浅析新型表面蒸发式空冷器在石化装置中的应用.docx

浅析新型表面蒸发式空冷器在石化装置中的应用[摘要]介绍了新型表面蒸发式空冷器的工作原理、主要性能特点以及在石化装置中的应用实例。应用结果表明该型设备冷却效果好、结构紧凑、重量轻、操作灵活、运行成本低。[关键词]蒸发式空冷；原理；性能；应用中图分类号：TF321.4文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）27-0083-011新型表面蒸发式空冷器结构及原理新型表面蒸发式空冷器是由普通换热管组成的一种空冷装置它由钢板制成的四方形箱体、风机、电机、收水器、喷淋装置、冷却管束、PVC热交换层、循环水泵、补水装置、集水槽、水分配器等部件组成。结构示意图如图一。新型表面蒸发空冷器将凉水塔和热交换器的功能有限地整合到了单台设备中主要原理是利用管外冷却水水膜的蒸发汽化潜热和显热带走大量热量借以把管内流体的温度降低到接近大气温度或低于大气温度。水的比热常温常压为4.2KJ/Kg普通管壳式换热器每1kg冷却水能带走16.75～25.12kJ热量而1kg水在常压下蒸发能带走约2428kJ热量。工作过程：设备下部集水槽中的冷却水由循环水泵输送到位于光管管束上方水平安装的分配器内经喷淋装置分配后形成均匀的水流从上而下流经管束同时借助引风机的风力使喷淋水完全覆盖在管束表面形成连续的水膜这样水借风势管束内的高温流体与管束外的喷淋水和空气换热效果显著增高从而使管束内的高温流体冷却或冷凝喷淋水和空气吸收热量后温度升高部分水由液态变成水蒸气热空气中的水被挡水板截住收集到PVC热交换层中。热交换层中的水被流过的新鲜空气冷却水的温度降低进入集水槽中再由循环水泵送入循环系统中继续循环使用。2新型表面蒸发式空冷器主要性能特点2.1独特的复合流技术将冷却塔和热交换器结合在一体。省去了单独的循环水系统不需要冷却塔相对于传统的带冷却塔的水冷式空冷器结构更紧凑、体积小、重量轻、占地面积更小。表面蒸发式空冷器比干式空冷器节约空间50%安装简单安装工期缩短减少了安装费用日常维修工作量小。2.2新型表面蒸发式空冷器同时利用了冷却水的潜热和显热且充分利用水的汽化潜热传热效果比普通湿式空冷器提高30%～40%[1]。2.3由于干式空冷器冷凝冷却能力受限于环境干球温度而表面蒸发式空冷器受限于环境湿球温度而湿球温度一般比干球温度低8～14℃加上风机引风给设备造成的负压环境因此同干式空冷器相比蒸发式空冷器冷凝/冷却温度较低。而冷凝温度每升高1℃单位流体降温的耗电量将增加3%～3.5%所以采用表面蒸发式空冷器总功耗也会显著降低省电节能效果明显。2.4新型表面蒸发式空冷器风机为引风机传热流程采用风、水同向方式更利于水在盘管上的分布避免换热管底部出现干点。2.5高效换热管束整体热浸锌处理设备面板镀锌、喷塑双重防腐设备使用寿命长外形美观大方。2.6管束下方设置高效PVC热交换层及时冷却换热后的热水提高换热效率。2.7表面蒸发式空冷器内部设置高效收水器降低水的飘逸率减少了水的损失。2.8设备采用独特的水喷淋系统：喷水量强劲不易结垢、喷嘴防堵设计、水分配系统拆装简便管束外表易于形成均匀水膜。2.9表面蒸发式空冷器适用于入口温度低于80℃以下介质的冷凝冷却冷凝冷却后的温度可接近或稍低于环境温度[2]。3新型表面蒸发式空冷器的用途新型表面蒸发式空冷器较其他形式的空冷器相比换热原理先进、传热效率高、机理更加科学、结构更加紧凑可靠、节能环保。无论是新建装置或者旧装置改造都可以应用该设备可广泛应用于轻工、钢铁、电力、石油、化工、能源等过程行业中的低温冷凝冷却的操作单元。4应用实例大庆石化公司化工一厂老区裂解装置1986年建成投产第一急冷水冷却器EH-202和第二急冷水冷却器EH-203是急冷水系统关键设备EH-202共有干式空冷器14台EH-203共有干式空冷器4台工艺介质为急冷水采用引风机强制通风对其冷却设备单台重量16.8T实际操作入口温度68.1℃出口温度54.4℃急冷水流量EH-202：450t/hEH-203：550t/h。随着装置生产能力的提高及设备换热能力的降低在夏季高温季节急冷水空冷器出口温度达到61℃左右不能保证装置生产要求需要向空冷器上浇淋脱盐水来降低急冷水出口温度造成了水资源的浪费和设备的腐蚀。化工一厂裂解急冷水系统经改造后配置了新型表面蒸发空冷器EH-202三台、EH-203四台（共计七台设备）替换原8台干式空冷器。单台设备参数为重量：4295kg；风机电机功率：15KW；水泵功率：2.2KW。4.1