【 螺旋板式换热器】 |
螺旋板式换热器是一种高效换热器设备,适用汽－汽、汽－液、液－液，对液传热。它适用于化学、石油、溶剂、医药、食品、轻工、纺织、冶金、轧钢、焦化等行业。按 结构形式可分为 不可拆式（Ⅰ型）螺旋板式及可拆式（Ⅱ型、Ⅲ型）螺旋 板式换热器。 |
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螺旋板式换热器通过多年实践使用证明，确是一种高效换热设备，它适用于化学、石油、溶剂、医药、食品、轻工、纺织、冶金、轧钢、焦化等行业中应用。换热器吸取当代国际先进技术，经独特的优化设计制造的液-液、汽-水热交换器。产品结构工艺按瑞典“阿尔法拉代”公司标准，螺旋板端面采用折边氩弧焊，“顶距柱”专用工艺为电容蓄电接触器，提高了内在和外表的质量得到“宝钢”认可，能取代进口。
不可拆式螺旋板换热器是按-机部标准JB/TQ724-89不可拆式螺旋板式换热器形式，基本参数与尺寸的规定而进行设计的，它具备制造简单，成本低，体积小和传热性能好等优点，但也有它的不足之处，例如不能进行机械清洗，坏了不易检修等，选用者应根据工程的实际情况选取具体的设备使之最为有效。
结构及性能
1、本设备适用于：液-液，气-气，气-液对流传热可用于蒸汽冷凝和液体蒸发传热，化工，石油，医药，机械，电力，轻工和纺织等工业部门均可选用。
2、本设备由两张钢板卷制而成，形成了两个均匀的螺旋通道，两种传热截止可进行全逆流流动，适用小温差传热，便于回收低温热源并可准确地控制出口温度。
3、在壳体上的接管是切向结构，局部阻力小，螺旋通道的曲率是均匀的，流体在设备内流动没有大的换向，总的阻力小，因而可提高设计流速使之具备较高的传热能力。
4、螺旋通道的端面是焊接密封的，密封性能好，结构可靠。
5、不易检修，尤其是内部板出现问题时极难修理，有些厂把设备两端焊缝全部车掉，重新将板展平补焊后再卷制，这样做消耗的工时太大，因选用螺旋板式换热器防腐是十分重要的。
6、不能进行机械清洗，生产实践证明，螺旋板换热器与一般列管式换热器相比是不容易堵塞的，尤其是泥沙、小贝壳等悬浮颗粒杂质不易在螺旋通道内沉积，分析其原因；一是因为它是单通道杂质在通道内的沉积一形成周转的流还就会提高至把它冲掉，二事故因为螺旋通道内没有死角，杂质容易被冲出。
7、因为螺旋通道内有定距柱支撑通道间距，甩以不得有纤维状杂质（棉纱，草棍，树叶等）进入换热器内部。
8、严格控制冷却水出口温度在结垢温度以下。
9、常用的清洗方法是用蒸汽吹净或碱洗，蒸汽吹入要向接管，把杂质从设备内吹出，很多使用厂认为这是行之有效的方法。
可拆式（Ⅱ型、Ⅲ型）螺旋板式换热器
结构原理与不可拆式换热器基本相同，但其中通道可拆开清洗，两端加封头密封。特别适用有粘性、有沉淀液体的液与液交换，以及气一液，蒸汽冷凝。由于可拆式换热器需增添封头、法兰等部件，设备成本比不可拆式换热器稍大。
基本参数
螺旋板式换热器的公称压力PN规定为0.6、1、1.6、2.5Mpa（即原6、10、16、25kg/cm2）（系指单通道随的最大工作压力）试验压力为工作压力的1.25倍。
螺旋板式换热器与介质接触部分的材质，碳素钢为Q235A、Q235AF，不锈钢酸钢为SUS321、SUS304。其它材质可根据用户要求选定。
允许工作温度：碳素钢的t=0～+350℃，不锈钢酸钢的t=-40～500℃，升温降压范围按压力容器的有关规定。选用本设备时，应通过洽当的工艺计算，使设备通道内的流体达到湍流状态。（一般液体流速1m/Sec气体流速10m/Sec）。
单台设备不能满足使用要求，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。
不锈耐酸钢制PN0.6、1.6MPa不可拆式（Ⅰ型）螺旋板换热器。 |
换热器是用来完成各种传热过程的设备，它是化工、石油、核能和其他许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备。
（一）换热设备分类
热传递有3种基本方式：传导、对流和辐射。
1．按作用原理或传热方式分类
（1）混合式换热器。
（2）蓄热式换热器。
（3）间壁式换热器。这种形式的换热器使用最广泛。
2．按生产中的使用目的分类。可分成冷却器、加热器、冷凝器、汽化器（或再沸器）和换热器等。
3．按换热器所用材料分类。一般分成金属材料和非金属材料换热器。
4．按换热器传热面的形状和结构分类。
（二）几种常用换热器
常用的换热器有夹套式、蛇管式、套管式、列管式、螺旋板式、板式、板翅式等。
1、夹套式换热器
