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     塔器設(shè)備
    

        
    

       
           

         

        
    

      	
    

            
    螺旋板式換熱器
    

            
    2018-04-08
    

        
    

        
    

   
    
   
   
    
    
    
    簡介

    

    
    螺旋板式換熱器是一種新型換熱器
    ，傳熱效率好，運行穩(wěn)定性高
    ，可多臺共同工作
    。螺旋板式換熱器是一種高效換熱器設(shè)備,適用汽－汽、汽－液
    、液－液，對液傳熱
    。

    

    
    它適用于化學(xué)
    、石油
    、溶劑、醫(yī)藥
    、食品
    、輕工、紡織
    、冶金、軋鋼
    、焦化等行業(yè)
    。按 結(jié)構(gòu)形式可分為 不可拆式（Ⅰ型）螺旋板式及可拆式（Ⅱ型、Ⅲ型）螺旋 板式換熱器?div   id="jfovm50"   class="index-wrap">，F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為JB/T4751-2003《螺旋板式換熱器》
    。

    

    
    結(jié)構(gòu)性能

    

    
    1
      、本設(shè)備由兩張卷制而成
    ，形成了兩個均勻的螺旋通道，兩種傳熱介質(zhì)可進行全逆流流動
    ，大大增強了換熱效果
    ，即使兩種小溫差介質(zhì)，也能達到理想的換熱效果
    。

    

    
    2
    、在殼體上的接管采用切向結(jié)構(gòu)
    ，局部阻力小
    ，由于螺旋通道的曲率是均勻的，液體在設(shè)備內(nèi)流動沒有大的轉(zhuǎn)向
    ，總的阻力小
    ，因而可提高設(shè)計流速使之具備較高的傳熱能力。

    

    
    3
    、I型不可拆式螺旋板式換熱器螺旋通道的端面采用焊接密封，因而具有較高的密封性
    。

    

    
    4
    、II型可拆式螺旋板換熱器結(jié)構(gòu)原理與不可拆式換熱器基本相同，但其中一個通道可拆開清洗
    ，特別適用有粘性
    、有沉淀液體的熱交換。

    

    
    5、III型可拆式螺旋板換熱器結(jié)構(gòu)原理與不可拆式換熱器基本相同
    ，但其兩個通道可拆開清洗，適用范圍較廣
    。

    

    
    
    

    

    
    基本參數(shù)

    

    
    1.螺旋板式換熱器的公稱壓力PN規(guī)定為0.6
    ，1，1.6
    、2.5Mpa（即原6、10
    、16、25kg/cm）（系指單通道的至大工作壓力）試驗壓力為工作壓力的1.25倍
      。

    

    
    2.螺旋板式換熱器與介質(zhì)接觸部分的材質(zhì)
      ，碳素鋼為Q235A、Q235B
      、不銹鋼酸港為SUS321
      、SUS304、3161
      。其它材質(zhì)可根據(jù)用戶要求選定。

    

    
    3.允許工作溫度：碳素鋼的t=0-+350℃
      。不銹鋼酸鋼的t=-40-500℃
      。升溫降壓范圍按壓力容器的有關(guān)規(guī)定，選用本設(shè)備時
      ，應(yīng)通過恰當(dāng)?shù)墓に囉嬎?div   id="m50uktp"   class="box-center">  ，使設(shè)備通道內(nèi)的流體達到湍流狀態(tài)。（一般液體流速1m/Sec氣體流速10m/Sec）.設(shè)備可臥放或立放
      ，但用于蒸氣冷凝時只能立放；用于燒堿行業(yè)必須進行整體熱處理
      ，以消除應(yīng)力
      。

    

    
    4.選用設(shè)備時，應(yīng)通過適當(dāng)?shù)墓に囉嬎?div   id="m50uktp"   class="box-center">  ，使設(shè)備通道內(nèi)的液體達到湍流狀態(tài)（一般液體速度≥0.5m/s
    ；氣體≥10m/s）。

