螺旋螺纹换热器强化传热设计

《螺旋螺纹换热器强化传热设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、螺旋螺纹换热器强化传热设计韩强SECESPOL国际集团山东鸿基换热技术有限公司摘要：本文对SECESPOL螺旋螺纹换热器其设计双面强化传热效果进行了分析，介绍了其在制药企业的应用点及节能减排中的应用。SECESPOL换热器为欧盟EU原装进口产品，是SECESPOL国际集团结合波兰格坦斯克理工大学及多个研究院传热技术之精华，于1988年发明生产的一种螺旋螺纹管换热器。产品严格按照美国机械工程师（ASME）标准制造，是目前世界上最先进的管壳式换热器之一。综合其设计理论依据，结构特点，性能分析及客户案例，它同时具有安

2、全、高效节能、体积小、表面光洁维护费用低、使用寿命长等特点，相对于传统换热器它是具有划时代意义的节能产品，通过国内上百家制药企业的应用，在节能减排中起到了重要的作用。关键词：换热器螺旋缠绕安全节能一.设计依据：SECESPOL换热器较传统换热器，依据国际先进设计理论，计算准确，设计合理。1.螺旋螺纹管设计，双侧强化传热设计。2.利用欧文（OWEN）湍流抖振频率准则原理，消除换热器湍流抖振现象，热应力自消除。3.利用声共鸣许用准则（Eisinger准则和Bevins准则），抑制声驻波，降低运行噪音。1.利用CFD

3、（计算流体力学技术），FEM（有限元技术），提高计算精度。二.独特设计及机理：传热系数是传热设备的一个重要技术指标，强化换热表面对流传热是提高传热系数的有效措施。SECESPOL换热器通过独特的结构设计，显著提高换热系数，实现高效节能。1.材质：SECESPOL全不锈钢换热器，换热管为不锈钢316L材质，壳程为不锈钢316材质，以满足不同复杂物料的换热要求。最高耐温400℃，最高耐压1.6Mpa。换热管壁厚0.6mm。2.螺纹管束：SECESPOL换热管采用高效不锈钢双螺纹管。该管束表面设计周期变化的环形螺纹，

4、当换热管内外物料流动时，由于流通截面和流动方向的不断变化，破坏层流底层，提高流体湍流强度和湍流的给热能力。3.换热管螺旋缠绕结构：换热管束经特殊工艺加工成盘旋缠绕结构。换热管束两端通过先强度胀接后焊接的工艺固定在管板上，管束与管板封装在换热器壳体内，管板焊接在两端封头上。单位体积内增大换面积，经盘旋缠绕后的换热管束拉伸后长度可达壳体长度的4-6倍，使热媒体在换热管内停留时间长，换热更充分。双侧流体通过时，沿轴向运动，不断改变流体运动方向。在螺纹管增加湍流强度的同时，再次强化传热，保持稳定连续的强化作用，使传热效

5、果显著提高。1.专利100°连接方式：SECESPOL螺旋螺纹缠绕换热器在接管连接方式上有一项与众不同的设计，即在两端封头上的两个接管中心线间的角度α为100°（如图所示）。此设计对于提高换热器的传热性能、降低结垢倾向都具有显著的效果。该设计已获得中华人民共和国国家知识产权局颁发的外观设计专利证书((专利号:ZL200620127384.4)。5.非对称流设计：SECESPOL换热器管程壳程容积不相同，壳程容积最大能达到管程容积的4.2倍，以满足医药，化工等各种不同复杂工况要求。三.性能分析：1.全不锈钢材质，

6、耐高温、高压，设计寿命长达40年SECESPOL换热器的换热管束和壳体采用不锈钢316（0Cr17Ni12Mo2）、316L（00Cr17Ni14Mo2）材质，具有统一的膨胀系数，不会由于压力和温度变化而引起换热器的变形。换热器耐高温、高压，无需加装减温减压装置，最高耐温400℃，耐压1.6Mpa。SECESPOL换热器严格按照美国机械工程师（ASME）标准设计制造，设计寿命为40年.2.高效节能SECESPOL换热器，整体先进的设计，显著提高换热能力，尤其在有相变的换热工况，较传统换热器有显著性能优势。在汽水

7、交换如蒸汽加热水的工况下，常规的管壳式换热器换热系数k值一般最高为6000w/（㎡·℃），SECESPOL换热器其换热系数k值可高达14000w/（㎡·℃），是常规管壳式换热器的3-7倍。实现热量充分利用，节省能源。3.结构紧凑，体积小，重量轻，便于安装相对于传统换热器体积庞大，笨重，需要大型吊装而言，SECESPOL换热器螺旋缠绕方式，结构紧凑，满足相同热负荷的工况时，SECESPOL换热器体积只有传统管壳式换热器的1/10左右，占地面积小，节省空间；同时也因为体积小、重量轻，更加便于安装、拆卸，减少了安装费

8、用。4.结垢倾向低，维护方便换热器结垢会直接降低换热效果，进而达不到工艺要求，影响生产，增加维护费用，因此尽量降低结构倾向是换热器设计重要因素。SECESPOL从以下方面来降低结垢倾向。⑴换热过程降低温度梯度，减少设备内部结垢因素；SECESPOL换热器独特的螺旋螺纹管长度是壳体的4～6倍，有效的减小了温度梯度。⑵采用100度连接，可以使换热器全部参与换热，不留死角；使流体自动冲刷管路