弹性螺旋螺纹管换热器特点分析

一、弹性螺旋螺纹管换热器与容积式换热器在热水应用领域的比较:（一）弹性螺旋螺纹管换热器热效率高，更加节省能量：内部独特的反向缠绕、螺旋上升的盘管结构，以逆流方式换热，使蒸汽在换热管束中得以充分冷凝，无须经过二次换热，故可以节省大量蒸汽；（二）弹性螺旋螺纹管换热器为全不锈钢焊接，耐高温高压：由于弹性螺旋螺纹管换热器的换热管束和壳体全部采用不锈钢材质，具有统一的膨胀系数，其最高承压1.6MPa,最高耐温400°C，不会由于压力和温度不稳定而引起换热器的变形；无需减温减压装置。而普通容积式换热器一般壳采用碳钢，管为紫铜管。由于材质不一样所以膨胀系数不同，随着热胀冷缩易在焊口处裂管。再加上大都采用浮动盘管式，盘管不断振动，更易断管。为后期检修造成很大麻烦。另外容积式换热器承压较低，高压力需加装减温减压装置，不仅使初投资费用增加，同时减温减压装置会对蒸汽热能造成浪费。（三）弹性螺旋螺纹管换热器结构紧凑，安装方便，占地面积小螺旋螺纹管换热器体积小，节省基建投资；重量轻，便于安装，设备可直接与管道相连，降低了安装费用。普通容积式换热器体积庞大，一般为弹性螺旋螺纹管换热器的10倍，占地面积较大；安装复杂，需要预制基础，安装费用较高。（四）弹性螺旋螺纹管换热器使用寿命长：弹性螺旋螺纹管换热器利用欧文（OWEN）湍流抖振频率准则原理，采用换热管束最小间隙设计，有效消除了湍流抖振现象，延长了换热器的使用寿命，螺旋螺纹管换热器的设计寿命可达40年,正常使用条件下，换热器3年内出现质量问题免费维修或更换（认为因数除外）。而一般容积式换热器只能使用5年左右。（五）弹性螺旋螺纹管换热器结垢倾向低，维护费用低弹性螺旋螺纹管换热器独特的内部结构、独特的表面处理工艺以及两侧介质的逆流换热，在提高综合传热系数的同时保证了换热器具有自洁功能，结垢倾向低。另外为保证系统稳定运行，我公司特配一不锈钢热力平衡器，可保证水温稳定。即便是长期使用后出现结垢现象，我们只采用化学除垢的方法清洗换热器即可，省时、省力、费用低、效果好。反观容积式换热器需定期检查，每年至少进行一次外观检查，每三年至少进行一次内外部检查，维修工作量大，维护费用高。特别是当换热管出现断管及裂管情况，需要将换热管抽出检修，这就必须提供大的检修空间以便将管拿出。对检修造成极大不便。（六）弹性螺旋螺纹管换热器可根据实际使用情况调节水温，而容积式换热器的终端水温不能高于限定值，否则会加速结垢，增加维修工作量。（七）弹性螺旋螺纹管换热器节能环保：弹性螺旋螺纹管换热器热媒走管程，冷媒走壳程，冷包热的流动可保持换热器本身干燥，不会影响周围空气环境。再加上换热器及热力平衡器均采用不锈钢材质卫生等级高，可定期进行高温杀菌。容积式换热器因其既是换热器又是贮水罐，其温暖潮湿的环境给微生物的繁殖创造了条件，极易产生大量细菌，能导致感染和炎症反应，造成室内二次污染，威胁人的健康。二、弹性螺旋螺纹管换热器与板式换热器的比较（一）结构比较1、板换是由若干传热板片叠置压紧组装而成，流道很窄，只有2-3mm，所以非常易堵塞；而弹性螺旋螺纹管换热器最小的热交换管径就达到8mm，相对来说，管道流畅，不易堵塞。2、板换的一个优点就是金属耗材较低，结构紧凑；而弹性螺旋螺纹管换热器克服了原先的管壳式换热器结构不紧凑，耗材大的缺点，螺旋螺纹管换热器由若干螺旋螺纹管紧密有序地盘绕在一起，结构非常紧凑，体积非常小。（二）性能比较1、板换的换热系数最高能达到7000W/m?・°C,通常在水水换热中能达到3000〜4000W/m?・C,在汽水换热中只能达到1000〜3000W/m?