空冷器扩能改造的一种实用方法

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1、空冷器扩能改造的一种实用方法偶国富偶国富（1965—）男（汉族），江苏太仓人，高级工程师，浙江大学在读博士生，曾从事首套国产化加氢裂化装置的设备技术管理和攻关完善工作，已发表论文16篇，获1997年度中国石油化工总公司科技进步三等奖1项。黄叔儒（浙江大学杭州310027）(镇海炼化公司宁波315207)摘要：以镇海炼化公司80*104t/a加氢精制装置反应流出物空冷器扩能改造为例，分析了空冷改造的思路，方案的选择以及新技术的应用，实践证明：风机的改造是空冷器扩能改造的一种实用方法。关键词：空冷器扩能改造TD风叶1、概述空气冷却器（以下简称空冷器）在石油化工装置中得到了广

2、泛的应用。近年来，炼油装置的长周期运行、变工况生产、扩能改造是企业追求效益最大化的常见思路，而与原设计工况配套的空冷器，因冷却负荷不足或换热效率低，常常成为装置夏季高负荷生产的瓶颈，甚至会影响装置的本质安全。如何在不影响装置生产的情况下，寻找一种实施过程简单、投资费用节省、安全可靠实用的空冷器扩能改造的方法，越来越引起人们的关注。2、空冷器扩能改造2.1、问题的提出镇海炼化公司80万吨/年的加氢精制装置，于1992年7月投运，原设计以胜利直馏柴油为原料，以生产精制柴油为目的产品，设计运行周期为一年一修。随着企业的发展，装置经过两次技术改造，具体改造内容见表1，同时随着加

3、工原料的变化，装置实际生产工况与最初设计工况相差甚远，这必然给装置的正常生产带来一系列的负效应，对本装置反应部分来说，受影响较大的则是空冷器冷后温度高，超出工艺指标。反应空冷器部分原则流程见图1，自92年开工以来，四台空冷（A201/A~D）加上水冷（E203）能满足将反应流出物冷却到适合的温度（设计的F202：加热炉R201：反应器A201/A~D：空冷器E203：水冷V202：高压分离器图1：反应空冷部分简图温度为55℃），然而，98年后，由于原料及工况变化频繁、反应苛刻度提高以及装置运行周期的延长等原因，空冷器冷后温度严重超标，时常出现四台空冷器全部运行且水冷E2

4、03循环水全开，仍不能将反应流出物冷却到设计温度。表2是近年来在工况及环境温度相近时，A201/A~D冷后温度的对比。若冷后温度过高，则会导致：1、三相分离时气体带液，严重时会导致循环压缩机入口气体带液，影响压缩机安稳运行。2、高压分离器三相分离不彻底，影响产品质量。3、特别是在停机等事故状态下，极易导致事态恶化。因此为了安全，车间不得不降低处理量。空冷器冷后温度的超标成为装置提高处理量的瓶颈，如何将空冷器进行扩能改造成为当务之急。装置改造内容表1时间改造内容反应温度空冷器出口温度98.6.5装置改造成军柴加氢3205499.6.5装置改造成航煤加氢300552001.

5、6装置加工含硫原油32058A201/A~D冷后温度对比表表2时间97.699.62001.6A201/A~D冷后温度℃5355582.2改造思路的选择鉴于上述分析，我们进行空冷扩能改造的目的是提高空冷器的冷却效果，将冷后温度降下来，而不是增加工艺介质的流量，通常扩能改造的思路有以下几种：2.2.1、增加空冷器台数，增加换热面积这种方法投资费用大，实施周期长，且只能在停工检修中才能实施，而且还常常受实际场地和工艺参数的限制，此法一般不足取。2.2.2、空冷器管内外化学清洗空冷器管束内壁和管外翅片的表面污垢是影响空冷器换热效果的主要因素，对于工艺介质较脏，流速较小以及现场

6、环境较脏的空冷器，进行化学清洗，能显著提高冷却效果，但化学清洗通常只能在停工期间进行，而且又会随着生产周期的延长，冷却效果越来越差。2.2.3、在空冷翅片管上喷水据有关计算在水平空冷器翅片管上喷水可以达到降温2~3℃的效果，但同时也带来不利因素：1：若喷洒未经处理的水，由于翅片管的温度高，将导致翅片管结垢，影响空冷器的散热效果。2：若采用处理过的水，成本太高，同时喷水还将造成水资源浪费及缩短空冷器使用寿命。3：喷水量及均匀程度难以控制。4：影响装置现场规格化管理。由此看来，此法可行性不大。2.2.4、改造风机通过风机的改造来提高空冷器的冷却效果，主要是在风机主要结构尺寸

7、和电机不变的情况下提高风机的风量和全压。本装置空冷A201/A~D使用的风机型号为GF-ZF36B4-e22，采用的叶片是TB型叶片。TB系列叶片是我国在八十年代初对引进的风机进行国产化而测绘仿制的。属美国HUDSON公司六十年代技术水平。此系列叶片的设计基准是叶尖速度为60m/s，全压效率在0.8-0.85之间。如果在现有风机的基础上提高风机的冷却效果，只能加大叶片的安装角或提高风机的转数。但这样做超出了风机的正常使用范围，叶片间的气流流动处于不稳定区，使风机的全压效率会大大降低。甚至造成电机超载或风机和构架的损坏。空冷器风机是一种低压