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1、空冷器在煤化工项目中的应用思考摘要：该文章主要对水冷式换热器与空冷器进行对比，主要阐述了空冷器节水节能等优点。概况：在传统工业冷却系统中，水作为理想的冷却介质，被长期广泛的采用，但是随着水资源与能源的匮乏及环保意识的加强，传统的冷却形式受到严重挑战，所以，空冷器应运而生，并以其节水、无污染等优越性能迅速发展起来。空冷器作为一种换热设备在化工行业起着举足轻重的作用。将取之不尽的空气作为冷却介质，较之水冷却是一种显著的节能节水设备。如今，煤化工项目较多，而煤化工项目主要集中在煤炭资源较为丰富的西北地区。如今的煤化工项目应用的换热器主要还是水冷器。对于水资源相对缺乏的西北地区，如何将空冷
2、器应用煤化工项目中已成为我们需要解决的问题。首先：空冷器与传统水冷器相比有许多优点，如下图：空冷的优点水冷的缺点a)对环境没有热污染和化学污染；a)对环境污染严重；b)空气可随意取得，不需任何辅助设备和费用；b)冷却水往往受水源限制，要设置管线和泵站等设施；c)选厂址不受限制；c)选厂址时必须考虑有充足的水源；d)空气腐蚀性小，使用寿命长；d)水腐蚀性强，需要进行处理，以防结垢和脏物的淤积；e)空气的压降仅有10～20毫米，故空气的操作费用低；e)循环水压头高（取决于冷却器和冷水塔的相对位置），故水冷能耗高；a)空冷系统的维护费用，一般情况下仅为水冷系统的20～30%；a)由于水冷
3、设备多、易于结垢，在温暖气候条件下还易生长微生物，附于冷却器表面，常常需要停工清洗；b)一旦风机电源被切断，仍有30～40%的自然冷却能力。b)电源一断，即要全部停产当然空冷与水冷却相比也有许多缺点，如下图例空冷的缺点水冷的优点a)由于空气比热小，且冷却效果取决于干球温度，通常不能把工艺流体冷却到环境温度；a)水冷通常能使工艺流体冷却到低于空气温度2～3℃，且循环水在水塔中可被冷却到接近环境湿球温度；b)大气温度波动大，风、雨、阳光，以及季节变化，均会影响空冷器的性能，在冬季还可能引起管内介质冻结；b)水冷对环境温度变化不敏感；c)由于空气侧膜传系数低，故空冷器的冷却面积要大得多；
4、c)水冷器结构紧凑，其冷却面积比空冷器要小得多；d)空冷器不能紧靠大的障碍物、如建筑物、大树，否则会引起热风循环；d)水冷器可以设置在其他设备之间，如管线下面；e)e)要求用特殊工艺制造的翅片管和风机；f)用一般列管式换热器即可满足要求；f)有一定的噪声g)无噪声所以，我们在煤化工项目中如果要选择空冷器，就要对空冷器做综合评价，根据具体情况合理的选择空冷器。所以，我们就必须对空冷器有一定的了解，接下来就从结构原理和选型上对空冷器作进一步说明。1.空冷器结构原理空气冷却器是以环境空气作为冷却介质，横掠翅片管外，使管内高温工艺流体得到冷却或冷凝的设备，简称“空冷器”，也称“空气冷却式换
5、热器”。空冷器也叫做翅片风机，常用它代替水冷式壳－管式换热器冷却介质，水资源短缺地区尤为突出。以空冷器冷却方式分类，可分为：干式空冷器，湿式空冷器，干－湿联合空冷器，两侧喷淋联合空冷器；以空冷器管束布置型式分类，可分为：水平式空冷器，斜顶式空冷器，立式空冷器，圆环式空冷器；以空冷器通风方式分类，可分为：自然通风式空冷器、鼓风式空冷器、引风式空冷器。1.空冷器的选型目前石油化工企业常用的空冷器型式,按管束布置方式有立式、水平式、斜顶式、圆环式等按通风方式可分为鼓风式、引风式和自然通风式按冷却方式可分为干式空冷、湿式空冷、干湿联合空冷。干式空冷一般采用水平式管束,湿式空冷采用立式管束,
6、干湿联合空冷可采用斜顶式,采用何种型式的空冷应因地制宜。当热流由进口温度冷却到75℃,用干空冷最经济热流由进口温度冷却到75-65℃,用于空冷、增湿空冷均可热流由75℃冷却到比湿球温度高5-6一℃,可采用湿空冷。2.在设计选用空冷器的工作中,选型主要是对干式、湿式和联合型空冷器的选择。由于其各有优缺点,因此在设计选用过程中,应根据具体工艺要求和实际情况进行科学合理的选择。由于干式空冷器基本型式,下面主要介绍湿式和联合型空冷器。湿式空冷器综合了空冷和水冷的优点,是干式空冷器的改进和发展。它由翅片管束、风机、构架和喷淋装置组成。在工程应用上,在环境气温比较低时,湿式空冷器不喷水,按干工
7、况运行,只有在夏季气温较高时,才采用喷雾装置.以达到降低工艺流体出口温度的目的。这样湿式空冷器就可充分适应气候的变化保证工艺流体出口温度满足工艺要求。另外,干式空冷器用在接近温差高于20～25℃的情况是经济的。这样当气温为35℃时,经济的流体出口温度应高于55～60℃,但是在煤化工厂中,有许多工艺流体要求冷却到50℃以下,如果仍采用干式空冷器,或由于温差太小,传热面积增加,不经济;或根本冷不下来。使用经验表明,湿式空冷器可使工艺流体冷却到接近环境气温,弥补了干式空冷器
