1. Что такое винтовой перегородчатый теплообменник?

Винтовой перегородчатый теплообменник использует серию наклонных или изогнутых перегородочных пластин, расположенных по спирали вокруг трубного пучка.
В отличие от сегментных перегородок, которые создают резкие изменения направления потока, винтовая перегородка образует непрерывный спиральный канал, позволяя жидкости на стороне кожуха плавно течь по спирали.

Типичный винтовой перегородчатый теплообменник включает:

• Трубный пучок

• Непрерывные спиральные перегородки (конструкция с линейчатой поверхностью)

• Кожух

• Входные/выходные патрубки

• Опорная конструкция

Уникальная геометрия винтовой перегородки устраняет мертвые зоны, снижает вибрацию, вызванную потоком, и значительно улучшает тепловые характеристики.

2. Винтовая перегородка с линейчатой поверхностью: геометрия и особенности конструкции

Современные высококачественные винтовые перегородки часто используют конструкцию с линейчатой поверхностью, которая обеспечивает превосходную равномерность потока и точность изготовления. Ключевые геометрические характеристики включают:

2.1 Непрерывная, цельная структура

Перегородка формируется от центра до внешнего диаметра как одна непрерывная поверхность без стыков или сегментации. Это гарантирует:

• Плавное течение жидкости

• Меньшие потери на турбулентность

• Более высокую структурную прочность

2.2 Криволинейная поверхность постоянной толщины

Вся кривая сохраняет равную толщину, минимизируя концентрацию напряжений и повышая надежность.

2.3 Точная проекция отверстий для труб

Даже в областях с крутыми углами потока вблизи центра проекции отверстий для труб остаются круглыми, обеспечивая высокоточное выравнивание трубной решетки.

2.4 Истинный спиральный канал потока

В отличие от «многокомпонентных псевдоспиральных перегородок», конструкция с линейчатой поверхностью создает непрерывный, настоящий спиральный канал, гарантируя заявленную производительность.

3. Принцип работы: как спиральный поток улучшает теплопередачу

Ключевой принцип заключается в направлении жидкости на стороне кожуха по спирали, что обеспечивает:

3.1 Стабильный и равномерный поперечный поток

По сравнению с сегментными перегородками, создающими повторяющиеся зоны удара, спиральный путь обеспечивает плавное и стабильное обтекание труб.

3.2 Меньшее падение давления

Отсутствие резких поворотов потока снижает сопротивление потока на 20–50%, позволяя:

• Меньшую мощность насоса

• Более высокую энергоэффективность системы

• Возможность более высоких скоростей потока

3.3 Меньшая скорость загрязнения

Непрерывное движение жидкости нарушает образование застойных зон, снижая склонность к загрязнению на до 60% во многих промышленных случаях.

3.4 Меньший риск вибрации

Устранение срыва вихрей значительно снижает вибрацию труб и механическую усталость.

3.5 Более высокий коэффициент теплопередачи

В зависимости от условий эксплуатации, производительность теплопередачи улучшается на 10–35% по сравнению с конструкциями с сегментными перегородками.

4. Методы изготовления: почему важны настоящие винтовые перегородки

На рынке существует несколько вариантов конструкции винтовых перегородок, но производительность сильно зависит от точности изготовления.

4.1 Идеальная конструкция: цельная перегородка с линейчатой поверхностью

Преимущества:

• Отсутствие разрывов

• Наиболее стабильный поток жидкости

• Легкость очистки

• Наивысшая производительность теплопередачи

4.2 Многокомпонентная «фальшивая спираль»

Недостатки:

• Неполная непрерывность потока

• Увеличенное обтекание жидкости

• Низкая эффективность теплопередачи

• Высокий риск загрязнения

4.3 Конструкции с центральной опорной трубой

Недостатки:

• Потеря площади труб (уменьшенная поверхность теплопередачи)

• Измененная передача нагрузки на трубную решетку

• Низкая тепловая эффективность

Вывод: Для промышленных и высокопроизводительных применений цельная винтовая перегородка с линейчатой поверхностью обеспечивает наилучшие результаты.

5. Ключевые преимущества винтовых перегородчатых теплообменников

5.1 Сниженное падение давления

Благодаря плавным спиральным каналам, потери давления значительно ниже, чем у типов с сегментными перегородками, что позволяет снизить затраты на перекачку.

5.2 Повышенная эффективность теплопередачи

Более равномерный поперечный поток и уменьшенные мертвые зоны повышают общие коэффициенты теплопередачи.

5.3 Высокая устойчивость к загрязнению

Спиральное движение минимизирует осаждение частиц, улучшая долгосрочную стабильность и срок службы.

5.4 Меньшая вибрация и шум

Стабильный поток снижает риск вибрации, вызванной потоком на стороне кожуха.

5.5 Простота обслуживания

Отсутствие застойных зон и более чистые пути потока упрощают регулярную очистку.

5.6 Компактность и эффективность

Более высокая производительность позволяет:

• Уменьшить размер оборудования

• Увеличить пропускную способность

• Повысить гибкость эксплуатации

6. Промышленные применения

Винтовые перегородчатые теплообменники широко используются в:

Нефтегазовой промышленности

• Нагрев сырой нефти

• Ребойлеры стабилизаторов

• Системы очистки газа (аминовые установки)

• Рекуперация тепла на НПЗ

• Системы охлаждения сепараторов

Химической и нефтехимической промышленности

• Конденсаторы

• Ребойлеры

• Охладители растворителей

• Системы переработки полимеров

• Установки ароматических углеводородов

Энергетике

• Рекуперация тепла отходящих газов

• Теплообмен дымовых газов

• Охлаждение отборов турбин

Металлургии и углехимии

• Охлаждение коксового газа

• Первичные газовые охладители

• Системы конденсации смол

Общем промышленном нагреве/охлаждении

• Системы вода–масло

• Охлаждение периодических процессов

• Интеграция с рубашками реакторов

Сочетание низкого падения давления и высокой эффективности теплопередачи делает винтовые перегородчатые теплообменники особенно привлекательными для реконструкционных проектов, где критически важно повышение энергоэффективности.

7. Почему стоит выбрать винтовой перегородчатый теплообменник у профессионального производителя?

Хотя многие производители выпускают теплообменники, создание качественных винтовых перегородчатых теплообменников требует:

• Современной ЧПУ-резки и формовки

• Точной сварки

• Точной проекции отверстий для труб

• Высококачественных материалов (например, нержавеющей стали, легированной стали)

• Соответствия стандартам ASME/GB150/TEMA

• Большого инженерного опыта

Производители, способные изготавливать непрерывные винтовые перегородки с линейчатой поверхностью, могут обеспечить значительно лучшую производительность и надежность по сравнению с низкокачественными многокомпонентными конструкциями.

8. Заключение

Винтовой перегородчатый теплообменник представляет собой значительный прогресс в конструкции кожухотрубного оборудования. С превосходными характеристиками падения давления, высокой эффективностью теплопередачи, устойчивостью к загрязнению и отличной вибростойкостью он предлагает значительные преимущества для широкого спектра промышленных применений.

Поскольку промышленность все больше требует лучшей энергоэффективности и долгосрочной надежности, внедрение винтовой перегородочной технологии продолжает ускоряться.

Если ваше производство требует высокопроизводительного теплообмена, стабильной работы и снижения эксплуатационных затрат, винтовой перегородчатый теплообменник является проверенным и надежным решением.