Спиральный теплообменник— это аппарат, в котором теплообменная поверхность образуется металлическими листами, скрученными в спираль. Они расположены в цилиндрическом кожухе. Использование цельных металлических листов от центральной трубы до кожуха позволяет практически полностью исключить сварные швы и внутри, и в труднодоступных местах теплообменника.

Средами, участвующими в процессе теплообмена, могут быть различные газы, пары и жидкости. спиральный теплообменник

Спиральные теплообменники обладают тремя важнейшими преимуществами: они компактны, имеют широкий канал и обладают эффектом самоочистки. Эти факторы делают спиральные теплообменники универсальным оборудованием. Они используются в работе с жидкими неоднородными и высоковязкими средами, склонными к образованию отложений на теплопередающих поверхностях. Так же спиральные теплообменники применяются при конденсации пара или газа в условиях высокого вакуума.

Они широко применяются в целлюлозно-бумажной, спиртовой, нефтеперерабатывающей, металлургии, горнодобывающей и других отраслях промышленности.

История создания спирального теплообменника

Спиральный теплообменник был изобретен шведским инженером Розенбладом в двадцатых годах прошлого века . Его впервые начали использовать в целлюлозно-бумажной промышленности для работы со средами, содержащими волокнистые включения.

Эти теплообменники смогли обеспечить надежную теплопередачу между средами, содержащими твердые включения. В начале семидесятых конструкция спиральных теплообменников была существенно изменена и улучшена относительно первоначальной конструкции Розенблада.

Конструкция и принцип работы спирального теплообменника

Два длинных металлических листа укладываются спиралью вокруг центральной трубы, образуя два однопроточных канала. Для того, чтобы обеспечить постоянную величину зазоров к одной стороне листов привариваются разделительные шипы. Центральная труба при помощи специальной перегородки разделена на две камеры, которые образуют входной и выходной коллектора. Скрученные спирали помещаются в цилиндрический кожух. Внешние концы спиральных листов привариваются вдоль образующей обечайки. Для выхода каналов наружу в местах фиксации краев каналов в кожухе просверливаются отверстия, которые герметично закрываются входным и выходным коллекторами с присоединительными патрубками. движение сред в спиральном теплообменнике

движение сред в спиральном теплообменнике

Между торцами спиралей и крышками размещают уплотнительные прокладки из резины, паронита или мягкого металла. Наиболее часто фиксирование и закрытие торцов спиральных каналов осуществляется путем одностороннего приваривания спиральных металлических листов к металлической прокладке аналогичного профиля. Такой способ уплотнения предотвращает смешение теплоносителей в случае неплотности соединения на прокладке, так как наружу может проходить только один из теплоносителей.

Движение потоков в спиральных теплообменниках происходит по криволинейным каналам близким по форме к концентрическим окружностям. Направление векторов скоростей движения потоков постоянно претерпевают изменение. Две жидкости в противотоке проходят через теплообменник по отдельным каналам. Одна жидкость поступает в центральную часть аппарата и течет к периферии. Другая жидкость движется в обратном направлении, от периферии к центру.

шипы в каналах спирального теплообменника

Каналы имеют одинаковое поперечное сечение. Благодаря равномерному изгибу канала, внутри потока жидкости возникает турбулентность. Высокая турбулентность жидкости в спиральных теплообменниках достигается при скорости движения значительно меньшей, чем в прямых трубчатых теплообменниках. Благодаря турбулетности твердые частицы перемещаются во взвешенном состоянии вместе с потоком и не оседают на теплопередающие поверхности, поэтому вероятность образования застойных зон внутри канала теплообменника исключается.

В спиральных теплообменниках существует большое разнообразие вариантов изготовления разделительных перегородок центральной трубы. Каждый адаптирован к выполнению определенных задач и позволяет выбрать оптимальное решение для любого применения. В спиральном теплообменнике, в зависимости от конструкции, возможно осуществить движение потоков как в противотоке, так и в перекрёстном токе. В зависимости от процесса используют 4 типа конструкции спиральных теплообменников:

1 тип – классический. Теплоносители движутся в противотоке, каждая из сторон доступна для чистки. Этот тип используется в основном для работы на процессах жидкость-жидкость.
2 тип – спиральный конденсатор. Теплоносители движутся в перекрёстном токе относительно друг друга. По стороне хладагента, который движется по спирали, теплообменник недоступен для механической чистки.
3 тип – спиральный охладитель газа. Рабочий процесс организован так же, как и во втором типе, только имеет отличие в разделительных перегородках по стороне газа.
4 тип – спиральный испаритель. Движение теплоносителей перекрёстное, греющий теплоноситель недоступен для чистки.

