相同换热面积下,螺旋折流板换热器的体积比传统弓形折流板换热器小1/3,所需原材料费用降低。能否选用螺旋板换热器的关键是堵塞问题,尽管它有自清洗作用,但由于设计或操作不当也会发生堵塞,这时即使用可拆式结构也难于用机械方法清洗。采用水、气或蒸汽吹洗,操作方便效果更好。螺旋板换热器大的缺点是检修困难,如发生内圈螺旋板破裂,便会使整台设备报废。
螺旋板式换热器的外壳是承受内压或外压的连接结构,为提高外壳的承压能力,螺旋板式换热器外壳用两个半圆筒体组合焊接而成。这种组合焊接的关键零件是连接板。连接板与螺旋板及外壳连接是将连接板安放在螺旋体上,两边进行焊接,再将两个半圆形的外壳与连接板焊接,焊接结构采用有衬板的对接焊缝,以使得对接焊缝焊接质量。
螺旋板换热器制造质量的控制
①螺旋板的弯曲度,每米小于3mm;
②定距柱焊接月前采用手工焊和接触焊两种方法,对手工焊定距柱点焊质量应进行检查,若发现烧穿及漏焊时,除补焊外,还应对点焊质量进行检查。控制好点焊的长度可螺旋体卷制时定距柱不脱落,要注意起弧和收弧时不要造成板面咬肉现象发生。
③由于翻边螺旋板在卷制过程中,卷制半径越小,翻边同弹量就越大,因此,卷制成形后螺旋通道端边(翻边)应进行校正、整形。
④可拆式螺旋板换热器应在螺旋体与窄边法兰装配焊接后再进行端面密封面的车加工,要求窄边法兰下端面与密封面保持水平,否则一旦上卡压紧时,下卡便会产生附加弯矩。
⑤在压力试验中,对于可拆式螺旋板换热器采用井字架工装,以防止产品轴向变形;试验时,一侧通道内通入压缩空气,另一侧通道内放人水或把设备放入水中,检查产品的焊接质量,就能两介质之间不会产生内漏。对于有的产品不能进行水压试验时,需进行气压试验,试验时,一侧通入压缩空气,另一侧通道内进行封闭,通一根皮管插入水中,检查产品是否存在内漏隐患口。
主要缺点:
(1)操作压力和温度不能太高。特别是能承受的压力较低,一般在2MPa(表压)以下,操作温度在400℃以下。
(2)不易检修。因为整个换热器已卷制焊接为一整体,一旦发生中间泄漏或其它故障,就很难检修。当然,螺旋板厚度一般大于列管式换热器传热管的厚度,因此,螺旋板泄漏的可能性很小。
(3)流体阻力较大。因流道长,其间又受定距柱和螺旋流动的影响,流体阻力比较大,在同样物料和流速条件下,比直管要大2~3倍。
(4)在污垢沉积严重的场合不能使用。
螺旋板热交换器在食品工业中广为应用于热敏感性食品的加热和冷却过程中,例如果汁、奶制品、啤酒等。它可以通过螺旋板间的传热来加热或冷却食品,同时也可以在杀菌和灭菌过程中起到重要作用。它具有结构紧凑、传热、清洗方便等优点。
螺旋板式热交换器工作状态:使用循环水对贫油进行降温,贫油的温度在150℃以上,循环水的温度在30℃以下,贫油经过换热器后温度要求降至80℃以下。由于水质问题,水中含有大量的钙镁离子、碳酸盐离子,在高温状态下短时间将形成碳酸钙及碳酸镁等水垢。水垢厚度的不断增加,影响螺旋板式热交换器的换热效果,严重时循环水管道内径缩小或者造成设备堵塞,导致循环水量减小,设备失效,影响它的质量和后续工艺。对于螺旋板式热交换器的清洗,传统工艺往往采用盐酸或者硫酸等无机酸清洗,使用无机酸清洗不仅除垢效果差,且腐蚀率高,对它的腐蚀严重,造成其渗漏的风险。对于值的设备,传统工艺的清洗造成设备报废的风险大。