對螺旋板換熱器產生氣阻的原因進行理論分析和闡述,并討論防止產生氣阻的方法和消除氣阻的對策,對螺旋板換熱器的正確使用有一定意義。
螺旋板換熱器是一種換熱設備,因其制作工藝簡單、換熱效率高而在化工生產中被普遍采用。但新螺旋板換熱器在剛開始投用時,往往由于其內部產生氣阻而造成系統阻力加大,嚴重的甚至會導致介質不能通過換熱器,生產不能正常進行。
1　螺旋板換熱器結構分析
如圖1所示,螺旋板換熱器有2個通道,分別是頂入側出和側入頂出。2個通道呈交叉分布,正常生產時冷熱介質分別從頂部和側部流入,在逆向流動的過程中實現換熱。
2　氣阻產生的原理分析
2.1　氣柱產生壓差的原理分析
如圖2所示,在U形管中裝有某種液體,U形管右側封有一段氣柱高為h1,氣柱之上有一段高為h0的液柱,氣柱下部的液柱高為h,U形管左右兩側液位相同,液柱上面的壓強分別為P1和P2,則該U形管兩側的壓力平衡公式為:p1+ρg(h0+h1+h)=p2+ρg(h0+h)(1)式中,ρ為U形管中液體的密度;g為重力加速度。
由于空氣密度與液柱相比非常小,在此可忽略不計。
由(1)式可換算得出:
p2-p1=ρgh1(2)
由式(2)可以看出,一段高為h1的氣柱可產生大小為ρghl的壓差,也就是說,U形管右側的壓強必須比左側大ρghl,才有可能使得右側的液體向左側流動。
2.2　螺旋板換熱器產生氣柱的過程分析
(1)液體順著新螺旋板換熱器右側頂部流入,從外層向內層流動,如圖3所示。
(2)隨著液位不斷升高,左側液位到達流道內圈頂部高點,如圖4所示。
(3)液體繼續流入,越過第1圈流道內圈頂部的高點進入第2圈,并在第1圈流道頂部形成一段氣柱,如圖5所示。
(4)隨著液體的不斷流入,螺旋板的流道內會由外向內每一圈都形成一段氣柱,液體流動需克服的阻力也越來越大,如圖6所示,這時螺旋板內就形成一定的氣阻,其氣阻的大小約為:
p′=ρg(h1+h2+…+hn)(3)
式中,p′為氣阻;ρ為流通介質的密度;g為重力加速度;h1、h2…hn為螺旋板內氣柱的高度。
假若液體介質的壓頭足夠大,可以克服整個螺旋板換熱器內部形成的氣阻,則液體可以繼續流通,并終將螺旋板內部的氣柱逐步排向出口,生產不會受到影響。但是如果螺旋板換熱器的流道圈數很多,而且液體介質的壓頭偏小,不能克服螺旋板內氣柱形成的阻力,則液體將不能形成流通,并終影響生產。
3　氣阻產生的特點
根據以析,螺旋板換熱器產生氣阻有以下特點:(1)板間距越大越容易產生氣阻,反之越不容易產生氣阻;(2)介質黏度越大越不容易產生氣阻;(3)介質注入的速度越慢,越容易產生氣阻,而且氣阻越大;反之,則越小;(4)螺旋板換熱器的換熱面積越大或者流道圈數越多,產生的氣阻越大;(5)介質密度越大,產生的氣阻越大。
4　預防和消除氣阻的對策
為了防止產生氣阻,使用螺旋板換熱器時可采取以下幾種措施:(1)在保證流量的情況下,盡量選用流道間距比較小的螺旋板換熱器;(2)開啟螺旋板換熱器時,先打開螺旋板出口的排空氣閥門,并快速打開出閥門,使介質螺旋板的同時將換熱器中的空氣盡除;(3)在場地允許的情況下,可采用平臥式安裝方式,以避免氣阻的產生;(4)若換熱器圈數較多,形成的氣阻很大,介質系統壓力不能克服其阻力,也可先將螺旋板換熱器平放,用水或其他介質從外圓管口處灌入,將空氣從中部向上的管口排出,然后用盲板封堵,再將其豎起按正常方式安裝。
另外,對于有幾臺螺旋板換熱器并聯安裝的情況,新換熱器安裝到位后由于有氣阻的存在,比其他換熱器的阻力要大得多,也就是說并聯換熱器前后的壓差不能克服新換熱器產生的氣阻,否則會造成介質從其他換熱器“短路”而不能從新換熱器流通的現象。這時,可先關閉其他換熱器出閥門,靠液體系統壓力將介質從新換熱器強制流通后再開啟其他換熱器正常生產。
掌握螺旋板換熱器產生氣阻的原理和對策,對正確使用螺旋板換熱器,避免和減少氣阻的產生,保證正常生產具有重要的意義。

管子穿過孔，在管板的正面脹接和焊接，根據工況條件，有的還要在管板上先設置堆焊層。

管板被廣泛應用于列管式換熱器、鍋爐、壓力容器、汽輪機、大型中央空調等行業。

1.冷成形管板經消除應力熱處理，復層耐蝕性降低，這個是沒有多大關系的，復合層的腐蝕性主要是靠不銹鋼，可以進行風險分析一下，在設計時給出解決辦法。
2.熱成形管板，基層、復層性能難以兩頭兼顧，復層耐蝕性降低，這個主要看使用工況和介質的腐蝕性了，我們可以采用鈍化和參碳和N等方式就是防腐，熱處理影響的只是抗晶間腐蝕的性能，介質沒有晶間腐蝕傾向無需考慮這部分，熱處理時需要考慮不銹鋼的敏化區間溫度問題。
目前復合板制作容器中存在的難點，碳鋼、低合金鋼基層在正火910度(+15 -10度)條件下，能夠得到設計要求的機械性能，但是，對于不銹鋼覆層材料封頭，在550-850攝氏度存在晶間腐蝕的敏化區，所以，需要采取相應的工藝措施，保證基層材料的力學性能和復層的耐腐蝕性能。具體方法：
1.在板材厚度、封頭制造廠工藝設備許可的范圍內，盡可能采用冷加工方法。成形后，采用消除應力熱處理，避開不銹鋼敏化溫度區間；
2.對于厚板，受工藝條件限制，只能熱成型時，采取措施，避開不銹鋼敏化溫度，比如強制冷卻不銹鋼覆層等等。
   在以前復合管板的冷旋是非常容易開裂，壞了后還不好恢復，其實這個問題是可以解決的。根據目前的復合板加工的工藝和技術，這個問題是不存了，其它的問題可以在換熱器的設計時得到解決，比如旋壓加工的封頭，復層減薄嚴重，這個問題在設計時根據標準和沖壓試驗計算出減薄的系數，設計時板材厚度就可以了。
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