空冷器基本知识.doc

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1、 管程数及法兰密封面型式： S 光洁面；b 凹凸面； c 榫槽面；d 梯形槽翅化比/翅片管型式设计压力(MPa)及管箱型式 S 丝堵型；L 法兰型； Q 全焊型；J 集合管型光管换热面积()翅片管排数管束公称尺寸：长宽（m）管束放置方式：P 水平式；X 斜式；SL 湿立失；SLX 湿立斜式；XT 斜顶式空冷器基本知识空冷器基本知识在石油化工生产中，工艺介质的冷却通常用水冷器，用得最多的冷却器是空冷器。现将空冷器的基本知识简介如下：一、空冷器型号的意义1. 管束型号的解释例：P934131.57523。4/GJa表示：水平式管束长 9m，宽 3m，4 排翅片管，光管面积为 130m2，设计压力为

2、 1.57 Mpa,丝堵型管箱，翅化比 23.4GJ 型翅片管，二管程，光滑面密封。2. 构架型号的解释风机直径102mm/数量A ：构架开式；B：闭式构架公称尺寸：长宽（m）构架型式：JP 水平式；JXT 斜顶式；JS 湿立式；JSL 干、湿联合式；JSLX 湿立斜失例：JP96B36/2表示：水平式构架，公称尺寸为 9m,宽 6m,闭式，风机直径3600mm，风机 2 台。3. 风机型号的解释电机功率（kw）风机转动方式：k风机叶片数叶片型式：B 标准型；C 加宽型；W 宽型叶片直径：102mm风量调节方式：SF 停机手调式；BF 半自调式；ZF 自动调节式通风方式 G 鼓风式；Y 引风式

3、例：GSF36B4K22鼓风式，停机手调式风机，叶轮直径 3600mm，B 型时片，4 叶，K 式行动，电机功率 22KW。4. 百叶窗型号的解释公称尺寸（长宽） （m）百叶窗 C调节型式：S 手调；Z 自调例：SC63手动调节百叶窗，公称尺寸长 6m,宽 3m。5. 喷水装置型号的解释喷水装置代号及公称尺寸（m）例：PS63表示：喷水装置公称尺寸：长 6m,宽 3m.6. 全套“空气冷却器”型号喷水装置型号/台数（干空冷无此单元）百叶窗型号/台数构架型号/台数风机型号/台数管束型号/台数通风方式：引风 Y；鼓风 G例： 2939592/4362939 SCSCJPBSFPPG表示：a . 鼓

4、风式。a.水平式管束 93（m）1 片92（m）1 片b.B 型叶片 4 叶，手调风机，直径 3.6m/2 台c.水平式构架 95（m）1 套d.手动百叶窗 93（m）1 片92（m）1 片。二、空冷器的类型1. 基本部件空冷器一般由管束、百叶窗、冷却用轴流风机、管箱以及构架等部件组成。详见图 2.4.12。图 2.4.12 空气冷却器基本结构2. 分类空冷器通常按以下几种形式进行分类：(1)按管束布置方式分为：立式、水平式、圆环式、斜顶式（人字式） 、V 字式、之字式以及多边形等式，如图 2.4.13 所示。图 2.4.13 空冷器的基本结构型式 (2)按通风方式分为：鼓风式、引风式和自然通

5、风式。如图2.4.14 所示。不同方式或型式根据工艺要求可以单独使用，也可采用几种型式进行是优组合联合使用。三、结构型式及其应用1. 管束布置型式管束布置型式虽有多种，但在炼油厂和石油化工厂中应用最多的是水平式，其次是斜顶式、立式和圆环式。水平式空冷器 管束为水平放置，但作冷凝器时，为防止冷凝液停留在管中，管子应有 3或 1的倾斜。百叶窗置于管束上方，风机置于（鼓风）或上方（引风） ，见图2.4.13（a） ， （b） 。特点是：管子清晰、整齐，适于多单元组合；传热面积、管束长度不受限制；造价比斜顶式大约低 0.5；管内热流体和管外空气分布比较均匀。新建的大型炼油厂一般都倾向采用此种型式。2.

6、 通风方式采用何种通风方式，乃是空冷器设计者首先考虑的问题。从空冷器的发展史上看，最早的空冷器是靠自然通风，也称无风机空冷器。它的最大优点是不消耗动力、无噪声，但热负荷小，散热效率低。目前在石油化工业用的主要是鼓风式和引风式两种。(1)鼓风式空冷器优点： 风机和传动机构不与热空气接触，结构材料可不考虑温度的影响，使用寿命较长； 结构简单，便于维护保养； 比较容易设置多个空冷器单元。缺点： 气流经过底排管束的速度大，压力损失大，虽然可以强化传热，但气流分布不均匀。 管束暴露于大气中，翅片管易被雪、雨侵袭而损伤、弄脏或腐蚀； 在特殊气侯条件下， （如暴风雨，冰雹等）管内热流体的出口温度不易得到精确

