螺旋板式換熱器

1、螺旋板式換熱器螺旋板式換熱器是用薄金屬板壓制成具有一定波紋形狀的換熱板片，然后疊裝，用夾 板、螺栓緊固而成的一種換熱器。工作流體在兩塊板片間形成的窄小而曲折的通道中流過。 冷熱流體依次通過流道，中間有一隔層板片將流體分開，并通過此板片進(jìn)行換熱。本設(shè)備由兩張卷制而成，形成了兩個(gè)均勻的螺旋通道，兩種傳熱介質(zhì)可進(jìn)行全逆流流 動，大大增強(qiáng)了換熱效果，即使兩種小溫差介質(zhì)，也能達(dá)到理想的換熱效果。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(jì)流速使之具備較高的傳熱能力。基本結(jié)構(gòu)：(1) 波紋形狀的換熱板片(2) 夾板(3) 夾

2、緊螺栓蓋板(5) 冷流體進(jìn)口(6) 熱流體出口 結(jié)構(gòu)圖1所示：設(shè)計(jì)方法：(1) 板型選擇1、 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。2、II型可拆式結(jié)構(gòu)原理與不可拆式換熱器基本相同，但其中一個(gè)通道可拆開清洗，特 別適用有粘性、有沉淀液體的熱交換。3 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(gè)通道可拆 開清洗，適用范圍較廣。(2) 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)(系指單通道的最大工作壓力)試驗(yàn)壓力為工作壓力的1.25倍。2. 螺旋板式換熱器與介

3、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 C。不銹鋼酸鋼的t=-40-500 C。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(shí)，應(yīng)通過恰當(dāng)?shù)墓に囉?jì)算， 使設(shè)備通道內(nèi)的流體達(dá)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(shí)只能立放；用于燒堿行業(yè)必須進(jìn)行整體熱處理，以消除應(yīng)力。4. 選用設(shè)備時(shí)，應(yīng)通過適當(dāng)?shù)墓に囉?jì)算，使設(shè)備通道內(nèi)的液體達(dá)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

4、放或立放，但用于蒸汽冷凝時(shí)只能立放。6. 用于燒堿行業(yè)必須進(jìn)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(shí)，可采用不等間距通道來優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)。計(jì)算方法：關(guān)于傳熱系數(shù)和壓降的計(jì)算，由各個(gè)廠家產(chǎn)品的性能曲線計(jì)算得到。性能曲 線（準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式）一般來自于產(chǎn)品的性能測試。對于缺少性能測試的板型，也可 通過參考尺寸法，根據(jù)板型的特性幾何尺寸獲得板型的準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式，國際上的一些通用軟件均采用這種方法。選型軟件關(guān)于板式換熱器的選型軟件，一般各自廠家根據(jù)自己的板型都有自己的選型軟件。國際上通用的軟件有 HTRI, HTFS等。通用的計(jì)算軟件公開的很少，國內(nèi)一些網(wǎng)站如換熱支持網(wǎng) 站提供了提供了板式換熱器的

5、在線計(jì)算軟件，可供參考使用。螺旋板式換熱器劑、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（n型、川型）螺旋板式換熱器現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為JB/T4751-2003螺旋板式換熱器。有關(guān)應(yīng)用：螺旋板換熱器應(yīng)用廣泛。在中國，中小型合成氨廠的變換熱交換器和合成塔下部的已先后用螺旋板換熱器取代。燒堿廠的電解液加熱器和濃堿液的冷卻器，采用螺旋板換熱器所用的設(shè)備費(fèi)僅為管殼式換熱器的1/3。此外，這種換熱器用于塔頂冷凝、淬火油冷卻、發(fā)煙硫酸冷卻和脂肪酸冷卻等都有良好的效果。這種設(shè)備用于蒸汽的冷凝和無相變的對流傳熱效果最佳，也可用于沸騰傳熱?；咎攸c(diǎn)螺旋板換熱器的特

6、點(diǎn)是：傳熱效能好。彎曲的螺旋通道和定距柱,有利于增強(qiáng)流體的湍流狀態(tài)通道內(nèi)流體阻力小，可提高設(shè)計(jì)流速，有助于提高傳熱系數(shù)。對于水-水換熱，傳熱 系數(shù)可達(dá)1.83.5千瓦每平方米每攝氏度kW/（m（C ）。有自清洗作用。單通道內(nèi)的 流體通過通道內(nèi)雜質(zhì)沉積處時(shí)，流速會相對提高，容易把雜質(zhì)沖掉。不可拆式結(jié)構(gòu)的密封性能好，適用于劇毒、易燃、易爆或貴重流體的換熱。相鄰?fù)ǖ纼?nèi)的流體呈純逆流方式流 動，可得到最大的對數(shù)平均溫差，有利于小溫差傳熱，適用于回收低溫位熱能。結(jié)構(gòu)較緊 湊單位設(shè)備體積內(nèi)的傳熱面積可達(dá)150米（/米（。由于螺旋通道本身的彈性自由膨脹，溫差應(yīng)力小。價(jià)格低廉。相同換熱面積下，螺旋折流板換熱器

