现在用的螺旋板换热器是从三十年代初瑞典发展起来的。在纤维工业中,为了回收低级热量这种换热器才得到发展。经过设计上的改进,它已经被应用到各种不同的传热过程中。
螺旋板换热器是由两块比较长的板条卷成一对同心的螺旋通道。正常的设计是使一个通道的一端封闭,而使另一通道的另一端封闭。随着任务的要求不同,通道的封闭方法也可以不一样。板的外端是在圆周的周边上,相应地在周边有接管。
螺旋板的两侧装有顶盖,这样就形成一个换热器。如果采用不同形式的顶盖,就可以适应不同传热过程的要求。
螺旋板的宽度是4到72吋(约100mm到1800mm)。通道宽度是从3/16到1吋(约4.7-25mm)。两个通道的宽度不一定相等。可以卷制的最大直径约为56吋(1400mm)。所以一个换热器的最大面积约为1800呎²(167米²)。最小的传热面积虽然没有一定的限制,但从经济角度来考虑,5呎²是最小的。
螺旋板换热器基本上可以用任何材料制造,只要材料是可以冷加工和焊接的就行,这些材料包括碳钢,不锈钢,镍基耐蚀合金(HastelloyB及C),镍及镍合金,铜合金,铝合金和钛。
螺旋板换热器可以设计成表面能防腐的,或是阳极保护,或是涂层保护。螺旋板也可以用烘干的酚基树脂涂层,这对冷却水的防腐特别有效。也可以在卷制螺旋板时装上电极,这样就可以用阳极保护法防腐。
螺旋板换热器正常设计是对两个通道都要求能单独承受总的压差。因为每圈都要能承受其规定压力,所以每圈的板厚都要按能承受设计压力考虑,根据压力的不同,板条的厚度为0.078-0.3125吋(约为2-8mm)。因为螺旋的直径时比较大的,所以设计压力是有限制的。最大的压力一般认为是150磅/吋²(约为10公斤/厘米²),对于直径较小的换热器,是可以用较大的设计压力。设计温度的限度是根据选用的制造材料来规定的。
螺旋板换热器的结构性能
1、本设备由两张卷制而成,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。
2、在壳体上的接管采用切向结构,局部阻力小,由于螺旋通道的曲率是均匀的,液体在设备内流动没有大的转向,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。
3、I型不可拆式螺旋板式换热器螺旋通道的端面采用焊接密封,因而具有较高的密封性。
4、II型可拆式螺旋板换热器结构原理与不可拆式换热器基本相同,但其中一个通道可拆开清洗,特别适用有粘性、有沉淀液体的热交换。
5、III型可拆式螺旋板换热器结构原理与不可拆式换热器基本相同,但其两个通道可拆开清洗,适用范围较广。
6、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。
换热器运行前注意事项
1、在运行换热设备前要先检查所有接管是否已经拧紧,确定系统参数不会超过制造标签上允许的工作压力和温度值。
2、在启动泵之前,应该先把换热器的所有阀门和放气阀都打开,关闭换热器的进口阀。
3、启动泵后,慢慢打开泵的出口阀,使压力慢慢上升,为防止单侧超压,进换热器的两种介质的进口阀应该同时打开,或先缓慢地注入低压侧介质,再缓慢注入高压测介质。