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管殼式連續(xù)螺旋折流板換熱器
2014-09-23 10:21
所稱謂的連續(xù)螺旋折流板換熱器，就是將管殼式換熱器殼程中用以控制流體運(yùn)動(dòng)方向和流速的弓形折流板取消，取而代之的是連續(xù)螺旋折流板，實(shí)際上應(yīng)稱做螺旋導(dǎo)流板。殼體中的連續(xù)螺旋導(dǎo)流板使得流體沿著一個(gè)連續(xù)的，流道截面積不變化、封閉的螺旋通道運(yùn)動(dòng)，也就是流體在殼程的全程運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)軌跡是穩(wěn)定的螺旋線。這徹底改變了弓形折流板換熱器中殼程流體的之字形的折返流動(dòng)狀態(tài)。這是對管殼式換熱器殼程流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一次革命。而現(xiàn)在較先進(jìn)，且得到廣泛運(yùn)用的四分之一螺旋折流板換熱器，它是由轉(zhuǎn)變一定角度的四塊扇形折流板組成一個(gè)螺距，即在一個(gè)象限放一塊扇形折流板，扇形折流板之間的距離是四分之一螺距。這種螺旋折流板換熱器所形成的是一個(gè)近似的螺旋通道。
圖一是連續(xù)螺旋導(dǎo)流板管束的半成品的局部照片，圖二是四分之一螺旋折流板管束半成品的局部照片。對兩張照片進(jìn)行比對，可以清楚的看到兩種螺旋導(dǎo)流板換熱器管束在結(jié)構(gòu)上的不同。連續(xù)螺旋導(dǎo)流板換熱器沒有短路問題，傳熱效率更高，操作彈性大。
傳統(tǒng)的弓形折流板換熱器殼程流體的運(yùn)動(dòng)軌跡是Z字型，流體的運(yùn)動(dòng)方向和速度都在做周期性變化，且存在流體運(yùn)動(dòng)盲區(qū)。連續(xù)螺旋導(dǎo)流板換熱器殼程流體的運(yùn)動(dòng)軌跡是螺旋線，運(yùn)動(dòng)速度不變化，且流速高，壓降小，無運(yùn)動(dòng)盲區(qū)。試驗(yàn)證明當(dāng)連續(xù)螺旋板換熱器殼程流體速度是弓形折流板流體速度的二倍時(shí)，其壓力損失遠(yuǎn)小于弓形折流板的壓力損失。因而可以將連續(xù)螺旋板換熱器殼體流速設(shè)計(jì)的很大，當(dāng)流體流速大且壓力損失小又無流動(dòng)盲區(qū)時(shí)，連續(xù)螺旋導(dǎo)流板換熱器具備以下優(yōu)點(diǎn)：
其一，傳熱效率大大提高，節(jié)能效果明顯。單位壓降下傳熱系數(shù)大是連續(xù)螺旋導(dǎo)流板換熱器的明顯特征。以殼程單位壓降下傳熱系數(shù)大小(h/Δp)作為衡量換熱器綜合性能的評判標(biāo)準(zhǔn)，連續(xù)螺旋導(dǎo)流板換熱器大大優(yōu)于弓形折流板換熱器。圖三是根據(jù)我們的試驗(yàn)做出的壓降與給熱系系關(guān)系曲線示意圖。當(dāng)流速越高，連續(xù)螺旋導(dǎo)流板換熱器的換熱效率高，壓力損失小的特點(diǎn)就會(huì)越明顯。
其二，不沉淀、無堵塞。流速高且無運(yùn)動(dòng)盲區(qū)，就不會(huì)有沉積物產(chǎn)生。
其三，防結(jié)垢，防止結(jié)垢最有效的辦法就使高流速，而流速高壓降小是連續(xù)螺旋導(dǎo)流板換熱器的最大特點(diǎn)，流速高就能有效的減緩換熱管管壁上結(jié)垢的形成，甚至可以避免結(jié)垢產(chǎn)生。當(dāng)結(jié)垢少或沒有結(jié)垢時(shí)，換熱效率就得以提高，并使清洗周期得以延長，保證裝置長周期運(yùn)行，降低檢維修成本。圖四 是連云港堿廠弓形折流板換熱器管外結(jié)垢照片，圖五是連云港堿廠連續(xù)螺導(dǎo)流板換熱器管外結(jié)垢照片，從兩張照片可以明顯看出其結(jié)垢厚度的不同;
其四，防振動(dòng)，由于在一臺(tái)換熱器管束中導(dǎo)流板是連續(xù)的一個(gè)整體，換熱管無支持跨距小，流體運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定無脈沖，因而能有效地防止換熱管的振動(dòng)，連續(xù)螺旋導(dǎo)流板換熱器也非常適合易產(chǎn)生震動(dòng)的場合。
其五，連續(xù)螺旋板導(dǎo)流板換熱器比四分之一螺旋折流板操作彈性大。當(dāng)流速低的時(shí)候，四分之一螺旋折流板換熱器中心漏流短路問題特別突出，此時(shí)換熱效率大大降低。而連續(xù)螺旋螺旋導(dǎo)流板換熱器不存。
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