换热器发展历史

换热器发展历史

中国换热器产业起步较晚。1963年抚顺机械设备制造有限公司按照美国TEMA标准制造出中国第一台管壳式换热器，1965年兰州石油机械研究所研制出我国第一台板式换热器，苏州新苏化工机械有限公司（原苏州化工机械厂）在20世纪60年代研制出我国第一台螺旋板式换热器。之后，兰州石油机械研究所首次引进德国斯密特（Schmidt）换热器技术，原四平换热器总厂引进法国维卡勃

（Vicarb）换热器技术，国内换热器行业在消化吸收国外技术的基础上，开始获得较快发展。20世纪80年代后，中国出现了自主开发传热技术的新趋势，大量的强化传热元件被推向市场，国内传热技术高潮时期的代表作有折流杆换热器、新结构高效换热器、高效重沸器、高效冷凝器、双壳程换热器、板壳式换热器、表面蒸发式空冷器等一批优良的高效换热器。

参考文献：中国机械工业联合会

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换热器是在具有不同温度的两种或两种以上流体之间传递热量的设备，又称热交换器、热交换设备。换热器的主要作用是在工业生产中使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到工艺流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要。换热器被广泛使用于石油、化工、电力、冶金、船舶、机械、暖通空调、食品、制药、航空、环保、城市供热及其它工业领域。

换热器不仅是工业部门保证某些工业流程和条件而广泛使用的通用热工设备，也是开发利用工业二次能源、实现余热回收和节能的主要设备。换热器行业充分体现了节能环保，是一个处于蓬勃发展期的朝阳产业。

二）换热器行业主要产品分类

在工业生产中，凡用来实现冷热流体热量交换的设备，统称为换热器。换热器作为传热设备随处可见，在工业中应用非常普及，特别是耗能用量十分大的领域，随着节能技术的飞速发展、换热器的种类开发越来越多、适用于不同介质、不同工况，不同温度、不同压力的换热器、结构和型式亦不同、换热器种类随新型、高效换热器的开发不断更新。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，更加广泛地得到应用。换热器种类很多，但根据冷、热流体垫量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。

此外，换热器又可分为板式、管式和管壳式三大类，具体包括：列管式换热器、浮头式换热器、填料函式换热器、U形管换热器、板式换热器、螺旋板式换热器、板翅式换热器、沉浸式蛇管换热器、喷淋式蛇管换热器、热管式换热器、套管式换热器

1、国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）

2006年2月，国务院发布《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》，提出加大工业节能、综合节水、流程工业的绿色化的重要性，并要求重点研究开发冶金、化工等流程工业和交通运输业等主要高耗能领域的节能技术与装备，重点研究开发工业用水循环利用技术和节水型生产工艺，重点研究开发绿色流程制造技术，高效清洁并充分利用资源的工艺、流程和设备。

2、《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》

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2010年10月，中共中央发表《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》，提出坚持把建设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济发展方式的重要着

力点。深入贯彻节约资源和保护环境基本国策，节约能源，降低温室气体排放强度，发展循环经济，推广低碳技术，积极应对气候变化，促进经济社会发展与人口资源环境相协调，走可持续发展之路。

3、十大行业振兴规划出台

自2009年1月14日至2月25日，国务院常务会议先后审议并原则通过汽车、钢铁、纺织、装备制造、船舶、电子信息、石化、轻工业、有色金属和物流业十个重要产业的调整振兴规划。

十大规划不仅能够帮助这些产业应对国际金融危机的负面影响，促进经济平稳较快增长，而且还能提升中国工业的整体竞争力，增强中国国民经济的可持续发展能力。

产业振兴规划中最大的亮点是政府减轻相关企业的财税负担，刺激内需，增加科技创新投入，促进产业转型升级，对于保持经济平稳较快增长，稳定就业形势，意义重大。十大产业振兴规划可刺激这些行业自身的需求，比如上万公里的高速客运铁路建设、核电、采矿、钢铁和石油行业的建设项目能为装备制造业带来可观的商机，也会有力地推动换热器行业的发展。

4、《鼓励进口技术和产品目录（2011年版）》

高效换热器、蓄能器、冷凝器制造技术属于2011年国家发布的《鼓励进口技术和产品目录（2011年版）》的鼓励引进的先进技术之一，这有利于国内换热器行业的技术升级。

三、换热器行业产业链分析

上游供应行业（原材料、零配件供应商）、换热器行业和下游需求行业（整车制造商和其它主机制造商）构成换热器行业的产业链。换热器行业的下游行业主要为石化、电力、冶金、制冷、造纸、纺织、食品加工、医药、船舶、建筑等行业，这些行业的发展现状及未来发展空间将最终决定换热器行业产品的销售及发展空间。

对于换热器行业制造商来说，上游行业对行业关联性主要体现于：（1）上游行业供给的质量将影响到本行业产品的质量。（2）上游行业价格的变化将影响到本行业产品的成本。近几年，各类钢材的价格变化较大，从而对换热器行业产品成本影响较大，仪器仪表行业产品价格相对较为稳定，对换热器行业产品成本影响相对较小。

1、行业整体竞争格局

我国换热器行业的竞争企业主要分为内资企业和外资企业，其中内资企业又可分为龙头企业和其他中小企业。按照产品类型的不同，我国换热器产业市场竞争主要集中在以下四大产品领域。

国内的企业比较集中于板式换热器市场，以四平巨元瀚洋、兰石换热设备等内资龙头企业以及数量较多的其他中小企业与外资企业在该市场上展开较为激烈的竞争。而在空冷式换热器市场上，仅有哈空调为规模较大的龙头企业，其他以内资中小企业为主。在板翘式换热器市场，外资企业仅有艾普尔一家，内资企业在该市场上主要面临与国内同行的竞争。

