培訓課件設備基本知識-空冷器

1、員工培訓課件l1. 空冷器的概況空冷器的概況 2. 空冷方式與水冷方式的優(yōu)缺點比較空冷方式與水冷方式的優(yōu)缺點比較l 空冷式換熱器，簡稱空冷器，它是以環(huán)境空氣作為冷卻介質，依靠翅片管擴展傳熱面積強化管外傳熱，靠空氣橫掠翅片管管束后的空氣溫升帶走管內熱負荷，達到冷凝、冷卻管內熱流體的目的。l 在煉油廠和石油化工廠的冷換設備中，空氣冷卻器成為不可或缺的一類設備。其應用范圍包含了塔頂油氣冷凝到汽油、柴油冷卻的各種不同工況。在化學工業(yè)、電力、冶金等行業(yè)，空氣冷卻器也有著廣泛的應用。l1）空冷與水冷優(yōu)點的比較l空冷的最大優(yōu)點就是操作費用低，節(jié)約用水，對環(huán)境沒有污染，但占地面積大，投資多，有時使用受到限制；

2、水冷的最大優(yōu)點是結構緊湊、安裝費用低，但操作費用高，對環(huán)境污染嚴重。l2）空冷器與節(jié)能的關系l空冷器一般是把高溫工藝介質的熱量散入大氣中（空冷預熱器類型除外），無助于節(jié)能，但從冷卻觀點看，空冷器比水冷器耗用動力要少的多，有助于節(jié)能，是節(jié)能設備。l實踐證明空冷器不僅可以節(jié)約大量用水，防止對環(huán)境的污染，而且維護費用低，還較安全可靠，與水冷相比，還具有更長的使用壽命，因此發(fā)展空冷器技術和設備即是節(jié)水、保護環(huán)境的要求，也是節(jié)能的要求。 l 空冷的優(yōu)點l1對環(huán)境沒有熱污染和化學污染； l2空氣可隨意取得，不需任何輔 助設備和 費用；l3選廠址不受限制；l4空氣腐蝕性小，不需要除垢和清洗，使用壽命長；l5

3、空氣的壓降僅有1020毫米，故空氣的操作費用低；l6空冷系統(tǒng)的維護費用，一般情況下僅為水冷系統(tǒng)的2030%； l7一旦風機電源切斷，仍有3040%的自然冷卻能力。 水冷的缺點l1對環(huán)境污染嚴重;l2冷卻水往往受水源限制，需設置管線和泵站等設施；l3特別對較大的廠，選廠址時必須考慮有充足的水源；l4水腐蝕性強，需要進行處理，以防結垢和臟物的淤積；l5循環(huán)水壓高（取決于冷卻器和冷水塔的相對位置），l故水冷能耗高；l6由于水冷設備多，易于結垢，在溫暖氣候條件下還易生長微生附于冷卻器表面，常常需要停工清洗；l7電源一斷，即要全部停產。l水冷的優(yōu)點 l1水冷通常能使工藝流體冷卻到低于空氣溫度23，且循環(huán)

4、水在水塔中可被冷卻到接近環(huán)境濕球溫度；l2水冷對環(huán)境溫度變化不敏感；l3水冷器結構緊湊，其冷卻面積比空冷器冷卻面積要大的多；l4水冷器可以設置在其他設備之間，如管線下面； l5用一般列管式換熱器即可滿足要求；l6無噪聲。l空冷的缺點l1由于空氣比熱小，且冷卻效果取決與干球溫度，通常不能把工藝流體冷卻到環(huán)境溫度；l2大氣溫度波動大，風、雨、陽光，及季節(jié)變化，均會影響空冷器的性能，在冬季還可能引起管內介質凍結；l3由于空氣側膜傳熱系數(shù)低，故空冷器的要小的多；l4空冷器不能緊靠大的障礙物，如建筑物、大樹，否則會引起熱風循環(huán)；l5要求用特殊工藝制造的翅片管和風機； l6有一定的噪聲。 l1.空冷器基本

