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螺旋板式换热器和板式换热器的区别

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螺旋板式换热器是一种新型换热器,是由两张平行的薄钢板焊接在一块分隔板(中心隔板)上,并卷制成一对互相隔开的螺旋形流道。两板之间焊有定距柱以维持流道的问距,同时也增强螺旋板的刚度。螺旋板的两端焊有盖板,两端面及螺旋板上设有冷、热流体进、出口接管。冷、热流体分别在两个螺旋形流道中流动,通过螺旋板进行热量交换。

螺旋板式换热器的直径一般在1.6m以内,板宽为200~1200mm,极厚为2~4mm,两板间距为5~25mm。常用材料为碳钢或不锈钢。螺旋板式换热器的主要优点是结构紧凑,单位体积所提供的传热面积大(约为列管式换热器的三倍);流体允许有较高的流速(液体可达2m/s,气体可达20m /s),湍流程度大,传热系数较大(约为列管换热器的1~2倍);可实现纯逆流操作;不易结垢,不易堵塞。其主要缺点是操作压力和温度不宜太高,流体流动阻力较大,不易检修,且对焊接质量要求很高。故一般操作压力低于2Okgf/cm2,温度在300~400℃以下。

板式换热器是由一组矩形金属薄板平行排列、相邻板之间衬以垫片并用框架夹紧组装而成。板片四角开有圆孔,形成流体通道,冷、热流体分别在同一板片两侧流过,通过板片进行换热。为其组装流。板片厚度为0.5~3mm,通常压制成各种波纹形状。

板式换热器的主特点:结构紧凑,单位体积设备提供的传热面积大,约为250~1000m2/m3,而列管式换热器只有40~150m2/m3;传热系数高,对低粘度液体传热,传热系数可达1500~4700W/(m2.℃),最高可达7000W/(m2.℃),操作灵活,适应性大,可以根据需要增减板数以调整传热面积,加工制造容易、检修清洗方便、热损失少。其主要缺点是:因受到板片刚度、垫片种类及沟槽结构的限制,允许的操作压力较低;因受垫片材质的限制,操作温度不能太高,对合成橡胶垫片,操作温度不超过130℃,对压缩石棉垫片也应低于250℃;因板间距小,流道截面小,流速不能过大,所以处理量较小,不易密封,易泄漏,易于堵塞。

螺旋板换热器的性能类似于板式换热器。但也有其独特之处,其主要优点为:  1、传热效率高。螺旋板换热器内介质螺旋型流动的离心力能增强湍流。据实验,当Re=1400~1800时就能形成湍流,且因流阻较管壳式小而使流速可以提高,结果使传热系数K可提高至2.5倍。此外,全逆流螺旋板换热器的传热平均温差最大,这有助于提高传热效率。 2、结构紧凑,不用管材。由于板型传热面的面积大,单位体积传热面可达44-100m2/m3,约为管壳式换热器的2~3倍,加之传热系数和平均温差都大,这就必然导致结构的紧凑和轻巧。

3、不易污塞。由于单流道、高流速、污垢不易沉积,一旦有所沉积使流道截面减小随即导致流速增高,从而加强了对污塞物的冲刷作用。这种“自洁”作用,管壳式换热器是没有的。据统计显示,螺旋板污塞的速率只及管壳式的十分之一。  4、能有效利用低温热源,精密控制温度。由开双螺旋流道能较完全地形成逆流传热且流道较长,有助于降低换热器设计所允许的(两种介质之间)有利于连续均匀地换热或升降温度。源(如地下热源)或精密控制介质温度提供了有利条件,从经验数据知道,板式和螺旋板换热器的介质温差是最低的。  5、流阻较小。试验表明,与同样条件的管壳式换热器相比,螺旋板换热器的流阻较小。