・C；而弹性螺旋螺纹管换热器由于结构的特点，使得介质的流速加快，湍流强烈，换热系数最高能达到14000w/m・°c，通常情况下也能达到5000〜9000w/m・°c，换热优势明显。2、板换有卡装式和钎焊式几种形式，对于目前普遍应用的卡装式换热器适合用于水水换热和4公斤饱和蒸汽以下的换热，如果要应用在汽水换热中需安装减稳减压和一级换热装置，不但投资高而且复杂；钎焊式的板换由于流道非常窄,只有0.7mm左右，所以非常容易堵塞和结垢，我们知道如果换热器结垢严重的话，就会影响换热器的正常换热，给用户运行带来不便。而对于钎焊板式换热器，如果堵塞的话，那么意味着无法检修。而螺旋螺纹管换热器继承了传统管壳式换热器的优点，耐高温（最高耐温400C），耐高压（1.6Mpa）。由于弹性螺旋螺纹管换热器独特的螺旋缠绕结构和不锈钢材质的光洁度高，使其不宜结垢和堵塞。（三）后期维护比较1、板换由于流道较窄，易堵塞，易结垢，维护较为繁琐；弹性螺旋螺纹管换热器由于本身的特点，管道较粗，结垢倾向低，维护简单，节省人力物力。2、板换遇到堵塞和结构严重的情况下，要进行拆卸，清洗非常不方便，每一次拆卸，垫片必须重新更换，而垫片的费用要占换热器造价的三分之一，维护费用非常高；在高温的蒸汽换热中，选择密封垫板式换热器不是很合适，而选择钎焊板式换热器的话，一旦换热器中出现泄露点，整台换热器就会报废，其使用价值大打折扣。螺旋螺纹管换热器本身不易结垢和堵塞，如若遇到结垢严重，只需要用适度硝酸溶液进行冲洗即可，除垢成本较低。（四）安装使用比较1、板换的一个优点就是占地面积小，安装方便；但同样换热量情况下，螺旋螺纹管换热器的占地面积仅为板换的三分之一左右，相对来说，螺旋螺纹管换热器的运输、安装、拆卸清洗更方便。2、进口板换的使用寿命理论上8-10年，实际上目前在5年左右；弹性螺旋螺纹管换热器的设计寿命长达40年。三、弹性螺旋螺纹管换热器与其它管壳式换热器性能比较（一）弹性螺旋螺纹管换热器换热效率高，高效节能，更加节省能量：弹性螺旋螺纹管换热器较之一般国产换热器可以将冷凝水温度控制在较低水平，保证蒸汽充分冷凝，节省蒸汽耗量。尽管螺旋螺纹管换热器体积小巧，但由于其独特的螺旋缠绕结构，蒸汽在换热管束中停留时间更长，冷凝更加充分，且无须经过二次换热，故可以节省大量蒸汽；弹性螺旋螺纹管换热器冷凝水温度会低于国产管壳式换热器冷凝水温度10度以上，并保证换热充分，节约10%以上的蒸汽费用。（二）弹性螺旋螺纹管换热器结垢倾向低且易清洗：弹性螺旋螺纹管换热器100°连接和弹性螺旋螺纹结构、独特的表面处理工艺以及两侧介质的逆流换热，实现了流速高、温度梯度小、污垢系数小的特点，结垢倾向低。即便是长期使用后出现结垢现象，也可以采用化学除垢的方法迅速除垢，省时、省力、费用低、效果好。而反观国产管壳式换热器由于体积庞大，管壳内壁相对粗糙，流体流速较缓，死角过多，使得整个换热器结垢倾向大大增加。换热器结垢后清洗困难，由于壳程与管程的材质差异，一般无法进行化学除垢，只能采用机械或者人工除垢，工序繁杂、费用高；即便采用化学除垢，因其本身的结构特点，往往使得除垢效果不理想；且因体积较大，势必使除垢时间增加，费用提高。（三）弹性螺旋螺纹管换热器体积更加小巧：弹性螺旋螺纹管换热器体积只有与其相当的一般国产管壳式换热器体积的1/5左右，节省空间；同时也因为体积小、重量轻，更加便于安装、拆卸和清洗，减少了一次安装及后期维护费用；与容积换热器比较效果更明显，采用螺旋螺纹管换热器可以节约5倍的基建投资和占地面积。操作方便，检修容易。