构强度大，承载能力较高。芯体结构自成一体， 可以与GB151—99设计的结构、零部件尺寸相配 合。对于相同规格的外壳直径和法兰的管壳式换 热器以及石墨列管式换热器，可以本设计的芯体 替换使用，尤其是使用在有壳侧有相变、管程有 腐蚀和结垢的换热情况，但由于流道狭窄，要求 介质无颗粒悬浮物等。为了尽可能降低设备制造 成本，所用板材厚度和宽度选标准规格，并考虑 材料的导热性及可加工性，选用标准平直翅片(聚 四氟乙烯复合材料翅片)和平直多孔翅片(金属铝或 不锈钢翅片)。 综上所述，紧凑型板壳式换热器的主要技术效 果归纳为：(l)紧凑型板壳式换热器换热效率高，处 理量大；(2)板翅式换热器特别适用于一侧有相变的 介质环境。在此时，换热器的给热系数较高，且压 降较小。换热器芯体的压降不足进口压力的50Pa， 芯体长度大幅减小，换热效率高的优点得到进一步 体现；(3)比传统的板式、板翅式换热器承受压力和 温度能力强，密封性好，安全可靠。同时比传统的 管壳式换热器紧凑，重量轻，比常规的板壳式换热 器加工工艺简单，容易保证密封和强度要求；(4)板
翅式结构不仅在1MPa的工作载荷下强度可靠，而且 变形量很小，保证两侧换热面积的稳定，从而保证 传热系数的相对稳定。 例如化工厂某工段使用13台(其中12台工作， 1台轮流除垢)石墨列管式换热器，每台处理量4-5t/ h，总处理量50吨左右；而紧凑型板壳式换热器一 台的处理量就可达40-50t/h。设备体积等同于一台 石墨列管式，占地面积大幅度减小，投资费用大 幅度降低。同样处理量，设备占地面积约为石墨 列管式换热器的1/5。换热器作为工艺过程必不可 少的操作设备，在国民经济各个领域都有重要的 应用。据统计，在现代石油化工企业中，换热器 投资约占40%左右。正确合理地设计和制造换热器 有极其重要的意义。随着传热技术的发展，换热 器日益向体积小、重量轻的方向发展，同时在提 高热效率的前提下，要求运行费用最低。这些要 求之间有的是相互矛盾和相互制约的，且有些方 面是定量的，有些方面是定性的。因此，很难找 到一个或几个参数可以全部或大部分包括所有的 因素来评价一台换热器。单从传热系数的大小、 制造费用的多少、清洗的难易程度等进行比较是 不全面的。应从一年的总经费的高低进行经济核 算。对于腐蚀性、易结垢介质中服役的换热设备 来说，应从设备的初投资以及日常维修费用两方 面考虑，清洗除垢以及维修费用也是值得重视的 一项内容。在满足工艺要求的前提下应选用一定 时间内传

热量相同，固定费用和可变费用之和为 最小的设备。由上述化工厂实例1台导热复合材料 紧凑型板壳式换热器的传热量相当于在役石墨列 管式换热器12台的处理量(1台除垢备用)，前者购 入费用估算方法为：由同尺寸的石墨列管式换热器价格+碳纤维增强PTFE市面加工价格×PTFE复 合材料重量+4×铝材料价格×铝重量，考虑到不 停产维修的需要，导热复合材料换热器按两台购 入，选用导热复合材料紧凑型板壳式换热器显然 是非常有利的。至少有强度足够、结构可靠、便 于制造安装维修和经济效益较为显著几方面的优 点，可以满足化工生产过程中绝大部分耐对腐蚀 的要求。
4 结束语
在化工生产中，换热设备良好的换热性能 与足够的耐腐蚀性能在多数情况下是有矛盾的。 普通金属换热器有易腐蚀、能耗较高和传热系数 变化大等缺点；钛、钽、锆等稀有金属制成的换
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白宁
深水平台常压容器橇制造工艺及优化
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投标阶段成为实际意义上的项目管理的准备 阶段； ?材料种类和来源的多样性，增加了管理的难 度； ?详细设计与施工设计两个阶段并存； ?甲乙双方和第三方检验的多头协调工作。 材料是项目施工的重要基础，根据项目总 结，采购管理要解决好材料管理问题，要注意做 好以下几方面工作： ?对采购程序的各环节实施有效的监控； ?提料准确、全面，并妥善保管有关采购合同 文件； ?对于评标中的到货时间必须严格控制，并且 实时追踪，确保按期到货； ?项目组组织好材料验收工作，明确参加验收 各方的责任，做出验收报告，跟踪各项验收中问 题的处理。
5 结束语
本文对海洋平台常压容器橇块制造工艺进 行了详细阐述，包括橇块设计、制造过程，施工 方案和工艺介绍，既为制造过程提供技术上的支 持，也为规范化、标准化管理深水平台常压容器 橇块项目提供依据。
◆参考文献 [1] JB4735-1997，钢制焊接常压容器[S]. [2] 王文翰主编.焊接技术手册[M].郑州：河南科学技术出版 社，2000.
收稿日期：2010-01-12；修回日期：2010-01-29
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热器价格过于昂贵，一般化工厂家难以承受；不 锈钢则难耐许多腐蚀性介质，并产生晶间腐蚀。 传统的石墨换热器有着导热性高，耐化学腐蚀、 稳定性强和热稳定性好的优点，但不适用氧化性 介质、强碱、某些强溶剂介质，且有体积大、易 碎、更换管子困难等缺点。因此开发先进的，换 热效果好、耐腐蚀性强、结构紧凑、占地面积小 和易于安装维修的石墨换热器一直是业内研究单 位和生产企业的奋斗目标。先进的石墨换热装

备技 术取决于两个方面的进展，其一是新材料的研发， 其二是新结构的应用。郑州大学根据先进材料设计 理论，研究石墨(纤维)改性来提高聚四氟乙烯基复 合材料的热导率，研究石墨纤维增强技术来提高聚 四氟乙烯基复合材料的强度，提出适用于强酸、强 碱等苛性腐蚀环境的新型高效型式的复合材料换热 器，并对其关键技术进行研究，提出了适用于工程 应用的设计准则，为今后国内石墨换热设备技术的 新发展找到了一条又好又快的路子。
◆参考文献 [1] 刘刚.大型氟塑料-石墨板式换热器研制与应用[J].石油化 工设备，2005.6. [2] 梁若清，冯勇祥，陆木林，李培德，刘京辉.国内外石墨 换热器的发展与分析[J].化工设备设计，1997.6. [3] 刘海龙，赵景利.石墨管与玻璃钢管板的压紧密封连接 [C].河北工业大学. [4] 孙爱芳，刘敏珊.导热复合材料紧凑型板壳式换热器关 键技术研究[C].郑州大学. [5] 李尚民，殷志军.组合列管式石墨换热器在磷酸工业中 的应用[J].磷肥与复肥，2007.3.
收稿日期：2010-1-11；修回日期：2010-02-01

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