螺旋板換熱器(spiral heat exchanger),是由兩張平行的金屬板卷制成兩個螺旋形通道,冷熱流體之間通過螺旋板壁進行換熱的換熱器。螺旋板換熱器有可拆的和不可拆的兩種型式。
不可拆式螺旋板換熱器的結構比較簡單,螺旋通道的兩端全部焊死?刹鹗铰菪鍝Q熱器.除螺旋通道兩端的密封結構以外,其他與不可拆式完全相同。為達到機械清洗的目的,可拆式螺旋通道,一端敞開,用平板蓋和墊片密封,以防止流體漏到大氣中或同一通道內(nèi)的流體短路。為了提高螺旋板的承壓能力,在板與板之間用定距柱支撐。筒體上的流體進出口有法向接管和切向接管兩種。中國普遍使用切向接管,它的流體阻力小,雜質容易被沖出。使用回轉支座比較方便,可使換熱器立放或臥放。換熱的A、B流體分別流過螺旋板的兩側,其中的一種流體沿螺旋通道由外向內(nèi),至中心出口流出;而另一種流體則沿螺旋通道由中心進口,由內(nèi)向外流出。兩種流體呈純逆流方式流動。螺旋板換熱器最大結構尺寸為:板寬1800毫米,外徑1700毫米,傳熱面積250米(,板與板之間的距離20毫米。允許最高操作壓力可達 2.5兆帕。工作溫度由選用的材料而定,材料大多用碳鋼、不銹鋼、鋁、銅和鈦。
螺旋板式換熱器的應用:
螺旋板換熱器應用廣泛。在中國,中小型合成氨廠的變換熱交換器和合成塔下部的熱交換器已先后用螺旋板換熱器取代管殼式換熱器。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備費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。
螺旋板式換熱器特點:
螺旋板換熱器的特點是:①傳熱效能好。彎曲的螺旋通道和定距柱,有利于增強流體的湍流狀態(tài)通道內(nèi)流體阻力小,可提高設計流速,有助于提高傳熱系數(shù)。對于水-水換熱,傳熱系數(shù)可達1.8~3.5千瓦每平方米每攝氏度〔kW/(m(·℃)〕。②有自清洗作用。單通道內(nèi)的流體通過通道內(nèi)雜質沉積處時,流速會相對提高,容易把雜質沖掉。③不可拆式結構的密封性能好,適用于劇毒、易燃、易爆或貴重流體的換熱。④相鄰通道內(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。⑤結構較緊湊單位設備體積內(nèi)的傳熱面積可達150米(/米(。⑥由于螺旋通道本身的彈性自由膨脹,溫差應力小。⑦價格低廉。能否選用螺旋板換熱器的關鍵是堵塞問題,盡管它有自清洗作用,但由于設計或操作不當也會發(fā)生堵塞,這時即使用可拆式結構也難于用機械方法清洗。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是檢修困難,如發(fā)生內(nèi)圈螺旋板破裂,便會使整臺設備報廢。
螺旋板式換熱器的工作原理及流程:
螺旋板換熱器由于板片波紋表面的特殊作用,使流體沿著狹窄彎曲的通道流動其速度的大小方向不斷的改變,致使流體在不大的流速下( Rc=200 時),激起了強烈端動,因而加快了流體邊界層的破壞,強化了傳熱過程,有效地提高了傳熱能力。 并使其具有結構緊湊、金屬耗量低、操作靈活性大、熱損失小、安裝、檢查拆洗方便、耐腐性強、使用壽命長等突出優(yōu)點。 換熱器的流程是由許多板片按一定工藝及需方技術工作要求組裝而成的。 組裝時 A 板和 B 板交替排列,板片間形成網(wǎng)狀通道四個角孔形成分配管和匯合管,密封墊把冷熱介質密封在換熱器里,同時又合理的將冷熱介質分開而不致混合。在通道里面冷熱流體間隔流動,可以逆流也可以順流,在流動過程中冷熱流體通過板壁進行熱交換。螺旋板換熱器的流程組合形式很多,都是采用不同的換向板片和不同組裝來實現(xiàn)的,流程組合形式可分為單流程,多流程和汽液交換流程,混合流程形式。
螺旋板式換熱器的清洗:
螺旋板換熱器長期運行會導致設備被水垢堵塞,將會使效率降低、能耗增加、壽命縮短。如果水垢不能被及時地清除,就會面臨設備維修、停機或者報廢更換的危險。長期以來傳統(tǒng)的清洗方式如機械方法(刮、刷)、高壓水、化學清洗(酸洗)等在對空壓機清洗時出現(xiàn)很多問題:不能徹底清除水垢等沉積物,并對設備造成腐蝕,殘留的酸對材質產(chǎn)生二次腐蝕或垢下腐蝕,最終導致更換設備,此外,清洗廢液有毒,需要大量資金進行廢水處理。企業(yè)可采用英泰雷特高效環(huán)保清洗劑避免上述情況,其具有高效、環(huán)保、安全、無腐蝕特點,不但清洗效果良好而且對設備沒有腐蝕,能夠保證設備的長期使用。
