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大型LNG液化装置设备对比和国产化解决方案的探讨 导读：龙源期刊网 大型 LNG 液化装置设备对比和国产化解决 方案的探讨作者：于海 来源：中国科技博览2014 年第 06 期摘 要：PFHE 和 SWHE 的基本介绍和对比分析。关键词：LNG；天津能源机械生产制造lng加注设备龙源期刊网 大型 LNG 液化装置设备对比和国产化解决 方案的探讨作者：于海 来源：中国科技博览2014 年第 06 期摘 要：PFHE 和 SWHE 的基本介绍和对比分析。关键词：LNG；板翅式换热器；绕管式换热器。【分类号】：TE974.31 引言大型 LNG 液化装置是国家能源领域重大项目，换热器作为大型 LNG 项目的液化部分的核 心设备，其选择的合理性直接影响到整个 LNG 项目的安全、可靠运行。换热器可采用铝板翅 式换热器（PFHE）或绕管式换热器（SWHE）。采用铝板式换热器或绕管式换热器，都有各 自的优势和难点，本文就大型 LNG 项目换热器采用铝板翅式换热器（PFHE）或绕管式换热器 （SWHE）进行分析比较。2 国内外大型液化工厂 PFHE 的应用状况2.1 国外 PFHE 的应用状况国外五十年代初首次将 PFHE 应用于空气分离设备低温换热器上，五十年代末首次应用于 乙烯装置上。六十年代开始应用于天然气液化装置中。现广泛应用于空气分离及液化设备、天 然气加工（LPG、NRU、C2 回收等）装置、天然气液化、乙烯等石化行业中。1981 年建成的阿尔及利亚 Skikda No.4 LNG 装置，系美国 BV 公司的 Prico 工艺，采用 PFHE，单元尺寸为 100010006000mm，10 排并联，每排由 4 个单元串联，共 40 个单元。随着 PFHE 设计制造技术的不断发展，真空钎焊炉钎焊能力的大型化，以及换热器气液两 相分配技术的逐步走向成熟，PFHE 单元尺寸也进一步扩大，PFHE 已开始应用到 200 万吨/年 以上的 LNG 装置。据 BV 公司称，采用 Prico 工艺及 PFHE 在印尼、安哥拉、尼日利亚和澳大利亚做过 300 万吨/年和 400 万吨/年的 LNG 装置。法国 Axens 公司推出的 Liquafine 双混合冷剂工艺采用全 PFHE，单条生产线能力可达到 600 万吨/年。2.2 国内 PFHE 的应用状况龙源期刊网 在低温行业，随着 PFHE 设计、制造水平的发展，PFHE 广泛应用于空气分离设备、乙烯 装置、天然气加工及液化装置。目前已投运的最大截面尺寸为 99m 的换热器，已投 运的换热器设计压力已达到 7.7Mpa。国内主要制造商有杭氧、四川空分和开封空分公司。杭氧自 70 年代初开始研制采用盐浴炉钎焊工艺的 PFHE，1992 年购买美国 SW/T 公司的 真空钎焊炉二手设备及其 PFHE 的设计制造技术，从此开始真空钎焊 PFHE 的制造，已生产的 最大单元尺寸为 600012001200mm。为大型空分设备配套，杭氧还从上世纪九十年代初开始 设计、制造乙烯冷箱，提供燕山石化、扬子石化等公司。2003 年 ZH-2060 大型真空钎焊炉投 入使用，可钎焊最大单元尺寸为 780013001300mm，最大负载重量（含夹具）18 吨，年生产 能力达到 2000 吨以上。3 国外大型液化工厂 SWHE 的应用状况3.1 国外 SWHE 的应用状况作为大型基本负荷混合制冷剂制冷的 LNG 装置的主低温换热器，绕管式换热器的最大优 势是易实现大型化，使系统配管简单，易达到流体分配的均匀性。由于国际上主要 LNG 工艺 商中 APCI、Linde 和 Technip 三家均有制造大型绕管式换热器的工厂和能力，所以在国外大型 LNG 装置主低温换热器大多数采用了绕管式换热器。目前国外 SWHE 的主要制造商有 APCI、Linde。管子材质都采用铝材。APCI 公司的制造能力单台绕管式换热器可达到管束直径 5 米以上，换热器总长度 55 米， 重量 450 吨。Linde 公司的制造厂能做到管束直径 5.5 米，换热器面积达到 4 万 m2，换热器重 量 250 吨的绕管式换热器。3.2 国内 SWHE 的应用状况在上世纪七十年代以前，在空分设备中曾广泛应用绕管式换热器，只是以后逐步被铝制板 翅式换热器所取代。20 世纪 70 年代末和 90 年代初我国引进的多套大氮肥装置合成氨甲醇洗系 统以及内压缩流程的空分设备采用了 SWHE。只是由于板翅式换热器设计、制造技术的进步， 承压能力可达到 8090bar，因此至 90 年代中后期内压缩流程空分设备的高压换热器又为板翅 式所代替。由于绕管式换热器配管简单、易实现气流分配的均匀性，在大型煤化工低温甲醇洗 装置、低温高压临氢系统、加氢裂化装置等化工领