5、部件空冷器基本部件 l2.空冷器分類空冷器分類 l3.結構型式結構型式l4.普通空冷器型號的表示方法普通空冷器型號的表示方法1.空冷器的基本部件空冷器主要由管束、風機、構架及百葉窗所組成管束：由管箱、翅片管和框架的組合件組成。需要冷卻或冷凝的流體在管內通過，空氣在管外橫掠流過翅片管束，對熱流體進行冷卻或冷凝換熱； 軸流風機：一個或幾個為一組的軸流風機，驅使空氣的流動；構 架：空氣冷卻器管束及風機的支撐部件；1.空冷器的基本部件空冷器的基本部件示意圖2.空冷器的分類（1）按空冷器管束布置型式分類： 水平式空冷器； 斜頂式空冷器； 立式空冷器； 圓環(huán)式空冷器（2）按空冷器通風方式分類： 自然通風式

6、空冷器；鼓風式空冷器；引風式空冷器（3）按空冷器冷卻方式分類： 干式空冷器； 濕式空冷器 干濕聯(lián)合空冷器； 兩側噴淋聯(lián)合空冷器；（4）按空冷器風量控制方式分類： 百葉窗調節(jié)式空冷器；可變角調節(jié)式空冷器； 電機調速式空冷器l 空冷器按管束布置方式分為：水平式、斜頂式、立式等l（1）水平式空冷器：管束為水平布置，其特點是管子布置清晰、整齊，適于多單元組合，傳熱面積、管束長度不受限制，管內熱流體和管外空氣分布比較均勻，結構簡單，安裝方便，是煉油廠和石油化工廠中應用最多的空冷器，但其占地面積較大、管內壓降較大。l（2）斜頂式空冷器：管束斜放呈人字形，夾角一般在60左右，風機置于管束下方空間的中央。其特

7、點是占地面積小（比水平式少4050%），結構緊湊、管內壓降較小，但管內介質和管外空氣分布不夠均勻，熱空氣容易形成較嚴重的熱風循環(huán)，結構復雜，成本也較高，一般多用作煉廠減壓塔頂冷凝器，與立式管束配合用于干、濕聯(lián)合空冷。l（3）立式空冷器：管束立放，其特點是結構緊湊、占地面積小，但管束中空氣分布不均勻，易受外界自然風的干擾，結構復雜，多用于濕空冷和干濕聯(lián)合空冷。l空冷器按通風方式分為：鼓風式、引風式、自然通風式l（1）鼓風式空冷器：管束置于風機排風側的空冷器l優(yōu)點：la、風機和驅動機構不與熱空氣接觸，結構材料可不考慮溫度的影響，使用壽命較長lb、結構簡單、便于維護保養(yǎng)lc、比較容易放置多個空冷器單

8、元l缺點：la、空氣經過底排管束的速度大，壓力損失大，雖然可以強化傳熱，但氣流分布不均勻lb、管束暴露于大氣中，翅片管易被雪、雨侵襲而損傷、弄臟或腐蝕lc、在特殊氣候條件下（如暴風雨、冰雹等）管內熱流體的出口溫度不易精確控制，操作波動大ld、熱空氣離開管束時，流速較低，有可能產生熱風再循環(huán)現(xiàn)象l（2）引風式空冷器：管束置于風機吸風側的空冷器l優(yōu)點：la、風扇和風筒對管束有屏蔽作用，能減少暴風雨及烈日對管束的直接影響，有利于溫度控制lb、經風機排出的熱風流速較高，熱風再循環(huán)的可能性大為減少lc、進入管束的氣流分布較均勻，空氣壓降稍有降低ld、風筒具有一定的吸風作用，能促進空氣進行自然對流，因而可

