板式換熱器在原油系統(tǒng)中的選型設(shè)計(jì)與計(jì)算

趙瑞云，孟凡昌，許小波，白如霜，馮香

（海洋石油工程股份有限公司， 天津 300451）

板式換熱器以其重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，越來越多地應(yīng)用于化工、輕工、食品等行業(yè)。在海上石油開采中的應(yīng)用也越來越廣泛，特別是在油品性質(zhì)、操作條件許可的原油系統(tǒng)中的應(yīng)用開始推廣。南海文昌、西江等多個(gè)采油平臺、浮式儲(chǔ)油船舶（FPSO）等都得到了應(yīng)用。

原油一般黏度較大，腐蝕性較強(qiáng)，易結(jié)垢，且經(jīng)常含有油氣水三相，流動(dòng)復(fù)雜，因此原油換熱器在設(shè)計(jì)、選型、計(jì)算方面有許多特殊的要求，現(xiàn)從流程設(shè)計(jì)、選型設(shè)計(jì)、計(jì)算方法等方面進(jìn)行闡述。

1 板式換熱器的選型設(shè)計(jì)和流程組合

1.1 介質(zhì)分析

海上采油平臺或FPSO介質(zhì)主要為原油/原油、原油/熱介質(zhì)油、原油/海水。原油/熱介質(zhì)油換熱器工作溫度為250-300℃，考慮到換熱器的工作穩(wěn)定性，海上平臺或FPSO仍采用管殼式換熱器，而未采用板式換熱器。其實(shí)原油/原油、原油/海水的板式換熱器在國際上已應(yīng)用較多。原油中經(jīng)常含有沙子等固體顆粒，為適應(yīng)板式換熱器的板間通道窄的狀況，應(yīng)考慮在入口加裝過濾器。

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

普通板式換熱器是靠墊片密封，密封周邊長，而且角孔的兩道密封處的支撐情況較差，墊片得不到足夠的壓緊力，普通板式換熱器的最高工作壓力僅為2.5MPa。板式換熱器的工作溫度取決于密封墊片能承受的溫度，橡膠類墊片最高工作溫度為200℃，壓縮石棉絨墊片，最高工作溫度為250℃。部分生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的半焊接和全焊接型板式換熱器最高工作壓力已達(dá)4MPa，最高工作溫度為350～400℃。……