氟塑料换热器工艺设计若干问题探讨

　　氟塑料换热器是一种新型且可以在较高工作温度和压力条件下仍具有耐强腐蚀性能的换热器。
　　国内对氟塑料换热器的研究应用起步较晚。1973 年由原郑州工学院和原锦西化工厂研制开发的“聚四氟乙烯（F-4）管板限胀施压加热焊接”和“聚全氟乙丙（Fs-46）金属溶芯胀一次熔合法”工艺，解决了氟塑料管子与管板连接时的冷流性、难焊接、难熔融加工三个关键技术问题后，使氟塑料换热器的制造与使用成为现实。目前氟塑料换热器凭借其优异的性能为众多行业重视及应用。
　　由于氟塑料与金属材料在物化性质方面的差异，使得氟塑料换热器在工艺设计方面也与金属换热器不尽相同。国内制作氟塑料换热器换热管束与管板的材质有聚四氟乙烯和聚全氟乙丙烯两种。将氟塑料换热管束和氟塑料管板（与氟塑料或其他材质的折流板、隔板、固定限位环等）组装以形成冷、热流体相隔开的结构称之为换热元件。 从传热系数计算式可以看出：当不考虑管壁污垢的影响时，管壁热阻就决定了传热系数的极限，即不论采用何种办法来强化管壁两侧流体的对流给热并使之为最理想状态，其传热系数最终由管壁的厚度决定。实际上人们在设计和使用氟塑料换热器时还会综合考虑其他影响氟塑料换热器传热系数的因素，诸如工艺条件、结构型式、换热管径大小、换热管内外管壁是否光滑、流体种类与流速状态、流体是否混浊或有无沉积物或有无固体颗粒、热交换时有无搅拌等。
　　因此，在某些工艺条件允许的情况，下尽量减小的管壁厚度是提高传热系数的有效方法。这也就是某些厂家愿意选择小管径、薄管壁的氟塑料管作为换热管的重要原因。氟塑料换热器的换热管束采用小管径、薄管壁与金属换热器相比较其单位体积具有更多的热交换面积，这样尚能弥补氟塑料本身导热系数低所带来的缺陷。 金属换热器的初始传热系数比氟塑料换热器的传热系数大，但金属换热器随着使用时间的延续，其换热管束的污垢层厚度逐渐增加而使传热系数逐渐降低。氟塑料换热管壁表面光滑且不易结垢，工作时在流体温度变化的作用下换热管束易沿轴向和径向方向频繁伸缩，其结果可除去污垢有利热交换。众所周知判定一台换热器传热效果的好坏并不取决于初始的传热系数，而氟塑料换热器的传热系数则基本恒定。