    

    
    5.設(shè)備可臥放或立放
    ，但用于蒸汽冷凝時只能立放
    。

    

    
    6. 用于燒堿行業(yè)必須進行整體熱處理
    ，以消除應(yīng)力
    。

    

    
    7.當(dāng)通道兩側(cè)流量值差較大時
    ，可采用不等間距通道來優(yōu)化工藝設(shè)計。

    

    
    防堵塞原理

    

    
    螺旋板式換熱器與一般列管式換熱器相比是不容易堵塞的
    ，尤其是泥沙
    、小貝殼等懸浮顆粒雜質(zhì)不易在螺旋通道內(nèi)沉積
    ，主要體現(xiàn)在：

    

    
    1.因為它是單通道雜質(zhì)在通道內(nèi)的沉積一形成周轉(zhuǎn)的流還就會提高至把它沖掉
    ；

    

    
    2.因為螺旋通道內(nèi)沒有死角，雜質(zhì)容易被沖出
    。

    

    
    特點

    

    
    1
    、傳熱效率高（性能好）

    

    
    一般認為螺旋板式換熱器的傳熱效率為列管式換熱器的1-3倍。等截面單通道不存在流動死區(qū)
    ，定距柱及螺旋通道對流動的擾動降低了流體的臨界雷諾數(shù)
    ，水水換熱時螺旋板式換熱器的傳熱系數(shù)至大可達3000W/（㎡.K）
    。

    

    
    2
    、有效回收低溫?zé)崮?

    

    
    螺旋板式換熱器由兩張卷制而成，進行余熱回收
    ，充分利用低溫?zé)崮堋?

    

    
    3
    、運行可靠性強

    

    
    不可拆式螺旋板式換熱器螺旋通道的端面采用焊接密封，因而具有較高的密封性
    ，保證兩種工作介質(zhì)不混合
      。

    

    
    4
      、阻力小

    

    
    在殼體上的接管采用切向結(jié)構(gòu)
      。比較低的壓力損失，處理大容量蒸汽或氣體
      ；有自清刷能力
      ，因其介質(zhì)呈螺旋型流動，污垢不易沉積
      ；清洗容易
      ，可用蒸汽或堿液沖洗
      ，簡單易行
      ，適合安裝清洗裝置；介質(zhì)走單通道
      ，允許流速比其他換熱器高
      。

    

    
    5、可多臺組合使用

    

    
    單臺設(shè)備不能滿足使用要求時，可以多臺組合使用
      ，但組合時必須符合下列規(guī)定：并聯(lián)組合
      、串聯(lián)組合
    、設(shè)備和通道間距相同
    。混合組合：一個通道并聯(lián)
    ，一個通道串聯(lián)
    。 [1] 

    

    
    使用說明

    

    
    1、 設(shè)備安裝
    ，應(yīng)請熟悉該系統(tǒng)工藝的工程技術(shù)人員指導(dǎo)
    ，按照本說明書和產(chǎn)品質(zhì)量證明書及其系統(tǒng)工藝特點
    ，確定安裝工藝方案
    。在安裝中
    ，應(yīng)考慮盡量利用管道的走向吸收熱膨脹
    ，并且安裝要水平、對正
    ，不能產(chǎn)生附加應(yīng)力
    ，以免對設(shè)備造成不利影響。管道聯(lián)接應(yīng)使兩流程完全逆流狀態(tài)
    ，以提高傳熱效果。

    

    
    2
    、 安裝之前應(yīng)清洗管道系統(tǒng)
    ，不得有泥砂、雜物等存留其中
    ；檢查換熱器在運輸中是否損壞
    ，是否有大雜物落入管口中。

    

    
    3
    、設(shè)備安裝完畢
    ，設(shè)備與系統(tǒng)應(yīng)進行水壓試驗
    。

    

