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螺旋板换热器的特点是:
①传热效能好。弯曲的螺旋通道和定距柱,有利于增强流体的湍流状态通道内流体阻力小,可提高设计流速,有助于提高传热系数。对于水-水换热,传热系数可达1.8~3.5千瓦每平方米每摄氏度〔kW/(m(·℃)〕。
②有自清洗作用。单通道内的流体通过通道内杂质沉积处时,流速会相对提高,容易把杂质冲掉。
③不可拆式结构的密封性能好,适用于剧毒、易燃、易爆或贵重流体的换热。
④相邻通道内的流体呈纯逆流方式流动,可得到大的对数平均温差,有利于小温差传热,适用于回收低温位热能。
⑤结构较紧凑单位设备体积内的传热面积可达150m。
⑥由于螺旋通道本身的弹性自由膨胀,温差应力小。
⑦价格低廉。
相同换热面积下,螺旋折流板换热器的体积比传统弓形折流板换热器小1/3,所需原材料费用降低。能否选用螺旋板换热器的关键是堵塞问题,尽管它有自清洗作用,但由于设计或操作不当也会发生堵塞,这时即使用可拆式结构也难于用机械方法清洗。采用水、气或蒸汽吹洗,操作方便效果更好。螺旋板换热器大的缺点是检修困难,如发生内圈螺旋板破裂,便会使整台设备报废。
螺旋板式换热器的制造工艺程序
下料、拼接一无损检测一翻边、接触焊定距柱一表面清洗一总拼一无损检测一卷制一通道整形、焊接通道、装配一金加工一装配一压力试验一酸洗钝化、油漆一包装。
端盖下料(仿形切割)一装配(圆环筋、倒锥)一贴合复板一无损检测一金加工一检漏一后处理一油漆。
螺旋板换热器应用广泛。在中国,中小型合成氨厂的变换热交换器和合成塔下部的热交换器已先后用螺旋板换热器取代管壳式换热器。烧碱厂的电解液加热器和浓碱液的冷却器,采用螺旋板换热器所用的设备费仅为管壳式换热器的1/3。此外,这种换热器用于塔顶冷凝、淬火油冷却、发烟硫酸冷却和脂肪酸冷却等都有良好的效果。这种设备用于蒸汽的冷凝和无相变的对流传热效果佳,也可用于沸腾传热。
螺旋板式热交换器工作状态:使用循环水对贫油进行降温,贫油的温度在150℃以上,循环水的温度在30℃以下,贫油经过换热器后温度要求降至80℃以下。由于水质问题,水中含有大量的钙镁离子、碳酸盐离子,在高温状态下短时间将形成碳酸钙及碳酸镁等水垢。水垢厚度的不断增加,影响螺旋板式热交换器的换热效果,严重时循环水管道内径缩小或者造成设备堵塞,导致循环水量减小,设备失效,影响它的质量和后续工艺。对于螺旋板式热交换器的清洗,传统工艺往往采用盐酸或者硫酸等无机酸清洗,使用无机酸清洗不仅除垢效果差,且腐蚀率高,对它的腐蚀严重,造成其渗漏的风险。对于值的设备,传统工艺的清洗造成设备报废的风险大。
减少能耗正越来越受到人们的关注,然而螺旋板热交换器在减少能耗领域占有重要位置,因为它是传统高耗能重工业中应用较广的设备之 一,它做为预热、余热回收、制冷等过程中的主要设备,为减少能耗做出了良好贡献。