在液化过程中，天然气需要通过降温来达到液化状态，而MCHE则负责将高温的天然气与低温的制冷剂或环境介质进行热量交换，从而使天然气逐渐冷却并液化。MCHE通过精确控制热量交换过程，确保天然气在液化过程中保持适当的温度梯度，避免局部过热或过冷导致的液化效率下降或设备损坏。

1 MCHE 用于天然气液化的具有一些特殊特性

密集/过度热交换 （230 - 400 kW / ton LNG）

复杂传热 - 从一种（或多种）极高压天然气流向一种或多种低压制冷剂流的热传递

热应力/冲击 - 入口温度 （40 °C） 和出口温度 （-162 °C） 之间的温差非常大

在极低温度 （-162 °C） 下运行

传热效率高 - 极低的温度接近 （2-3 °C），以最大限度地提高单位面积的传热

涉及相变和相分离的风险以及适当的分布

泄漏风险高和安全相关问题

堵塞/堵塞风险高

轻便易运输

2 板翅式换热器（PFHE）

2.1  结构特点

高效换热：板翅式换热器通过扩展的二次表面（翅片）增加了换热面积，使得比表面积可达到1000㎡/m³，从而提高了换热效率。如图1所示。

紧凑轻巧：其结构紧凑，多由铝合金等轻质材料制成，使得整体重量较轻，便于安装和维护。

适应性强：板翅式换热器可适用于气-气、气-液、液-液等多种流体之间的换热，以及发生集态变化的相变换热。

2.2  应用优势

高效能：由于翅片对流体的扰动和隔板、翅片的高导热性，使得板翅式换热器具有较高的换热系数和效率。

节能降耗：在LNG工厂中，高效的换热性能有助于降低液化过程中的能量消耗，提高整体经济效益。

易于维护：虽然板翅式换热器在制造和维护上要求较高，但其结构紧凑、模块化设计使得维护相对方便。

图1 PFHE

3 盘管（螺旋）绕制换热器（CWHE）

3.1 结构特点

缠绕结构：盘管换热器中的铝管从心轴或内管开始一层接一层地缠绕成螺旋形，这种结构有助于增加换热面积并提高换热效率。如图2所示。

长管道设计：在大型液化工厂中使用的盘管换热器，每根管可能长达100米，外径在10-12毫米之间，以适应大流量的换热需求。

3.2 应用优势

高效换热：螺旋缠绕的结构使得流体在管道内形成复杂的流动路径，增强了流体的扰动和混合，从而提高了换热效率。

稳定可靠：盘管换热器的制造工艺成熟，结构稳定可靠，能够长时间在低温、高压等恶劣工况下运行。

广泛应用：盘管换热器已广泛用于空分设备和LNG工业中，特别是在混合制冷剂循环液化工艺中得到了广泛应用。

图2 CWHE

4 盘管（螺旋）绕制换热器与板翅式换热器的比较

5 总结

航烨能源在天然气液化（LNG）领域展现出了卓越的贡献，特别是在主低温换热器（MCHE）技术的研发与应用方面。作为行业内的佼佼者，航烨能源不仅深入研究并掌握了板翅式换热器（PFHE）和盘管（螺旋）绕制换热器（CWHE）等紧凑型MCHE的先进设计与制造技术，还成功将这些技术应用于多个LNG工厂项目中，显著提升了液化过程的效率与安全性。