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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。
可拆卸板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按一定间隔,四周通过垫片密封,并用框架和压紧螺旋重叠压紧而成,板片和垫片的四个角孔形成了流体的分配管和汇集管,同时又合理地将冷热流体分开,使其分别在每块板片两侧的流道中流动,通过板片进行热交换。
焊接密封焊接密封的结构形式有三种,
①将需要密封的通道用方钢垫进钢板中,卷制后进行焊接;
②将需要密封通道用圆钢垫进钢板中卷好后进行焊接;
③将螺旋板在机床轧制斜边成形,在卷制过程中。卷制半径越小,翻边回弹量就越大,卷制成形螺旋板进行通道翻边校正、整形后进行焊接口。
螺旋板卷制、焊接好以后装配窄边法兰,将螺旋通道两端进行机械加工,然后用倒锥端盖及垫片将通道封住,垫片材料选择根据介质特性和温度;倒锥端盖与螺旋体连接采用上卡、下卡及螺母。为了提高螺旋板式换热器的密封性能,防止各圈螺旋通道内介质发生短路使传热效率受到一定的影响,螺旋体完整,如发现螺旋体缺陷及焊接缺陷,进行修补,机械加工车出。
螺旋板式换热器的外壳是承受内压或外压的连接结构,为提高外壳的承压能力,螺旋板式换热器外壳用两个半圆筒体组合焊接而成。这种组合焊接的关键零件是连接板。连接板与螺旋板及外壳连接是将连接板安放在螺旋体上,两边进行焊接,再将两个半圆形的外壳与连接板焊接,焊接结构采用有衬板的对接焊缝,以使得对接焊缝焊接质量。
由于流速较高,又是在螺旋通道中流过,能自行起到冲刷作用,故流体中的悬浮物不易沉积下来。即使产生污垢,由于是单道,用化学处理除垢也很容易。同时,由于流道高速(螺旋板宽)大为2m,用高压水或蒸汽清洗也很容易。
螺旋板热交换器工作原理是通过螺旋式的板片组成的换热器,在两种流体之间进行热量传递。它被广为应用于化工、制药、食品、饮料、造纸等行业中的加热、冷却、蒸发、浓缩等工艺过程中,具有换热、减少降耗、体积小、维护方便等优点。螺旋板热交换器适用于高黏度、高含固体、易结垢的介质,能够避免结垢、磨损和腐蚀等问题的发生,因此在一些特定的工艺场合中应用较为广。
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。
使用螺旋板式热交换器的过程中会产生热量,这是它的通风功能发挥作用了,它的通风方式有两种:
1、鼓风式:空气先流经通风机后流入管束;操作费用较经济,产生的湍流对传热有利,使用较多。
2、引风式:空气先流经管束后流入通风机。气流分布均匀,利于螺旋板式热交换器的温度准确控制,噪声小,是发展的方向。
热流体出口温度主要靠调节通过管束的风星来控制,即调节叶片的倾角、通风机转速和百叶窗的开启程度等。对冬季易凝、易冻的流体,可采用热风循环或蒸汽加热的办法调节流体出口温度。使用螺旋板式热交换器时,这两种通风方式可以根据设备的使用情况来选择。