这种换热器构造简。换热器的夹套安装在容器的外部，夹套与器壁之间形成密封的空间，作为载热体（加热介质）或载冷体（冷却介质）的通路。夹套一般用碳钢或铸铁制成，可焊在器壁上或者用螺钉固定在容器的法兰或器盖上。
夹套式换热器主要用于反应过程的加热或冷却。在用蒸汽进行加热时，蒸汽由上部接管进入夹套，冷凝水则由下部接管流出。作为冷却器时，冷却介质（如冷却水）由夹套下部的接管进入，而由上部的接管流出。
该种换热器的传热系数较小，传热面又受到容器的限制，因此只适用于传热量不太大的场合。为了提高其传热性能，可在容器内安装搅拌器，使容器内液体作强制对流；为了弥补传热面的不足，还可在容器内安装蛇管换热器。
2、蛇管式换热器
其传热面是由弯曲成圆柱形或平板形的蛇形管子组成。制作蛇管的材料有钢管、铜管或其他有色金属管、陶瓷管、石墨管等。蛇管式换热器可分沉浸式和喷淋式两种。
（1）沉浸式蛇管换热器。蛇管多以金属管弯制，制成适应容器要求的形状，沉浸在容器中。两种流体分别在蛇管内、外流动而进行热量交换。这种蛇管换热器的优点是结构简单，价格低廉，便于防腐，能承受高压。主要缺点是由于容器的体积较蛇管的体积大得多，故管外流体的对流换热系数较小，因而总传热系数K值也较小。如在容器内加搅拌器或减小管外空间，则可提高传热系数。
（2）喷淋式蛇管换热器。喷淋式蛇管换热器多用作冷却器。这种设备常放置在室外空气流通处，冷却水在汽化时，可带走部分热量，可提高冷却效果。它和沉浸式蛇管换热器相比，具有便于检修和清洗、传热效果较好等优点，其缺点是喷淋不易均匀。
3、套管式换热器
套管式换热器系用管件将两种尺寸不同的标准管连接成为同心圆的套管，然后用180°的回弯管将多段套管串连而成。套管式换热器的优点是：构造较简单；能耐高压；传热面积可根据需要而增减；适当地选择管子内径、外径，可使流体的流速较大，且双方的流体可作严格的逆流，有利于传热。缺点是：管间接头较多，易发生泄漏；单位换热器长度具有的传热面积较小。故在需要传热面积不太大而要求压强较高或传热效果较好时，宜采用套管式换热器。
4、列管式换热器
列管式换热器是目前生产中应用最广泛的换热设备，与前述的各种换热器相比，主要优点是单位体积所具有的传热面积大以及传热效果好。此外，结构较简单，制造的材料范围较广，操作弹性较大等。因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。
在列管换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的热膨胀程度也有差别，若两流体的温差较大（50℃以上）时，就可能由于热应力而引起设备的变形，甚至弯曲或破裂，因此必须考虑这种热膨胀的影响。根据热补偿方法的不同，列管式换热器有下面几种形式：
（1）固定管板式热换器。所谓固定管板式即两端管板和壳体连接成一体，因此它具有结构简单和造价低廉的优点。但是由于壳程不易检修和清洗，因此壳方流体应是较洁净且不易结垢的物料。当两流体的温差较大时，应考虑热补偿。例如具有补偿圈（或称膨胀节）的固定管板式换热器，即在外壳的适当部位焊上一个补偿圈，当外壳和管束热膨胀不同时，补偿圈发生弹性变形（拉伸或压缩），以适应外壳和管束的不同的热膨胀程度，这种补偿方法简单，但不宜用于两流体的温差较大（大于70℃）和壳方流体压强过高（高于600kPa）的场合。
（2）U型管换热器。管子弯成U型，管子的两端固定在同一块管板上，因此每根管子可以自由伸缩，而与其他管子和壳体均无关。这种形式换热器的结构也较简单，重量轻，适用于高温和高压场合。其主要缺点是管内清洗比较困难，因此管内流体必须洁净；且因管子需一定的弯曲半径，故管板的利用率差。
（3）浮头式换热器。浮头式换热器两端管板之一不与外壳固定连接，该端称为浮头。当管子受热（或受冷）时，管束连同浮头可自由伸缩，而与外壳的膨胀无关，浮头式换热器不但可以补偿热膨胀，而且由于固定端的管板是以法兰与壳体相连接的，因此管束可从壳体中抽出，便于清洗和检修，故浮头式换热器应用较为普遍，但结构较复杂，金属耗量较多，造价较高。
（4）填料函式列管换热器。该换热器的活动管板和壳体之间以填料函的形式加以密封。在一些温差较大、腐蚀严重且需经常更换管束的冷却器中应用较多，其结构较浮头简单，制造方便，易于检修清洗。
5、板片式换热器
板片式换热器的传热面是由冷压成形或经焊接的金属板材构成的。属于这类的换热器有螺旋板式换热器、板式换热器和板翅式换热器等。
6、非金属换热器
在化工生产中有不少具有强腐蚀性的物料，这时用普通材料制成的换热设备不能满足需要。随着化学工业的发展，出现和发展了许多耐腐蚀的新型材料（如陶瓷、玻璃、聚四氟乙烯、石墨等）的换热器。
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