Эффект самоочищения делает спиральный теплообменник исключительно удобным в эксплуатации и сервисном обслуживании. Там, где теплообменники других типов нуждаются в регулярной чистке, разборке, ремонте и техническом обслуживании, спиральный теплообменник надежно выполняет свои функции и не требует сложного сервисного обслуживания.

Технические характеристики спиральных теплообменников

Наименование показателя	Значение (характеристика)
Рабочие среды, процессы	жидкость / жидкость; пар / жидкость
Доступ к теплообменной поверхности для очистки и ревизии	по обеим сторонам
Рабочая температура сред, ^оС	до 400
Рабочее давление, бар	до 25
Материал спирали, кожуха	углеродистые стали, AISI316L, SMO254, С276, 904L и другие
Материал рамы и крышек	углеродистые стали
Ширина канала, мм	от 6 до 30
Толщина спирали, мм	2- 6
Площадь теплообмена, м²	от 1 до 470
Ширина спирали, мм	от 250 до 2000
Диаметр кожуха, мм	от 600 до 2000

Преимущества спиральных теплообменников

Спиральные теплообменники часто являются наиболее оптимальным и экономичным решением задач теплообмена. Они имеют ряд преимуществ:

Высокий коэффициент теплопередачи, достигающий 3820 ккал/м² × ч × ^oС, что в 2-3 раза выше, чем у кожухотрубчатых теплообменников
Надежная конструкция. Благодаря герметизации каждого из двух проходов, встречные потоки не смешиваются.
Спиральный теплообменник занимает гораздо меньшую площадь по сравнению с трубчатым теплообменником.
Спиральные теплообменники отличаются компактностью, малыми гидравлическими сопротивлениями и значительной интенсивностью теплообмена при повышенных скоростях теплоносителей.
Возможность самоочистки.
Пониженная загрязняемость;
Меньшее количество остановов на обслуживание.

Недостатки спиральных теплообменников

Изготовление спиральных теплообменников трудно технологически. Очень сложно проводить ремонтные работы и необходимый сервис теплообменного оборудования. Очень трудно производить сборку, разборку и чистку спиральных теплообменников. Сложно проникнуть вглубь конструкции. Поэтому для данного вида теплообменников применяется исключительно химпромывка с использованием специальных кислотных растворов.

Наряду со спиральными теплообменниками для высоковязких сред применяются теплообменники FREE FLOW. Данные теплообменники легче разбирать и эксплуатировать.

Области применения спиральных теплообменников

Нефтепереработка (тяжелые масла, промывочные масла)
Целлюлозно-бумажная промышленность (отработанные сульфатные и сульфитные растворы, водные растворы SO2, дезодорация при конденсировании)
Химическая промышленность (ПВХ, латекс, акрилацетат, TiO2 и.т.д.)
Очистка муниципальных и химических сточных вод (сброженный ил, термическая стерилизация, сточные и сбросные воды)
Горнодобывающая промышленность (алюминатные щелоки, бокситные суспензии, окислы магния)
Сталелитейные, газоперерабатывающие и коксовые заводы (бензол, промывные масла, раствор NH3, оросительные конденсаторы)
Текстильная промышленность (рекуперация тепла красителей и промывочных жидкостей)
Сахарная промышленность (прессовая вода, сырой сок, диффузионный сок)
Спиртовая промышленность (охладитель зернового сусла, охладитель барда-бражка, нагреватель сусло-бражка)
Пищевая промышленность (сточные воды, растительное масло, картофельные, зерновые, томатные или кукурузные пасты)
Фармацевтика

Как купить спиральный теплообменник

Вы можете купить спиральный теплообменник у нас. Для расчета цены теплообменника необходимо заполнить опросный лист и выслать в наш адрес. После чего специалисты «Тепло-Полис» произведут расчет теплообменного оборудования с минимальной стоимостью и оптимальным соответствием техническим характеристикам.