（二）行业上游议价能力分析

换热器的上游行业主要有钢铁行业（不锈钢和碳钢）、有色金属行业（铜、铝、锌以及合金等）、仪器仪表行业、机械基础件行业等，除了机械基础件行业，其他行业在我国均为较为成熟的行业，因而不存在原料或零部件供不应求或者无法采购的情况，因此行业上游议价能力较强。

（三）行业下游议价能力分析

换热器行业下游客户主要为石油化工、冶金、电力等工领域和制冷行业，行业整体发展状况与下游行业的发展和景气状况密切相关。换热器产品具备高效、节能、环保的综合效能优势，其发展用受到国家政策大力支持，是目前国家实现经济结构转型、未来国家经济发展的倚重工具，下游行业对于换热器的需求将保持稳步增长，加之国内目前的换热器供不应求。因此，

行业的下游议价能力相对较强。

（四）行业新进入者威胁

随着“金砖五国”、东南亚等国家和地区经济的快速发展，换热器的需求和生产制造不断向亚洲的日本、韩国、印度、中国等国家和地区转移，未来这些地区将会成为全球各大换热器生产商竞相争夺的重点市场。未来将会有更多具备资金、技术和管理能力优势的外资企业进入中国市场，中国换热器企业面临的外来着的竞争压力越来越大。而在国内企业中，由于行业壁垒较高，新进入者进入的难度较大，因此行业面临的新进入者的威胁主要来自外资企业。

（五）行业可替代性分析

随着国民经济的快速发展，石油、化工、冶金、电力、船舶等传统行业对高效节能、高温高压的换热器产品需求越来越多，在无法开发出可持续再生、低污染、高效率的新能源的情况下，换热器的使用和推广成了整个社会的潮流所趋。退一步说，即使新能源得以开发，但在较长一段时间内，换热器作为目前国内少有的节能减排产品之一，将维持其在国民经济中的重要地位不变，因此其可替代性较小。

前瞻产业研究院

五．换热器技术的发展前景

1.于整体装置设计的数据库技术传统的整体装置设计任务是由各个部门的工作小组分别对其中的某一项进行设计, 并通过设计说明书相互联系来完成的, 而最近发展起来用于整体装置设计的数据库技术, 可以使这种繁重的任务变得简单起来。通过数据库系统, 不同类型的设计应用软件可以有机地形成一个整体, 设计者只需通过数据库操作系统向应用软件中输入相关参数, 便可得到更多的关于设计任务的数据, 并且这些数据可以反馈到数据库中。随着CAD 软件包和数据库技术的发展, 用于整体装置设计的数据库技术必定会代替手工计算设计方法。

2.计算流体力学( CFD) 和模型化设计的应用在换热器的热流分析中, 引入计算机技术, 对换热器中介质的复杂流动过程进行定量的模拟仿真。目前, 基于计算机技术的热流分析已经用于自然对流、剥离流、振动流和湍流热传导等的直接模拟仿真, 以及对辐射传热、多相流和稠液流的机理仿真模拟等方面。在此基础上, 在换热器的模型设计和设计开发中, 利用CFD 的分析结果和相对应的模型实验数据, 使用计算机对换热器进行更为精确和细致的

3.换热器强化传热技术的发展以采用强化传热元件和改进换热器结构为主的强化传热技术是一种能显著改善换热器传热性能的节能技术。根据传热物流条件的不同情况, 壳程传热强化的研究必然与强化传热管的优化组合相联系,这是今后换热器强化传热技术发展的方向。节能减排已成为我国“十二五”期间重要战略的举措，高效节能换热器的研究也成为当今地下换热领域研究的热点。所以现在的换热器越来越向高精尖的技术水品发展。

参考文献：孙世梅张红《高温热管换热器的应用前景》 (南京工业大学) 2004年汪波茅靳丰耿世彬韩旭魏鹏《国内换热器的研究现状与展望》（1.解放军理工大学南京 210007；2.西安陆军学院西安 710108）第24 卷第5 期 2010 年10 月）

陆民廷《浅谈管壳式换热器的振动及预防措施》(南宁化工股份有限公司广西南宁 530031) 第39 卷第7 期 2010 年7 月

郑雪苹, 孙俊杰, 李宝安《新型换热器的发展趋势》( 包头液压机械有限公司, 内蒙古包头 014030) 第14 期总第216 期2010 年7月

重沸器用于使装置中冷凝了的液体再度加热，使其蒸发。通常有热虹吸式和釜式

（1）重沸器（也称再沸器）顾名思义是使液体再一次汽化。它的结构与冷凝器差不多，不过后者是用来降温，而重沸器是用来升温汽化。

（2）重沸器多与分馏塔合用：重沸器是一个能够交换热量，同时有汽化空间的一种特殊换热器。在重沸器中的物料液位和分馏塔液位在同一高度。从塔底线提供液相进入到重沸器中。通常在重沸器中有25-30%的液相被汽化。被汽化的两相流被送回到分馏塔中，返回塔中的气相组分向上通过塔盘，而液相组分掉回到塔底。物料在重沸器受热膨胀甚至汽化，密度变小，从而离开汽化空间，顺利返回到塔里，返回塔中的气液两相，气相向上通过塔盘，而液相会掉落到塔底。由于静压差的作用，塔底将会不断补充被蒸发掉的那部分液位。

重沸器的作用:

使精馏塔底液相重组分气化,气相向上流动，与从回流罐下来的轻组分液相在塔斑或填料层上进行多次部分气化和部分冷凝，从而使混合物达到高纯度的分离。