    
    4
    、水壓試驗完畢，應(yīng)對設(shè)備進行保溫
    。

    

    
    5
    、循環(huán)必須軟化或加藥處理。（按低壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB1576-96），由于水處理不當(dāng)造成結(jié)垢
    ，可用化學(xué)清洗除垢
    。 [2] 

    

    
    故障處理

    

    
    在生產(chǎn)過程中
    ，由于螺旋管板式換熱器的管板受水分沖刷
    、氣蝕和微量化學(xué)介質(zhì)的腐蝕，管板焊縫處經(jīng)常出現(xiàn)滲漏
    ，導(dǎo)致水和化工材料出現(xiàn)混合
    ，生產(chǎn)工藝溫度難以控制，致使生成其它產(chǎn)品
    ，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量
    ，降低產(chǎn)品等級。冷凝器管板焊縫滲漏后
    ，企業(yè)通常利用傳統(tǒng)補焊的方法進行修復(fù)，管板內(nèi)部易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力
    ，且難以消除
    ，致使其它換熱器出現(xiàn)滲漏，企業(yè)通過打壓
    ，檢驗設(shè)備修復(fù)情況
    ，反復(fù)補焊、實驗
    ，2～4人需要幾天時間才能修復(fù)完成
    ，使用幾個月后管板焊縫再次出現(xiàn)腐蝕
    ，給企業(yè)帶來人力
    、物力、財力的浪費
    ，生產(chǎn)成本的增加
    。通過福世藍高分子復(fù)合材料的耐腐蝕性和抗沖刷性，通過提前對新?lián)Q熱器的保護
    ，這樣不僅有效治理了新?lián)Q熱器存在的焊縫和砂眼問題
    ，更避免了使用后化學(xué)物質(zhì)腐蝕換熱器金屬表面和焊接點，在以后的定期維修時
    ，也可以涂抹福世藍高分子復(fù)合材料來保護裸露的金屬；即使使用后出現(xiàn)了滲漏現(xiàn)象
    ，也可以通過福世藍技術(shù)及時修復(fù)
    ，避免了長時間的堆焊維修影響生產(chǎn)
    。正是由于此種精細化的管理，才使得換熱器滲漏問題出現(xiàn)的概率大大降低
    ，不僅降低了換熱器的設(shè)備采購成本
    ，更保證了產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)時間
    ，提高了產(chǎn)品競爭力。

    

    
    泄漏處理

    

    
    螺旋板式換熱器是由兩個封閉且獨立的螺旋通道構(gòu)成,通道內(nèi)出現(xiàn)了串漏則對于串漏點的確定比較困難
    。為了準(zhǔn)確的查出漏點,采用了鉆孔的方法
    。鉆孔時,鉆孔位置應(yīng)定在換熱器一端的同一個螺旋通道上,且為十字交叉形排列,在鉆孔時還應(yīng)盡量保證不讓鐵屑掉進換熱器內(nèi),以使其通道暢通。

    

    
    灌水打壓查漏

    

    
    從未鉆孔的一個通道上,用壓力水泵向換熱器內(nèi)灌水,并形成一定的壓力,這時換熱器串漏的位置就會竄出水來,流到另一通道(鉆過孔的通道),并從離漏點至近的那層鉆孔往下滴水,(這時換熱器鉆過孔的一端應(yīng)是朝下放置),通過滴出水的位置,就能確定在第幾層有內(nèi)泄漏,這時再將換熱器相同層未鉆孔的一側(cè)封頭割開一段作為觀察孔,從觀察孔處就能準(zhǔn)確確定具體串漏點
    。

    

    
    內(nèi)漏處的修理

    

    
    1
    、挖孔：在確定了內(nèi)漏點的位置后,從換熱器至外層對應(yīng)著漏點的地方,開始割孔,順序是由外向里,一直割到有內(nèi)漏點的那一層為止。割出的孔應(yīng)為橢圓形,且尺寸的大小是外層大,向里逐漸小,一般每層板上孔的大小相差40mm,如漏點位置較深,在外層割出的孔應(yīng)較大
    。

