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螺旋折流板换热器
产品简介
理想的螺旋折流板应具有连续的螺旋曲面。由于加工困难,目前所采用的折流板,一般由若干个1/4的扇形平面板替代曲面相间连接,形成近似的螺旋面。
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螺旋折流板换热器

一、螺旋折流板换热器简介

折流板是提高换热器工效的重要部件。传统换热器中最普遍应用的是弓形折流板,由于存在阻流与压降大、有流动滞死区、易结垢、传热的平均温差小、振动条件下易失效等缺陷,近年来逐渐被螺旋折流板所取代。理想的螺旋折流板应具有连续的螺旋曲面。由于加工困难,目前所采用的折流板,一般由若干个1/4的扇形平面板替代曲面相间连接,形成近似的螺旋面。在折流时,流体处于近似螺旋流动状态。相比于弓形折流板,在相同工况下,这样的折流板(被称为非连续型螺旋折流板)可减少压降45%左右,而总传热系数可提高20%~30%,在相同热负荷下,可大大减小换热器尺寸。

虽然非连续螺旋折流板的加工技术比较成熟,在石化行业也已得到推广应用,但仍存在诸多不足之处。例如,扇形板连接处成非光滑的锐角过渡,对轴向运动的流体存在反压,流体通过时的突然转向会造成能量损失,在螺旋角较大时能耗更严重;相邻两片扇形板空间对接时,必须附加角接板才能填补缝隙,既费工又废料,又增大了流体的阻力。相比之下,具有理想螺旋曲面的连续型螺旋折流板有着更好的传热与流动特性,但在实际应用时必须首先解决其加工难题。

二、 螺旋折流板换热器的结构

螺旋折流板换热器的结构型式来源于输送物料的搅龙,最初的螺旋折流板为连续螺旋结构,由于制造上难以实现,目前的螺旋折流板换热器,都是采用断续的近似螺旋结构,即采用若干块四分之一壳程横截面积扇形组装成螺旋状,每片折流板与穿过其上的换热管斜交,在螺旋折流板换热器内,介质自壳层进口向出口呈螺旋状推进,由此产生的离心力提高了流体的湍流程度,也避免了大角度折返带来的压力损失。目前常用的螺旋折流板带有螺旋角α和后倾角β,其结构如图1所示。

三、螺旋折流板换热器的特点

与传统弓形折流板换热器相比,螺旋折流板换热器具有如下优点。

(1)壳程流体呈螺旋状流动,流体湍流程度加剧,层流底层厚度减薄,利于提高传热系数。

据国外文献报道,与弓形板相比,螺旋折流板单位压降下的壳程膜传热系数可提高1.8~2.0倍,因此在相同热负荷下可减小换热器的尺寸。

(2)壳程介质的螺旋流动使其阻力降明显降低,与单弓板相比,相同流量条件下可减少阻力降约45%。

(3)壳程无滞流区和死区,无污垢沉积,可延长设备检修周期。

(4)更适用于粘稠介质和结垢严重的介质。

(5)有效防止了流体诱导振动的发生,适用于流量波动较大的汽液两相的工况,

螺旋折流板换热器也有一定的缺点,其螺旋板管孔和定距管的加工较困难,需要专用胎具,管束组装难度较大,造价高于弓形板换热器。

 

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