（四）换热系数高：换热系数的高低反映了换热器性能优越与否，特定工况下,螺旋螺纹管换热器换热系数最高可以达到14000w/m2「C,一般国产换热器换热系数只有2000-3000w/mH左右，即使板式换热器在最佳应用场合水-水换热的某些工况下，其换热系数也只有5000-7000W/m.Co螺旋螺纹管换热器是目前汽水换热领域换热系数最高的产品。（五）使用寿命长：弹性螺旋螺纹管换热器利用欧文（OWEN）湍流抖振频率准则原理，采用换热管束最小间隙设计，有效消除了湍流抖振现象，延长了换热器的使用寿命。而浮动盘管换热器在运行时，换热盘管产生高频振动，会使换热管产生金属疲劳，最终出现断管，使整个换热器报废；国产换热器的换热管一般采用不锈钢或紫铜盘管，壳程采用碳钢，两种材质的膨胀系数不一致，使换热器在高温运行情况下受热张力的影响明显，在换热管与壳体焊接处出现开焊的现象，导致换热器使用寿命降低。一般国产换热器只能使用5－8年左右；螺旋螺纹管换热器的设计寿命可达40年,，换热器3年内出现质量问题免费维修或更换。最关键为若国产换热器采用不锈钢换热管会极大影响换热效果，因为国产换热管壁厚最小为1.0mm，不锈钢的热传导性能远远低于紫铜管，螺旋螺纹管换热器用0.6mm的换热管就是极大提高不锈钢的热传导能力。（六）更适合高温高压蒸汽工况：弹性螺旋螺纹管换热器最高耐温、耐压，由于螺旋螺纹管换热器的换热管束和壳体全部采用不锈钢材质，具有统一的膨胀系数，不会由于压力和温度不稳定而引起换热器的变形；换热器耐高温、高压，无需减温减压装置，既节省了初投资费用，又避免了因减压减温对蒸汽热能造成的浪费；（七）弹性螺旋螺纹管换热器运行噪音低：内部结构设计时考虑了＜声共鸣许用准则〉（Eisnger准则和Bevins准则），有效抑制了声驻波震动现象，最大限度的限制了运行噪音,换热器运行时几乎没有噪音。弹性螺旋螺纹管换热器的综合节能分析众所周知，国家从节约能源的角度出发，现正大力提倡节约型社会。在集中供热网络中汽水换热器是核心所在，换热器效率的好坏直接决定了集中供热采暖系统的能耗多少。所以提高换热器的换热效率，减少热耗才是提高供热节能的关键所在。目前换热领域中常用的换热器种类很多，如板式、浮动盘管、列管式、U型管式、波节管式、波纹管式复合 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_1713889254048_0煤8.14X103WH/KG）量为：所节约的耗煤乘以0.88以扣除蒸汽损失。年节煤量为：凝结水负荷X年运行小时X温差F每千克煤含热量即：1000X4320X10X4.18/0.88X8.14X103=25208KG2、弹性螺旋螺纹管换热器的设计是冷媒走壳程，热媒走管程，也就是冷包热的结构，最大程度减少了热量的损失，无需象国产管壳式换热器那样加装厚厚的保温层。3、不锈钢材质能够耐高温高压，最高耐温400C，最高耐压1.6Mpa，对于高温高压蒸汽不需要象板式换热器那样增加减温减压设备，不仅节省设备投资，还有效利用了高温高压蒸汽的热能，减少浪费，节约了能源。4、在机组的设计上，我们把冷凝水箱和补水箱合二为一，冷凝水参与到二次侧的循环当中，减少了水的浪费，同时冷凝水本身还带有部分热量，也能减少蒸汽的耗量。弹性螺旋螺纹管换热器作为首选换热器被认定为节能环保型产品和中国暖通工程师协会推荐节能产品，其节能效果可以达到10〜15%，对于企业节能降耗起到了重要的推动作用。根据已做螺旋螺纹管换热器工程的经验，弹性螺旋螺纹管换热器为一般国产换热器蒸汽耗量的85%，即节能15%左右。