清洗技術的發(fā)展:
受傳統(tǒng)思維觀念及清洗技術資源匱乏和缺失等因素的影響,大多數(shù)企業(yè)及個人對結垢的影響及清除工藝還停留在機械、高壓水、化學酸洗等傳統(tǒng)的“破壞性”工藝和觀念方面;而且簡單地認為設備清洗只有在嚴重影響生產(chǎn)的情況下才會考慮,殊不知水垢的生成在不斷影響著企業(yè)的能耗,吞噬著企業(yè)的利潤。而且,單一為了降低清洗的費用,選擇了對設備有損害和腐蝕的清洗方法,造成設備的報廢和生產(chǎn)的停滯,付出了比清洗劑高幾百倍甚至上千倍的代價。比如某水泥集團,采用草酸清洗換熱器,每次清洗時間都不敢超過2個小時,因清洗的不夠徹底,所以清洗時間由以前的一年一次變?yōu)楝F(xiàn)在的一年三次,增加了兩次的停機停產(chǎn)時間,間接地給企業(yè)造成了損失。
目前各國都在全力發(fā)展環(huán)保清洗技術,以求降低能耗,扼止對環(huán)境的過度破壞。索雷技術在這種情況下從美國引進了英泰雷特清洗技術。
英泰雷特簡介:
NTELLIGENT ENVIRONMENT(英泰雷特)技術來源于美國,是一種可生物降解的高效環(huán)保清洗產(chǎn)品。英泰雷特產(chǎn)品主要用于清除用水設備中所產(chǎn)生的最頑固的水垢、氧化鈣、泥和銹沉淀物。這種強力、安全的液體是無毒、不可燃、無公害、無腐蝕和生物降解的,不僅對人、設備和環(huán)境沒有危害,而且該清洗劑進入系統(tǒng)后會自動識別不同金屬材質,在溶解、分解、滲透、剝離垢質的同時對不同金屬實施保護,如碳鋼、銅、不銹鋼、玻璃、塑料、橡膠、陶瓷、鋁及鋁合金等。因此,我們更習慣于稱之“可樂清洗劑”。
目前,INTELLIGENT ENVIRONMENT(英泰雷特)通用級SD-2系列,幾乎可以涉及到所有換熱和冷卻設備中的以碳酸鹽(Ca2+、Mg2+)、硫酸鹽、硅酸鹽、金屬氧化物、有機膠體、藻類、菌類等為主的垢質。
螺旋板式換熱器結垢索雷技術英泰雷特清洗標準及規(guī)范:
1.首先估算清洗劑原液用量;方法一、根據(jù)換熱器的換熱面積及結垢厚度×水垢比重算出垢的重量后×4就是清洗劑的用量;方法二、換熱器的外形體積+清洗管線容積后再÷4就是清洗劑的初始用量;
2.根據(jù)換熱器的管路容積,準備好盛清洗劑的容器,能滿足循環(huán)需要即可,容器內(nèi)表面要求干凈無氧化層或者使用非金屬材質的容器;
3.根據(jù)換熱器內(nèi)部循環(huán)壓力要求,準備好可供循環(huán)的工業(yè)離心泵(壓力不小于3公斤),準備好泵與換熱器及容器的連接管路,必要時要制作法蘭連接;
4.清洗管路連接時首先將換熱器的出口連接到清洗入口,換熱器進口為出口,清洗1-2小時后進、出口調換反清洗1-2小時;
5.循環(huán)清洗過程中由于清洗劑與垢質發(fā)生化學反應,在溶液槽內(nèi)可發(fā)現(xiàn)有明顯溶解的垢質雜質及泡沫;清洗1-2小時后,用PH試紙每30分鐘檢測一次,如果PH值穩(wěn)定在3不變時,根據(jù)經(jīng)驗換熱器中的碳酸鹽水垢應溶解完畢;如果PH值上升則再行添加少量清洗劑原液(具體添加量現(xiàn)場而定);
6.在確定換熱器中垢質清洗干凈后,在容器內(nèi)換入清水進行循環(huán)清洗置換,把殘留在設備內(nèi)的已經(jīng)剝離的垢質和其它雜質沖洗干凈,清洗過程也需要調換進、出口管路進行反復沖洗;
7.清洗劑也可對設備進行浸泡清洗;
8.在容器內(nèi)放入待清洗設備部件,倒入清洗劑原液或稀釋液浸泡,根據(jù)垢層厚度、質量等參數(shù)確定具體浸泡時間,最后用清水沖洗即可;
9.清洗完畢進行打壓測試,確認無泄漏后再行開機運行;
注意:
1. 英泰雷特清洗劑可以回收后重復使用,排放會造成浪費;
2. 清洗前必須做好安全防護,如戴好護目鏡、口罩、橡膠手套等;
3. 清洗過程中如清洗劑濺入眼中,應迅速用大量清水進行沖洗;
4.清洗過程中如誤食,應迅速飲用牛奶;
5.清洗過程中可以將不銹鋼標準試片掛入清洗容器中,以便做腐蝕率檢測;
6.清洗后的廢液可以回收或中和后排入污水系統(tǒng)進行處理。
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