    

    
    2、清渣：在割完孔后,應(yīng)對留在每層板上的氧化渣認真進行清理,這是在對焊回補板時,回補板與每層螺旋板能否貼緊焊牢的關(guān)鍵,可用鏨子和修整模具用的小手砂輪清理氧化渣,注意應(yīng)盡量將清理的渣子清出,不讓其掉進換熱器內(nèi)
    。

    

    
    3
    、配回補板：為保證修理的質(zhì)量,從換熱器上每層割下來的板料,不再使用,重新配回補板,另配的回補板要用與換熱器螺旋板相同的材料和板厚,其周邊應(yīng)比換熱器上每層割出的孔分別大15mm?20mm,且也為橢圓形,并做成和換熱器每層螺旋板弧度相一致的弧形。

    

    
    4
    、焊內(nèi)漏點和回補板：

    

    
    1)焊內(nèi)漏點時要仔細檢查漏點是裂縫還是砂眼,有必要時可用手砂輪對漏處進行清理,磨出溝槽,以保證焊接質(zhì)量
    。

    

    
    2)焊補時采用J422焊條,焊條直徑是3.2mm,電流控制在100-120A之間[1],先焊漏點再焊每層回補板,順序從里向外逐層焊接
    。

    

    
    3)橢圓形回補板是緊貼在換熱器的內(nèi)弧面來進行焊接的,其目的是“方便操作,保證焊接質(zhì)量”
    。

    

    
    4)為使橢圓形回補板順利裝進換熱器內(nèi),可在回補板上焊上一截圓鋼,點焊好橢圓形回補板后,再將其去掉
    。

    

    
    5)每層回補板之間還焊有短圓鋼撐,(主要是為了增加橢圓形回補板相互的剛度)
    。每層回補板上焊短圓鋼撐的數(shù)量由回補板的大小而定,一般在靠外稍大的幾層回補板上焊23個,靠內(nèi)層的回補板上焊1~2個。

    

    
    6)至外層鋼板因有δ12mm厚,所以可將原割下的鋼板直接裝在原位置對齊焊接即可
    。

    

    
    7)在焊接中應(yīng)做到,焊完每層橢圓形回補板后,應(yīng)仔細檢查焊接位置,如有砂眼要進行補焊,確保其每層的焊接質(zhì)量
    。

    

    
    試壓并封堵鉆孔

    

    
    在內(nèi)漏點和回補板焊接完后,用壓力水泵向末鉆過孔的通道灌水,并形成0.5?1.0MPa的壓力,并保持一定時間,應(yīng)不出現(xiàn)泄壓現(xiàn)象。封堵鉆過的孔:用于鉆孔直徑相同的短圓鋼段,封堵
    、焊接鉆過的孔的位置和觀察孔,而后對該通道進行水壓試壓,壓力為0.51.0MPa,應(yīng)不出現(xiàn)泄漏
    。試壓過程須注意事項:1)在對換熱器割孔前,應(yīng)用蒸汽將殘留在換熱器內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)吹凈,以免氣割時產(chǎn)生燃燒,發(fā)生安全事故
    。2)在對換熱器修理前,應(yīng)對其是否腐蝕嚴(yán)重進行確認,決定其還有無修理的必要
    。 [3] 

    

    
    防腐蝕技術(shù)

    

    
    1.電化學(xué)保護法

    