以10万m2的换热工况为例：一般国产换热器耗汽量约为0.565t/（h•万平米），供暖10万m2耗蒸汽0.565X10=5.65t/h,弹性螺旋螺纹管换热器耗汽量约为0.48t/（h•万平米），比国产换热器节约15%，总平均耗汽量约为4.8t/h，共节约蒸汽0.85t/h。按照每天24h运行，每年采暖期140天计算，则一年约节省蒸汽：0.85t/hX24X140=2856t。按照现行蒸汽价格130元/t计，则设备运行一年（1个采暖季）约节约资金130元/tX2856t=371280.00元。弹性螺旋螺纹管换热器不易结垢的先进设计换热器的结垢不但影响正常的换热要求同时更浪费蒸汽，从而增加维护费用，所以如何降低结垢倾向是目前换热器设计及研究发展的重要课题。换热器的结垢与温度梯度、水质情况、换热管材表面光洁度、流速、流动状态等因素有关。在相同工况下，水质情况都是一样的，要想降低结垢，只有从其他方面进行技术改进。弹性螺旋螺纹管换热器就从以下几方面进行了有益的探索：1、换热管束采用螺旋缠绕结构形成强烈的湍流状态使换热器具有自洁能力，可以降低结垢倾向；2、采用100度角连接，使流体自动冲刷管路不易结垢；3、顶级不锈钢管材的表面光洁度高，使污垢不易附着；4、换热过程降低温度梯度，可以降低结垢倾向。5、产品的设计流速高达5.5m/s（传统设计为1-1.5m/s），介质中的悬浮物及杂质不易附着，也是降低结垢的关键因素。由于弹性螺旋螺纹管换热器的先进设计，对于硬度低于350mg/l的水质，换热器结垢很慢。（不代表不结垢但是可以延长清洗周期）根据已做项目情况，对于大多数地区的水质而言，弹性螺旋螺纹管换热器在采暖系统中的清洗周期一般为3-5年。弹性螺旋螺纹管换热器的清洗也是非常方便的，一般采用化学清洗方法，在换热器内用适量硝酸溶液强制循环即可。我公司建立清洗服务体系，质保内负责培训清洗方法及清洗液的配制方法，质保期满可以有偿提供清洗设备和服务。弹性螺旋螺纹管换热器防止堵塞的措施弹性螺旋螺纹管换热器换热机组采用如下措施，可有效避免换热器堵塞现象发生：1、换热机组回水管路中安装除污器，起到初步过滤作用；2、弹性螺旋螺纹管换热器换热机组主供回水管路设置旁通装置，设备运行前首先关闭换热器进出口阀门，打开旁通对系统进行循环，利用除污器过滤掉系统杂质；3、蒸汽管路在初始运行前进行吹管，避免碎屑进入换热管划伤或阻塞管路。4、弹性螺旋螺纹管换热器安装时一、二次侧进口均加装16目以上铸钢Y型过滤器，可以过滤直径±2mm的杂质颗粒，而换热器管径为8mm,无法形成对管的堵塞。高效旋流换热器又叫湍流换热器、双纹管换热器、螺纹管换热器、螺旋管换热器、螺旋槽管换热器。高效旋流换热器是在引进国内外先进的换热技术，结合我过现行换热设备基础上研制而成的一种高效节能换热设备。利用高导热系数的紫铜制成的内外螺纹相结合的高效传热元件，由它制成的旋流换热器，在流体阻力不大的情况下，便形成强烈的旋流，大大提高了管内外换热系数。产品性能特点:传热系数高：经测试在实用流速(1.5—2.5m/s)范围内，汽一水换热时总传热系数：Q=6000—7000kcal/m2.h.C，水一水换热时总传热系数：Q=4000—5000kcal/m2.h.C。产品在换热过程中较其它产品换热节能15—25%。不易结垢：由于流体是螺旋流动的，流体在离心力的作用下对管壁有较强的冲刷作用，因此不易结垢。不易泄漏：本产品密封周期长，换热管的螺纹类似于伸缩膨胀节，有补偿能力，换热器热应力小，不易泄漏。占地面积小：本产品单位体积传热面积大(约为光管换热器的1.4倍、螺旋板换热器的1.5倍、波纹管换热的1.7倍、浮动盘换热器的2.5倍)，总传热系数高，因此占地面积大减少。安装方便：本系列换热器分立式和卧式两种形式便于在不同位置安装。