9、減少動力消耗le、因為風機安裝位置較高，所以平臺處噪聲較低lf、占地面積小，因為管束下面的走廊可安裝其它設備，如管線、泵等l缺點：la、風機位于管束之上，直接受熱空氣作用，葉片和軸承需要有較好的耐熱性能，一般要求風機出口溫度不超過120lb、為防止風機空載時的超負荷，風機要有一定余量lc、風機及傳動機構的維修保養(yǎng)較為麻煩，l從總的情況看，目前國外應用情況大約是：引風式占60%、鼓風式占40%。 l（3）自然通風式空冷器：自然通風式空冷器是借管束上面的熱空氣和管束下面的冷空氣的密度差引起的空氣自然流動而帶走管內熱量達到冷卻管內熱流體的目的，空氣的速度主要取決于風筒的高度和通過管束及空氣的溫度。l

10、優(yōu)點：由于它不用或很少用風機，因而具有節(jié)能和無噪音污染、運行費用低的優(yōu)點。l缺點：由于是自然對流，空氣流速低，總的傳熱效率不如普通空冷器，其一次性投資比普通空冷器高，大約44%。l自然通風式空冷器主要應用于火力發(fā)電廠。 l空冷器按冷卻方式分為：干式空冷器、濕式空冷器、干濕聯(lián)合式空冷器、l 兩側噴淋聯(lián)合空冷器；l（1）干式空冷器l干式空冷器就是常規(guī)空冷器，它是以環(huán)境空氣作為冷卻介質，依靠翅片管擴展傳熱面積來強化管外傳熱，借空氣橫掠翅片管后的空氣溫升帶走熱量，達到冷卻、冷凝管內熱流體的目的。其特點是操作簡單，使用方便；但其管內熱流體出口溫度取決于空氣干球溫度，一般以不低于5565為宜，而且熱流體出

11、口溫度與設計氣溫之差不低于1520，否則不經濟。l（2）濕式空冷器l為彌補干空冷的缺點，出現(xiàn)了濕式空冷器。濕式空冷器根據(jù)其噴水方式可分為增濕型和噴淋型兩種l（3）干濕聯(lián)合式空冷器l干濕聯(lián)合式空冷器就是將干空冷和濕空冷器組合成一體，由于組合方法的不同，結構形式也有多種變化。一般在工藝流體的高溫區(qū)域用干空冷，在低溫區(qū)域用濕空冷。其結構、操作均較復雜。 3.空冷器的結構型式空冷器的基本類型：1）水平式的結構型式2）直立式結構型式3）斜置式的結構型式3.空冷器的結構型式結構形式結構形式適用場合及特點適用場合及特點優(yōu)缺點優(yōu)缺點水平鼓風式 適用于任何場合。管束水平放置，為了防止冷凝液停留在管中，管子應有3

12、或1的傾斜。鼓風式風機葉輪是水平放置，置于管束下方，進入葉片的是冷空氣。優(yōu)點是：結構簡單，安裝方便，管內熱流體和管外空氣分布比較均勻。缺點是：占地面積比較大，管內流動阻力較斜頂式大。水平引風式引風式風機葉輪是水平放置，置于管束上方，進入葉片的是熱空氣。3.空冷器的結構型式2）直立式結構型式3.空冷器的結構型式結構形式結構形式適用場合及特點適用場合及特點優(yōu)缺點優(yōu)缺點風機葉輪水平放置管束立放。風機葉輪可垂直或水平放置。多用于濕式空冷，干濕聯(lián)合空冷。安置方向應于平時的風向配合，一般用于氣體冷凝冷卻，也適用于真空系統(tǒng)。進入葉片的是熱空氣或增濕后的熱空氣。優(yōu)點是：結構緊湊，占地面積小。管內熱流體阻力較水