7、控制，操作波动大； 热空气离开管束时，流速较低，有可能产生热风再循环现象。(2)引风式空冷器优点： 风扇和风筒对管束有屏蔽作用，能减少暴风雨及烈日对管束的直接影响，有利于温度的控制； 经风机排出的热风流速较高，约为入速度的 2.5 倍，故热风再循环的可能性大为减少； 进入管束的气流分布较均匀，空气压降稍有降低； 风筒具有一定的吸风作用，能促进空气进行自然对流，因而可减少动力消耗； 因为风机安装位置较高，所以平台处噪声较低，如中心走廊处的噪声比鼓风式的约低 3 分贝（A）左右； 占地面积小，因为管束下面的走廊可安装其他设备，如管线、泵等。缺点 风机位于管束之上，受热空气作用，叶片和轴承需要有较好

8、的耐热性能，一般要求风机出口温度不超过120； 为防止空载时的超负荷，风机要有一定的余量2； 风机及传动机构的维修保养较为麻烦3. 冷却方式(1)干式空冷器 就是常规空冷器，操作简单，使用方便，但由于其冷却温度取决于空气的干球温度，其接近温差（热流出口温度冷流入口温度）高于 1520才经济，所以不能把管内热流体冷却到环境温度。(2)湿式空冷器 为了弥补干空冷的缺点，出现了湿式空泠。湿式空冷器综合了空冷和水冷的优点。湿空冷器根据喷水方式基本上可分为增湿型、蒸发喷淋型和湿面型三种。在石油化工厂应用，以前两种为主。一般都可把热液化出口温度冷却到接近甚至稍低于环境温度。喷淋蒸发型湿式空冷器这种空冷器是

9、直接在管束上喷雾状水，由于水的蒸发和空气被增湿降温而强化传热。它同时兼有增湿空冷器的优点。湿面式空冷器湿面空冷器是光管组成的一种空冷装置,它可以把内流体温度降到大气温度，并可避免管子腐蚀，在经济和效能方面也优于干式空冷器。湿面空冷器的管束是由水平的或稍微倾斜的光管组成，呈三角形排列。根据管内流体的要求，可用单程或多程。由于空气总是从管束上面向下流动，所以管内流体最好自下而上流动，以便逆流换热。湿面空冷器的投资和占地面积均比列管式换热器少，动能消耗约少 1/3 左右。(3)干、湿联合空冷器所谓干湿联合空冷器，就是将干空冷器和湿空冷器组合成一体，由于组合方法的不同，结构形式也有多种变化，但其组合的

10、原则基本相同，一般在工艺流体的高温区域用干空冷器，在低温区域用湿空冷器，即干空冷器起气体冷凝的作用，湿空冷器起冷凝液过冷的作用。 立放管束联合 如图 2.4.15 所示。这种结构的管束立放，喷水系统介于两管束之间，热流体先经过干空冷器，经冷却后再进入湿空冷器继续过冷、由于干、湿空冷器并列，所以结构紧凑，但热流体的流向不太理想，管内阻力降大。 横放管束联合 如图 2.4.16 所示。这种结构为管束横放，喷水系统亦介于两管束之间，热流体首先进入由增湿空气冷却的干空冷器，然后再进入湿空冷器继续过冷。喷水方向与空气流动方向相反。结构紧凑，占地面积小。上述两种结构都采用回转喷嘴，适用热负荷较小的装置。4

11、. 风机型式：项目类别说明（1）运行方式（1）鼓风式（2）引风式空气先经过风机再至管束空气先经过管束再至风机（2）调节方式（1）调角方式（2）调速方式停机手调，运转中手调，运转中以压缩空气遥控或以仪表自控运转中遥控或以仪表自控（3）联接方式（1）直接传动（2）齿轮传动（3）皮带效率最高，适用于调速控制风机运动可靠，效率较高，构造较复杂，噪声较大效率略低，构造较简单，噪声忽略不计，但皮带需轮传动更换四、空冷器的主要构造部件(1)整体型式空冷器的整体型式有干式、湿式和干湿联合式三类。图 2.4.17 空冷器整体型式图(2)管束空冷器的管束都是用翅片管，翅片管分为低翅片管和高翅片管两大类。(3)管箱

12、的种类有丝堵式管箱、法兰式管箱、全焊接式管箱、集管式管箱四种类型。(4)构架 水平式构架：分为鼓风式水平构架和引风式水平构架。 斜顶式构架。 湿式构架。 干湿联合式构架。五、传热方程热负荷的计算，是根据热流式况作热平衡计算，得出该过程所需要的冷却热负荷量，但是可以考虑留有 10左右的余量。1. 冷却过程的热负荷气体、液体或气液混相冷却过程的热负荷计算如下：QR=Wiyi（Hg1-Hg2）+（1-y1）*（HL1-HL2）式中：QR 热流冷却的热负荷，w；Wi管内介质重量流率，Kg/时；Hg1、Hg2气相进出口热焓，kj/kgHL1、HL2液相进出口热焓，kj/kgY1进口处气相分率，重%。2. 冷凝冷却过程的热负荷QR=Wiyi（1-y1）HL1+y1Hg1）-（1-y2）HL2-y2Hg2式中：y2出口处气相分率，重%。