現在用的螺旋板換熱器是從三十年代初瑞典發展起來的。在纖維工業中,為了回收低級熱量這種換熱器才得到發展。經過設計上的改進,它已經被應用到各種不同的傳熱過程中。
螺旋板換熱器是由兩塊比較長的板條卷成一對同心的螺旋通道。正常的設計是使一個通道的一端封閉,而使另一通道的另一端封閉。隨著任務的要求不同,通道的封閉方法也可以不一樣。板的外端是在圓周的周邊上,相應地在周邊有接管。
螺旋板的兩側裝有頂蓋,這樣就形成一個換熱器。如果采用不同形式的頂蓋,就可以適應不同傳熱過程的要求。
螺旋板的寬度是4到72吋(約100mm到1800mm)。通道寬度是從3/16到1吋(約4.7-25mm)。兩個通道的寬度不一定相等。可以卷制的最大直徑約為56吋(1400mm)。所以一個換熱器的最大面積約為1800呎²(167米²)。最小的傳熱面積雖然沒有一定的限制,但從經濟角度來考慮,5呎²是最小的。
螺旋板換熱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,這些材料包括碳鋼,不銹鋼,鎳基耐蝕合金(HastelloyB及C),鎳及鎳合金,銅合金,鋁合金和鈦。
螺旋板換熱器可以設計成表面能防腐的,或是陽極保護,或是涂層保護。螺旋板也可以用烘干的酚基樹脂涂層,這對冷卻水的防腐特別有效。也可以在卷制螺旋板時裝上電極,這樣就可以用陽極保護法防腐。
螺旋板換熱器正常設計是對兩個通道都要求能單獨承受總的壓差。因為每圈都要能承受其規定壓力,所以每圈的板厚都要按能承受設計壓力考慮,根據壓力的不同,板條的厚度為0.078-0.3125吋(約為2-8mm)。因為螺旋的直徑時比較大的,所以設計壓力是有限制的。最大的壓力一般認為是150磅/吋²(約為10公斤/厘米²),對于直徑較小的換熱器,是可以用較大的設計壓力。設計溫度的限度是根據選用的制造材料來規定的。
螺旋板換熱器的結構性能
1、本設備由兩張卷制而成,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,也能達到理想的換熱效果。
2、在殼體上的接管采用切向結構,局部阻力小,由于螺旋通道的曲率是均勻的,液體在設備內流動沒有大的轉向,總的阻力小,因而可提高設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構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構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。
6、單臺設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定:并聯組合、串聯組合、設備和通道間距相同。混合組合:一個通道并聯,一個通道串聯。
換熱器運行前注意事項
1、在運行換熱設備前要先檢查所有接管是否已經擰緊,確定系統參數不會超過制造標簽上允許的工作壓力和溫度值。
2、在啟動泵之前,應該先把換熱器的所有閥門和放氣閥都打開,關閉換熱器的進口閥。
3、啟動泵后,慢慢打開泵的出口閥,使壓力慢慢上升,為防止單側超壓,進換熱器的兩種介質的進口閥應該同時打開,或先緩慢地注入低壓側介質,再緩慢注入高壓測介質。