7、的體積比傳統(tǒng)弓形折流板換熱 器小1/3，所需原材料費(fèi)用降低。能否選用螺旋板換熱器的關(guān)鍵是堵塞問題，盡管它有自清 洗作用，但由于設(shè)計(jì)或操作不當(dāng)也會發(fā)生堵塞，這時(shí)即使用可拆式結(jié)構(gòu)也難于用機(jī)械方法清洗。采用水、氣或蒸汽吹洗，操作方便效果更好。螺旋板換熱器最大的缺點(diǎn)是檢修困難，如 發(fā)生內(nèi)圈螺旋板破裂，便會使整臺設(shè)備報(bào)廢。相關(guān)研究：?1983年由前捷克斯洛伐克國家化工設(shè)備研究所科學(xué)家杰盧卡和杰尼姆肯斯基等人首次提出的使殼程流體作螺旋流動可以強(qiáng)化換熱器殼程的傳熱效率；?第一代螺旋折流板換熱器，在ABB公司投入工業(yè)化實(shí)用，并轉(zhuǎn)讓日本三重重工；?第二代螺旋折流板換熱器，在西安交大研發(fā)成功少量投入工業(yè)化實(shí)用；?

8、第三代螺旋折流板換熱器，在北京研發(fā)成功，首臺工業(yè)原型機(jī)在龍山化工廠投入工業(yè)化實(shí)用全封閉流道流道連續(xù)型主要優(yōu)點(diǎn)是：1. 形成真正意義的全封閉流道螺旋流道，從而形成真正意義的穩(wěn)定螺旋流型；2. 大大提高了換熱效率，且可以根據(jù)化工生產(chǎn)工藝技術(shù)的需要，非常容易地組合成殼程的 多程傳熱；3. 振動小噪音低，經(jīng)計(jì)算螺旋折流板換熱器換熱管最低固有頻率比對應(yīng)垂直弓形板換熱器 換熱管固有頻率大 9倍，這是螺旋折流板換熱器的優(yōu)勢，因此在相同換熱面積和相同工 況下的螺旋折流板換熱器的抗振效果要遠(yuǎn)優(yōu)于垂直弓形板換熱器；4. 制造過程相對容易，在90度拼裝導(dǎo)流板的制造所用胎具設(shè)計(jì)簡單安裝方便，易于制造；5. 高效全封閉

9、流道式連續(xù)型螺旋折流板換熱器從理論上講也屬于管殼式換熱器，其結(jié)構(gòu)或功能類型與普通管殼式換熱器基本相同，因此，可直接參照GB151-1999管殼式換熱器規(guī)范的范圍安排生產(chǎn)。換熱器歷史中國換熱器產(chǎn)業(yè)起步較晚。1963年撫順機(jī)械設(shè)備制造有限公司按照美國TEMA標(biāo)準(zhǔn)制造出中國第一臺管殼式換熱器，1965年蘭州石油機(jī)械研究所研制出我國第一臺板式換熱器，蘇州新蘇化工機(jī)械有限公司（原蘇州化工機(jī)械廠） 在20世紀(jì)60年代研制出我國第一臺螺旋板式換熱器。之后，蘭州石油機(jī)械研究所首次引進(jìn)德國斯密特（Schmidt ）換熱器技術(shù)，原四平換熱器總廠引進(jìn)法國維卡勃（Vicarb ）換熱器技術(shù)，國內(nèi)換熱器行業(yè)在消化吸收國

10、外技術(shù)的基礎(chǔ)上，開始獲得較快發(fā)展。 螺旋板換熱器的近期發(fā)展，將對其各種結(jié)構(gòu)形式的換熱器擴(kuò)大其應(yīng)用場合，同時(shí)，如何進(jìn)一步提高其承壓能力，增大處理量，并改進(jìn)焊接工藝，以適應(yīng)石油及化學(xué)工業(yè)的要求。螺旋板換熱器的發(fā)展概況2 1930 年瑞典“ Rosenblad ”公司首先提出了螺旋板式換熱器的結(jié)構(gòu)，并很快投入了批量生產(chǎn)，取得了專利權(quán)。此后英國的APV公司、美國的 AHRC(公司和Union Carbide 公司、聯(lián)邦德國的 ROCA公司、日本的“大 江”、“川化”公司以及荷蘭、捷克、前蘇聯(lián)等國也相繼設(shè)計(jì)制造出同類產(chǎn)品。日本的螺旋板 式換熱器制造是在二次世界大戰(zhàn)后星期的，各公司都制定了自己的系列標(biāo)準(zhǔn)。