    
    電化學(xué)保護法分為陰極保護和陽極保護。陰極保護是利用外加直流電源
    ，使金屬表面上的陽極變?yōu)殛帢O而受到保護
    。這種方法消耗電量大
    ，費用高，采用極少
    。陽極保護法是把被保護的設(shè)備接以外加電源的陽極
    ，使金屬表面生成鈍化膜，從而達到保護
    。碳鋼螺旋板式換熱器的造價低，但耐腐蝕性差
    。通過采用犧牲陽極保護技術(shù)可以提高螺旋板式換熱器的使用壽命
    ，但這一技術(shù)的保護作用限于管子入口處的有限長度內(nèi), 管內(nèi)深處難以實現(xiàn)陰極保護，所以犧牲陽極保護法在螺旋板式換熱器上的應(yīng)用受到了很大限制
    。

    

    
    2.耐腐蝕材料

    

    
    采用耐蝕材料(如雙目不銹鋼
    、哈氏合金、鈦
    、鈦合金
    、銅等)，這些材料耐腐蝕性強
    ，可以提高螺旋板式換熱器的使用壽命
    ，但這些高耐腐蝕性的材料價格昂貴，制造成本高
    ，一次性投入的成本大，企業(yè)一般難以接受
    ，推廣困難
    。

    

    
    3.防腐蝕涂層法

    

    
    在金屬表面，通過一定的涂覆方法
    ，覆蓋一層耐腐蝕的涂料保護層
    ，以避免金屬表面與腐蝕介質(zhì)的直接接觸。這種技術(shù)方法至為經(jīng)濟有效
      ，至初用于防止氣體介質(zhì)腐蝕
      ，所用涂料大部分為有機高分子混合物溶液。人們逐漸向防油及防溶劑涂料
      、高溫涂料
      、重防腐涂料及特殊環(huán)境用涂料方向發(fā)展
      。

    

    
    4.添加緩蝕劑法

    

    
    在腐蝕性介質(zhì)中
      ，加入少量的某些物質(zhì)，而這些物質(zhì)能使金屬的腐蝕大大降低
    ，甚至停止
    ，這類物質(zhì)稱為緩蝕劑
    。緩蝕劑的加入應(yīng)以不影響生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量為原則。

    

    
    金屬侵蝕的現(xiàn)象與機理較復(fù)雜,涉及的范圍又十分廣泛
    。按反應(yīng)機理,金屬侵蝕可分化學(xué)侵蝕和電化學(xué)侵蝕
    。而金屬表面與電解質(zhì)溶液因發(fā)生電化學(xué)作用而產(chǎn)生的電化學(xué)侵蝕是至普遍、至常見的侵蝕
    。電化學(xué)侵蝕通常又以應(yīng)力侵蝕破裂
    、點蝕(小孔侵蝕)
    、縫隙侵蝕等局部侵蝕的形式泛起
    。

    

    
    侵蝕與防護的主要目的是為了增產(chǎn)節(jié)約。

    

    
    優(yōu)
    、缺點

    

    
    優(yōu)點：螺旋板式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊
    ，單位體積提供的傳熱面很大，如直徑￠1500mm高1200mm的螺旋板換熱器的傳熱面可達130m2
    。流體在螺旋板內(nèi)允許流速較高
    ，并且流體沿螺旋方向流動，滯流層薄
    ，故傳熱系數(shù)大
    ，傳熱效率高。此外還因流速大
    ，臟物不易滯留
    。

    

    
    缺點：螺旋板式換熱器要求焊接質(zhì)量高
    ，檢修比較困難
    。重量大，剛性差
      ，螺旋板式換熱器運輸和安裝時應(yīng)特別注意
      。

    

    
    生產(chǎn)實踐證明
      ，螺旋板式換熱器與一般列管式換熱器相比是不容易堵塞的
      ，尤其是泥沙、小貝殼等懸浮顆粒雜質(zhì)不易在螺旋通道內(nèi)沉積
      ，分析其原因
      ；一是因為它是單通道雜質(zhì)在通道內(nèi)的沉積一形成周轉(zhuǎn)的流還就會提高至把它沖掉，二是因為螺旋通道內(nèi)沒有死角
      ，雜質(zhì)容易被沖出
      。