消毒粉废水处理中的缠绕管换热器：技术适配与效能优化

高湍流效应：缠绕管束采用紧密螺旋排列，壳程流体在导流板作用下沿管束螺旋流动，形成强烈的湍流（雷诺数 Re 常大于 10000），流速可达 1.5-3m/s，远高于管壳式换热器（通常 0.5-1.2m/s）。高流速能冲刷换热表面，减少水垢附着时间，实验数据显示，其结垢速率仅为传统管壳式换热器的 1/3-1/2；

在线清洗适配性：缠绕管换热器的壳程空间较大，且管束间隙均匀，可直接接入高压水射流清洗系统或化学清洗回路。对于已形成的轻度水垢，通过 1.5-2.5MPa 的高压水射流即可高效清除，无需拆解设备，而传统板式换热器需拆解板片才能清洗，维护成本与停机时间大幅增加。

传热面积利用率高：U 型缠绕管束可在较小的设备体积内实现大传热面积，例如一台直径 1.2m、长度 2.5m 的缠绕管换热器，传热面积可达 200-300㎡，是同体积管壳式换热器的 1.5-2 倍；

对数平均温差（LMTD）修正系数高：由于壳程流体与管程流体呈纯逆流流动（传统管壳式换热器多为错流或逆流 - 错流组合），LMTD 修正系数（F 值）可达 0.95 以上，接近理论最大值 1，大幅提升了有效传热温差。以消毒粉废水降温为例，当废水进口温度 85℃、出口温度 40℃，工艺水进口温度 20℃、出口温度 60℃时，缠绕管换热器的有效温差比管壳式换热器高 15%-20%，换热效率提升显著。

管束的缠绕结构具有一定弹性，可缓冲因温度变化产生的热应力，避免设备因热胀冷缩导致的变形或损坏；

其负荷调节范围可达设计负荷的 30%-120%，当废水流量从 50m³/h 骤增至 80m³/h 时，换热器出口温度波动仅为 ±2℃，远低于管壳式换热器的 ±5℃，确保后续废水处理工艺（如生化处理、蒸发结晶）的稳定运行。

对于酸性含氯废水（如次氯酸生产废水，pH=2-4，Cl⁻浓度 100-150mg/L），优先选择双相不锈钢 2205，其成本低于钛合金，且能满足常温至 80℃的工况需求；

对于碱性高氯废水（如二氯异氰尿酸钠生产废水，pH=10-12，Cl⁻浓度 200-300mg/L），需选用耐碱性更强的双相不锈钢 2507 或钛合金，避免碱性环境下的应力腐蚀；

若废水中含有氟离子（如含氟消毒粉生产废水），则需采用钛合金，因双相不锈钢在氟离子存在下易发生腐蚀失效。

在换热器进口设置自清洗过滤器（过滤精度 50μm），预处理去除固体杂质；

调整管束缠绕间距，将传统的 2-3mm 间距扩大至 4-5mm，减少杂质卡滞风险；

壳程采用折流杆导流结构替代传统折流板，避免折流板与管束之间形成 “死区"，减少杂质沉积。

安装进出口温度传感器、流量传感器与压力传感器，实时监测换热器运行参数；

采用 PLC 控制系统，根据废水流量、温度变化自动调节壳程或管程的流体流量，维持出口温度稳定；

增设结垢预警功能，当传热系数下降 15% 以上时，自动触发清洗提醒，避免结垢进一步恶化。