中国原料药发展迅速，已经成为世界制药用原料药第一大生产和出口国。目前，我国正面临着医药原料药与中间体的黄金发展期，“突破、发展、创新”是原料药产业的发展潮流，如何实现节能降耗对提高企业的竞争力就显得尤为重要，在原料药生产过程中对溶媒回收起到决定作用的冷凝器对此有重要的影响，目前国内运用的换热器种类繁多，列管式、板式、管板式等，大部分换热器工况为非对称流换热，即两种流体流经换热器的流量不同，这就需要有两个不同的换热面积。板式换热器的设计机理就是对称流传热，无法为流体提供大小不一的换热面积。
1.结构与性能特点
1.1结构特点
相比传统列管式换热管束，滕州思阔机械螺旋缠绕管式换热器每一根换热管均以螺旋结构按一定规律均匀缠绕在壳体内。这种结构一方面延长了换热管长度，换热充分；另一方面极大地改变了流体的流动状态，增强了湍流效果，强化了传热。同时，螺旋缠绕弹性管束设计，可有效消除换热器湍流抖振、热应力等各种应力，实现应力自消除。
1.2性能特点
1.2.1高效换热、节能
螺旋管式换热器层与层之间换热管反向缠绕，这种独特的缠绕结构设计，极大地改变了流体的流动状态，在壳体内形成强烈的湍流效果，由于管内螺旋流动的强化作用，使得管程的传热膜系数也得到增加，进而提高综合换热系数。在汽水交换如蒸汽加热水的工况下，常规的管壳式换热器换热系数k值一般最高为6000w／（m2·℃）。思阔换热器其换热系数k值可高达14000w/（m·2℃），是常规管壳式换热器的3倍以上。
又因其独特的螺旋缠绕结构，换热管束伸展开其长度为壳体长度的4～6倍，加热时可使热媒在换热管内停留时间长，冷凝时也能使被冷却介质冷却得更加充分，无须经过二次换热，保证了热量的充分交换，提高了能源的利用率，节省了能源。
1.2.2独特的100°连接换热器同端两法兰中心轴夹角采用100°连接，可以使换热器全部参与换热，不留死角；使流体自动冲刷管路，降低堵塞倾向，对流体起到缓冲作用，降低噪音。因其独特的100°连接和螺旋螺纹结构、独特的表面处理工艺以及两侧介质的逆流换热，所以具有了流速高（汽水换热过程中，壳程水侧设计流速可高达5.5m/s）、温度梯度小、污垢系数小的特点。内部结构设计时考虑了声共鸣许用准则（Eisinger准则和Bevins准则），有效抑制了声驻波震动现象，最大限度地降低了运行噪音，换热器可在低噪音状态下运行。
1.2.3耐高温、高压
思阔换热器的换热管束和壳体全采用不锈钢材质，具有统一的膨胀系数，不会由于压力和温度不稳定而引起换热器的变形。换热器耐高温、高压，无需加装减温减压装置，最高耐温400℃，耐压2.0MPa。利用欧文（OWEN）湍流抖振频率准则原理，采用换热管束最小间隙设计，螺旋缠绕弹性管束方式有效消除了湍流抖振热应力现象，延长了换热器的使用寿命。
1.2.4结构紧凑，体积小
螺旋缠绕方式结构紧凑，满足相同热负荷的工况时，换热器体积只有传统管壳式换热器的1/10左右，占地面积小，节省空间。同时也因为体积小、重量轻，更加便于安装、拆卸，减少了安装费用。
1.2.5结垢倾向低，维护方便
由于换热器的管程缠绕设计，管内流体以螺旋方式通过，降低了壁面附着的可能性以及结垢倾向，壳程流体逆流横向交叉通过绕管，在相邻管之间、层与层之间不断地分离和汇合，使壳体流体的湍流度加强，相同的流速下也减少了沉淀的几率，保证了设备的长周期、高负荷运行。
换热器结垢倾向很低，但不代表不结垢，一旦发生结垢现象，由于设备相对体积小，清洗也非常简单，通常是采用化学清洗方法，用配制的低浓度稀硝酸浸泡2～3h即可，维护费用很低。
2应用
由于换热器先进的换热技术优势，目前在国内医药原料药溶剂的回收冷凝等领域得到广泛的运用。
东北某大型制药厂原料药工艺常压蒸馏二氯甲烷的应用情况：采用换热器使用25/30℃的常温循环水降温，而使用传统换热器需要采用二级冷凝，采用换热器运行过程电机功率与传统换热器相比更小，因为采用二级冷凝需要增加一台电机，冷冻机费用为一次性投资，减少了一次性投资。
山东聊城某药业集团原料药工艺蒸馏甲苯工艺的应用情况：原工艺甲苯蒸汽从110℃冷凝冷却到45℃，采用二级冷凝，一级冷凝器换热面积42m2，二级冷却器换热面积28m2。采用冷凝器后，选用一台JADX9.88，换热面积只有10.8m2，而冷凝温度比原工艺低了3℃，实际甲苯的回收率提高了2%。该换热器体积是原设备的1/20，设备投资减少50%，安装费用减少80%。
3结语
螺旋缠绕管式换热器是一种高效换热器，占地面积小，在新建装置，尤其是老装置改扩建中不仅可以有效降低投资，而且紧凑的螺旋缠绕结构更有利于设备平面布置。螺旋缠绕管式换热器具有换热充分、冷热端差小的特点，不仅可以节约能源，而且可以优化系统和流程，具有良好的节能效果。
|
在线问