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螺旋板换热器的选型及应用

来源:中凡工业浏览量:载入中...发布时间:2021.09.16


螺旋板换热器由瑞典的Rosenblad公司在1930年发明的一种新型高效的板式换热器,在热交换工艺中使用螺旋形流道的设想,来源于针对某一家客户所发生的特殊工艺问题而做出的反应。当时其他技术方案都失败了,但螺旋板换热器却被证明是一个完美的解决方案。我国是在20世纪50年代引进并使用的,开始用于化工领域,60年代开始批量仿制并应用于其他行业,并开始制定了相应的设计、制造、检验的相关标准和规范。最初由两张板卷制而成,形成了两个均匀的螺旋通道,两种传热介质可进行全逆流流动,大大增强了换热效果,即使两种小温差介质,也能达到理想的换热效果。

螺旋板换热器的结构特点

螺旋板换热器是由两张平行的金属板卷制成两个螺旋形通道,冷热流体之间通过螺旋板壁进行换热的换热器。螺旋板换热器有可拆的和不可拆的两种型式。

不可拆式螺旋板换热器的结构比较简单,螺旋通道的两端全部焊死。可拆式螺旋板换热器。除螺旋通道两端的密封结构以外,其他与不可拆式完全相同。为达到机械清洗的目的,可拆式螺旋通道,一端敞开,用平板盖和垫片密封,以防止流体漏到大气中或同一通道内的流体短路,为了提高螺旋板的承压能力,在板与板之间用定距柱支撑,筒体上的流体进出口有法向接管和切向接管两种。中国普遍使用切向接管,它的流体阻力小,杂质容易被冲出,使用回转支座比较方便,可使换热器立放或卧放,换热的AB流体分别流过螺旋板的两侧,其中的一种流体沿螺旋通道由外向内,至中心出口流出;而另一种流体则沿螺旋通道由中心进口,由内向外流出。两种流体呈纯逆流方式流动。

螺旋板换热器的特点是:①传热效率高。螺旋板换热器内介质螺旋型流动的离心力能增强清流。据实验,当Re=1400~1800时就能形成湍流,且因流动阻力比管壳式小而使流速可以提高,结果可以是传热系数K可提高至2.5倍,此外,全逆流螺旋板换热器传热平均温差最大,这有助于提高传热效率。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。②有自清洗作用,由于单流道、高流速、污垢不易沉积,一旦有所沉积使流到截面减小随即导致流速增高,从而加强了对污塞物的冲刷作用。这种“自洁”作用,管壳式换热器是没有的,据统计显示,螺旋板污塞的速率只是管壳式换热器的十分之一。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,可得到最大的对数平均温差,有利于小温差传热,适用于回收低温位热能。⑤结构较紧凑,不用管材,由于板型传热面的面积大,单位体积传热面可达44~100㎡。 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。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。螺旋板换热器最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。

另外,螺旋板式换热器的受压受限,这一点在安装使用当中应当按铭牌上的设计参数使用,不可超压、超温使用。流量受限也是螺旋板式换热器的不足之处。由于单流道流通能力较小,故介质的体积流量受到限制,流道不能过大,否则流阻增加,使输送的动力消耗增大。

螺旋板换热器的选型原则

①热负荷和流量大小

单台设备不能满足使用要求时,可以多台组合使用,但组合时必须符合下列规定:并联组合、串联组合、设备和通道间距相同,混合组合:一个通道并联,一个通道串联。

②流体的性质。

③温度、压力及允许压降范围。

④对清洗、维修的要求。

⑤设备的结构材料。

⑥价格使用安全性和寿命。

中凡可拆式螺旋板换热器

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