连续螺旋折流板换热器的运行效果浅析.pdf

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1、设备管理连续螺旋折流板换热器的运行效果浅析李豪（秦皇岛东燕节能技术有限公司河北秦皇岛066206）摘要：为解决纯碱企业重碱车间压缩机中、末冷却器壳程换连续螺旋折流板换热器因为消除了其他如1/4螺旋折流板热管间堵塞、结垢等弊端，采用螺旋折流板管束代替弓形折流板存在的三角漏流区，使壳程空间真正形成了封闭的螺旋流道，使管束。运行结果表明，相对于后者，前者具有更长的使用周期，且得壳程介质真正形成了螺旋流，从而单位压力降的换热性能得到能维持较高的换热效率，其加强了防垢能力，降低了压力降。更好的改善。并且螺旋流道的全封闭大大提高了介质流速，从传关键词:螺旋折流板；结垢；压力降；换热效率热

2、计算的角度来讲，雷诺数也相应得到提高，使综合传热系数也某碱厂现有2MCL605离心压缩机组2台，2MCL705离心压可以大幅度提高。螺旋通道内高速旋转的介质流有利于在壳程缩机组6台，LG430/3.8螺杆压缩机组1台，配套浮头式列管换热内冲刷走颗粒物及沉淀物，显著降低了污垢热阻，这对于换热效器共17台。列管换热器折流板结构为弓形折流板，管程介质为率的提高是极为有利的。高速的螺旋流使壳程横截面出现一个冷却水，壳程介质为CO2混合气，换热管材质为碳钢。长期以来，速度梯度场，这个速度梯度场不仅使每一根换热管都处于换热介由于工艺状况的原因，机组在运行过程中，经常造成压缩机转子质旋涡中

3、，造成换热管表面边界层减薄热阻降低，而且由此产生及换热器壳程严重结垢，影响冷却器的换热效果，影响机组的排的离心力提高了流体的湍流程度。[1]气量。因此，在生产运行过程中，经常定时加水冲洗压缩机，导致二、连续螺旋折流板换热器的运行效果换热器管束（碳钢）长期受到冲刷和腐蚀，寿命缩短而频繁更换。连续螺旋折流板换热器固有的上述特点，在该碱厂的实际运新更换的管束运行不到6个月，即出现管束结疤、漏水等情况，给行中得到了体现。工艺系统的正常操作带来严重影响。研究被淘汰的管束，具有共2台螺旋折流板换热器管束自2010年5月份投入运行以来，同的特征，即管间特别是弓形折流板两侧流动滞死区被CO2

4、混合运行情况一直稳定，期间没有出现停机检修等事故，状况良好。气所携带的CaCO3粉尘堵塞（见图1），换热管表面结垢厚度达特别值得肯定的是，目前壳程CO2混合气出口温度一直可以满足0.3～0.8mm。加上频繁的更换管束势必影响生产的连续性，因生产工艺的要求。此有必要选择更为合理的运行方式。由此可以看出，螺旋折流板换热器管束运行期限较弓形折流板换热器管束已经长出两年有余，而换热效率并无明显衰减，这在以往的车间生产中是不曾见到的。由此可以推断（因设备在生产线，未能实际查验），粉尘堵塞及结垢现象已经大大缓解，螺旋通道内高速旋转的CO2混合气在壳程内冲刷带走了CaCO3粉尘及沉淀物，显

5、著降低了污垢热阻。同时，在壳侧CO2混合气流量不变的情况下，其流动阻力更小，压力降减小，降低了压缩机输送动力，节约了能源。运行数据表明，减少压力损失近30%。另外，螺旋折流板换热器的运行噪音相对于弓形折流板换热器更小，这得益于前者消除了弓形折流板后面的卡门涡，减少了CO2混合气在流动时诱导的振动。从结构上讲垂直弓折流板式换热器部分管束的支撑长度是正常折流间距的两倍，而螺旋折流板对管束的支撑长度是完全平均的，因此缩短了换热管的无支撑图1弓形折流板换热器管束堵塞情况跨距，有效解决了管束的振动损伤问题。面对问题，该碱厂启动了技术改造项目。2010年5月，该厂三、效益分析安装了2台连

6、续螺旋折流板换热器管束，用在2MCL705压缩机此次该碱厂技术改造，使用螺旋折流板换热器的费用相对于末端冷却器上。这2台螺旋折流板换热器管束投入运行以来，至弓形折流板换热器仅增加了不到30%，但其带来的收益却十分可今未出现换热效率下降、换热管泄漏等故障，各项指标均达到设观。计要求。同时，螺旋状的气体流动状态，还使得冷却器的压力降1.由于减少了污垢沉积，延长设备清洗周期1～2年；只有原弓形板管束的70%。2.大幅缩减设备的停机时间，有利于生产的连续性，提高了一、连续螺旋折流板换热器的结构特点生产产能；连续螺旋折流板换热器将管壳式换热器壳程中用以控制流3.由于螺旋折流板换热器管束

7、只是改变了壳程折流板的支体运动方向和流速的弓形折流板取消，取而代之的是连续螺旋折撑型式，因此与弓形折流板换热器管束在结垢上具有很高的共流板（见图2、3）。壳体中的连续螺旋折流板使得流体沿着一个连性，在浮头式换热器壳体里可以互相替代，这为技术改造提供了续的、封闭的螺旋通道运动。它改变了弓形折流板换热器中壳程诸多便利，从而减少了新建装置投资和装置运行的维护费用；流体的“Z”字形的折返的流动状态，消除了弓形折流板换热器存4.降低了压缩机的输送动力，节省了运行费用。在的流动滞死区、阻流与压力降大等弊端。结语从节