高效换热装备及其耐腐蚀石墨烯复合涂层

成果简介

该项目组应对各行业换热器产品需求，研发了新型板式水蒸气空气预热器、新型中间排液板式蒸发式冷凝器和新型板式空气预热器，具备一定技术领先性，并且研发了耐腐蚀耐磨超导热疏水性石墨烯复合涂层技术，有效解决各领域换热设备表面的腐蚀问题，导热问题及结垢问题，节能减排效果明显。

（一）新型板式水蒸气空气预热器

目前国内外水蒸气空气预热器基本都是翅片管式，该技术与翅片管相比，节约水蒸汽15-30%。其技术创新点在于：

1.水蒸气扁圆通道更适合空气流道动力学原理，换热无死角；

2.水蒸气流道非直通式式。水蒸气在扁圆通道内不断改变流速和方向，增加了扰动，强化了传热；

3.水蒸气流道通道数变化。解决了传热过程水蒸气由于相变由气态变为液态导致体积大幅减少使介质流速下降的问题，从而提高了换热性能；

4.空气波纹通道增强了换热；

5.避免了翅片管由于采用节流阀产生液态倒流问题。

该技术主要用于采用水蒸气加热空气的领域，如食品厂、烤烟厂等。

（二）新型中间排液板式蒸发式冷凝器

目前国内外成熟的蒸发式冷凝器基本都是管状或椭圆状，紧凑度不高，单位面积热负荷有待提高，特别针对化工产品如甲醇汽冷凝，要求系统压降低和尾气回收等指标，难以达到。 该技术与普通蒸发式冷凝器相比，节电节水30%，系统压降降低约0.1MPa。其技术创新点在于：

1.板式蒸发冷结构紧凑，换热效率高，相同换热面积下板式冷凝温度比管式低；

2.与管式蒸发冷相比，板式蒸发冷装机功率降低一半，换热面积降低20%，风量、水量降低30%；

3.中间排液式和尾气回收式，加快了气态介质的冷凝速度，从而降低了整个系统的压力；

4.减薄液膜厚度，增强了换热；

5.减少了不凝气体。

该技术主要用于制冷、化工、食品及电力等。

（三）新型板式空气预热器

目前国内外烟气空气预热器基本采用管式，或回转式，管式占地面积达，换热系数不高，回转式漏风严重并且维修成本较高。该项目节能减排效果明显，其技术创新点在于：

1.综合了传统板式和管式换热器的优点，是结构紧凑，换热系数高，介质流体压降可控的板管结构；

2.烟气走管状直通道，不易结灰或结垢，即使结灰容易清洗；

3.空气走波纹通道，增加了湍流，提高了换热；

4.芯体模块结构，容易安装和拆卸；

5.烟气通道喷涂耐磨石墨烯复合涂层，使烟气侧耐露点酸腐蚀，并且由于涂层导热系数接近钢，不影响换热性能，而且涂层具有疏水性，因而，烟气通道不易结垢。

该技术主要应用于燃煤、燃气和燃油锅炉后的空气预热器

（四）耐腐蚀耐磨超导热疏水性石墨烯复合涂层

目前国内外解决金属表面腐蚀问题，基本采用搪瓷涂层，但搪瓷涂层导热系数低，不到1 W/（m·k）左右，而且搪瓷由于应力及金属与搪瓷线膨胀系数不一致，易导致崩瓷现象。 该项目解决各领域换热设备表面的腐蚀问题，导热问题及结垢问题，节能减排效果明显。其技术创新点在于：

1.石墨烯涂复合层的导热系数38W/（m·k）以上，涂层结合强度6-60 MPa，硬度800-1100HV；

2.复合涂层接触角大于120°；

3.在硫酸中寿命达5年以上，防止露点酸腐蚀导致换热器泄露等事故；4）耐温800℃。