11、前蘇聯(lián)在1966年頒布了螺旋板式換熱器的國家標(biāo)準(zhǔn)TOCT 2067-66。我國從20世紀(jì)50年代開始在化工領(lǐng)域使用螺旋板式換熱器，并進(jìn)行了仿造。到60年代中期，由于采用了卷床卷制，提高了產(chǎn)品質(zhì)量并能批量生產(chǎn)。1970原一機(jī)部通用機(jī)械研究所、蘇州化工機(jī)械廠開始進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化工作，隨后與原大連工學(xué)院協(xié)作對螺旋板式換熱器的傳熱和流體阻力進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。1973年原一機(jī)部制定標(biāo)準(zhǔn) JB 1287-73，并由原一機(jī)部通用機(jī)械研究所負(fù)責(zé)編制了 “螺旋板式換熱器圖紙選用手冊”，對螺旋板式換熱器的應(yīng)用和推廣起了很大的推動作用。隨著原南京化工學(xué)院和廣西大學(xué)在螺旋板式換熱器強(qiáng)度和剛度研究的進(jìn)展，螺旋板式換熱

12、器的設(shè)計(jì)更加系統(tǒng)化。20世紀(jì)80年代末至90年代中期，機(jī)械工業(yè)部合肥通用機(jī)械研究所先后制定了JB/TQ 724-89螺旋板式換熱器制造技術(shù)條件、JB 53012螺旋板式換熱器制造質(zhì)量分等、JB/T 4723不可拆螺旋板式換熱器型 式與基本參數(shù)、JB/T 6919螺旋板式換熱器性能試驗(yàn)方法，形成了我國螺旋板式換熱器 的整個(gè)體系框架。19911997年機(jī)械部合肥通用機(jī)械研究所，蘇州化工機(jī)械廠聯(lián)合完成了 基金課題“大型可拆螺旋板式換熱器的研制”，將我國螺旋板式換熱器的水平推上了一個(gè)新的臺階。即將頒布的綜合性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)螺旋板式換熱器標(biāo)志著我國螺旋板式換熱器的設(shè)計(jì)、 制造、檢驗(yàn)與驗(yàn)收更加規(guī)范化。1997年

13、由機(jī)械工業(yè)部組織實(shí)施了全國螺旋板式換熱器的首次質(zhì)量監(jiān)督檢查。這次螺旋 板式換熱器產(chǎn)品質(zhì)量統(tǒng)檢反映了我國螺旋板式換熱器生產(chǎn)的節(jié)本格局。江蘇省是我國螺旋板式換熱器生產(chǎn)最密集的地區(qū)。其中蘇州化工機(jī)械廠擅長生產(chǎn)可拆螺旋板式換熱器，是我國加工螺旋板設(shè)備最完善的企業(yè)；無錫雪浪鉚焊廠擅長生產(chǎn)酒精、溶劑、變壓器油冷卻、重油加熱系統(tǒng)的螺旋板式換熱器換熱器；無錫市換熱器廠擅長生產(chǎn)制藥、雙氧水領(lǐng)域的螺旋板式換熱器。而廣東佛山化工機(jī)械廠擅長生產(chǎn)燒堿領(lǐng)域螺旋板式換熱器；北京四季青換熱器廠擅長生產(chǎn)采暖供熱，油田領(lǐng)域的螺旋板式換熱器。在我國使用院旋扳式換熱器是從五十年代中期開始，當(dāng)時(shí)主要用于燒堿廠中的電解液加熱和濃堿液冷卻

14、。六十年，我國機(jī)械制造部門設(shè)計(jì)、制造了卷制螺旋扳的專用卷床，使卷制的工效提高了幾十倍，為推廣應(yīng)用螺旋板式換熱器創(chuàng)造了良好的條件。自1968年第一機(jī)械工業(yè)部在蘇州召開的螺旋板式和固定管板式換熱器系 列審交會議后，國內(nèi)已有計(jì)多家制造廠生產(chǎn)了這種換熱器，在我國得到了迅速推廣應(yīng)用 4。參考文獻(xiàn)1 劉陽，劉玉煥，李方，等，廣譜降解有機(jī)磷農(nóng)藥的真菌酶解研究2 中山大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2004, 43 (2): 76-80.3 王倩如，葉晶菁，甲胺磷農(nóng)藥廢水生化處理高效菌選育的研究 化工環(huán)保，1995,15():205-210.4 曹志方，王銀善，甲胺磷農(nóng)藥的微生物降解環(huán)境科學(xué)進(jìn)展，1996,4(6):3

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