[Achievement] Innovation Contest


  • 各位主管好
    • 今天很榮幸能有這個機會,跟大家分享
    • 螺旋葉片換熱器,這項創新提案
    • 我是 *** 代表 ***
  • 這是簡報大綱,請參考
  • 在進入主題之前,我們先介紹傳統式的殼館換熱器
    • 這是一種廣泛應用於石油化工廠的換熱器
    •  約佔**企業**地區,換熱器總量的8成以上
    • 在設計上我們可以分為殼側與管側
  • 重工在換熱器的設計與製作上,不斷精進
    • 自2001年引進HTRI熱傳設計軟體,我們可以設計大部分的傳統式殼館換熱器
    • 到2010年,我們進一步與美商**簽約引進螺旋式阻流板換熱器技術。
  • 這種換熱器是一種殼的強化解決方案,透過將傳統阻流板,改為四片一組並以一傾斜角度,螺旋排列。使流體能產生螺旋線方向的流動,流動更為順暢。
    • 熱傳提升最高40%,減緩積垢,避免傳熱管共振。
    • 目前**實績163套,包含MMA廠等,都有在使用本產品。
  • 觀察過往換熱器評估改善共近400套
    • 其中有4成,設備瓶頸在殼側。
    • 我們可以看到圖片顯示殼側積垢的情形,此時選用螺旋式阻流板換熱器就是一個很好的解決方案。
  • 緊接著有近3成的案例,屬於傳統殼管換熱器的範疇。
    • 我們可以透過調整設備外徑,傳熱管長度,不同通道數等,給客戶一個滿意並有效的設計方案。
  • 最後仍有將近3成的案例,我們可以發現
    • 照片顯示的是管內堵塞抑或是積垢造成設備的熱傳下降與操作的不穩定
    • 此類設備的瓶頸在於管側
  • 這些管側積垢與熱傳的問題要如何解決呢?
    • 換句話說
      • 如何提升管側熱傳,緩解管內積垢,是我們首要面對並解決的課題。
  • 經過一陣腦力激盪,我們試想,能不能將螺旋式阻流板換熱器,這樣的螺旋結構延用於管內呢?
    • 因為殼就是大一點的傳熱管。
    • 螺旋阻流板等效成螺旋葉片。
    • 我們就有了這樣產品雛形的產生。
  • 接下來就是我們的開發過程
    • 首先我們上網搜尋了大量的資料。
    • 發現螺旋葉片的種類眾多。
    • 而如何為企業不同製程與工況,做最佳化的選用,就成為了設計上的關鍵。
  • 接續著我們閱讀了大量文獻,最後選出四種葉片,作為我們主要的研究對象。
  • 為了更深入了解葉片背後的熱傳機制,我們須透過流場分析的方式
    • 故在社交上我們選擇與交通大學的王教授合作
    • 王教授本身為ASME與ASHRAE FELLOW,曾為工研院資深研究員,現為交大特聘教授,本身著有熱交換設計一書,專長為換熱器研究。
    • 相信教授於產學界的經驗,會對我們產品的開發,有很大的幫助。
  • 為了掌握螺旋葉片的設計能力,需要建立葉片的資料庫
    • 在交大的協力下,我們使用流場分析技術,比對現有文獻的相關數據
    • 已建立螺旋葉片方程式並完善整個設計的資料庫。
  • 我們可以把裸管(管內沒有加裝螺旋葉片的情形)與螺旋葉片的數據彙整一起。
    • 我們可以看到,螺旋葉片相比於裸管,熱傳增強16-40% 
    • 我們非常的振奮,這樣的傳熱增強幅度與Helixchanger相當
    • 另外可以看到,圖片恆軸,此產品適用於高雷諾數,也就是(高流速,低年度流體)
    • 這也讓我們更清楚此產品的定位。
  • 同時我們針對螺旋葉片各項幾何參數,包含寬度,厚度,扭曲率等有深入的研究
    • 我們能針對客戶不同的製程與操作工況,給予最佳化的設計,
    • 投影片顯示的是我們現在可以設計與應用的範圍。
  • 接下來,更進一步,我們嘗試在葉片開槽刻溝,
    • 我們發現這樣的設計,能將流體導往特定的方向
  • 熱傳平均可以再提升10%。
  • 目前我們正在規劃實驗並打造樣品,以此來驗證我們設計。

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