13、平式小。缺點是：管束內空氣分布不均勻，易受到外界自然風的干擾；管束不易太長，否則其剛度下降。另外結構略微復雜。風機葉輪垂直放置3.空冷器的結構型式3）斜置式的結構型式3.空冷器的結構型式結構形式結構形式適用場合及特點適用場合及特點優(yōu)缺點優(yōu)缺點斜頂鼓風式適用于任何場合。鼓風式風機葉輪是水平放置，置于管束下方，進入葉片的是冷空氣。優(yōu)點是：管內熱流體和管外空氣分布比較均勻。傳熱系數(shù)比水平式略高。管內流動阻力小。占地面積較小。缺點是：結構略復雜。斜頂引風式管束斜放呈人字形，夾角一般在60左右，百葉窗至于管束上方，風機置于管束上方空間的中央。l1） 管束管束la. 型式與代號見表管束型式代號管箱型式代號

14、翅片管型式代號鼓風式水平管束 GP 絲堵式管箱SL型翅片管L斜頂管束X可卸蓋板式管箱 K1雙L型翅片管LL引風式水平管束 YP 可卸帽蓋式管箱 K2滾花型翅片管 KL集合管式管箱J雙金屬軋制翅片管DR鑲嵌型翅片管Gl 管程數(shù)l 翅化比/翅片管型式l 設計壓力Mpa,管箱型式l 管束換熱面積 m2l 管排數(shù)l 管束公稱尺寸:長寬ml 管束型式l 鼓風式水平管束：長9m、寬2m、6排管；基管換熱面積140m2；設計壓力為4Mpa；可卸蓋板式管箱；鑲嵌式翅片管，翅化比17.3；管程的管束型號為：l GP9261404K117.3/Gl 斜頂管束：長4.5m、寬3m、4排管；基管換熱面積63.6m2；

15、設計壓力為1.6Mpa；絲堵式管箱；雙LL型翅片管，翅化比23.0；管程的管束型號為：l X4.53463.61.6S23.0/LL 空冷器的風機主要分為兩種： a）引風式： 空氣先經過管束再至風機。 引風式風機的優(yōu)點有： 1.氣流分布均勻， 2.噪音較小， 3.管束下部空間可以利用， 缺點有： 1.風機安裝在管束的上部，受管束高溫的影響，不利于維護風機。 2.經管束后進入風機的空氣溫度較高，故引風式比鼓風式消耗功率約大10%。 3.管束需從下部檢修，操作不方便。 b）鼓風式： 空氣先經過風機再至管束。 鼓風式風機的優(yōu)點有： 1.易于產生湍流，對傳熱有利。 2.操作費用較低。 3.可以從上部檢

16、修管束，操作方便。 缺點有： 1.氣流分布不均勻。 2.管束上部敞開容易受日光和雨水的影響。la. 型式與代號見表通風方通風方式式代代號號風量調節(jié)方風量調節(jié)方式式 代代號號葉片型式葉片型式 代號代號風 機 傳 動 方 式風 機 傳 動 方 式（見圖（見圖4）代代號號鼓風式鼓風式G停機手動調停機手動調角風機角風機 TFR型玻璃型玻璃鋼葉片鋼葉片RV帶傳動帶傳動V引風式引風式Y不停機手動不停機手動調角風機調角風機 BFB型玻璃型玻璃鋼葉片鋼葉片B齒輪減速器傳動齒輪減速器傳動C自動調角風自動調角風機機 ZFJ鑄鋁葉片鑄鋁葉片L電動機直接傳動電動機直接傳動Z自動調速風自動調速風機機ZFS懸掛式懸掛式V

17、帶傳動，帶傳動，電機軸朝上電機軸朝上VS懸掛式懸掛式V帶傳動，帶傳動，電機軸朝下電機軸朝下VX 電動機功率，kW 風機傳動方式 葉片數(shù) 葉片型式 葉輪直徑102mm 風量調節(jié)方式 通風方式 l 鼓風式；停機手動調角風機、直徑2400 mm、B型玻璃鋼葉片、葉片數(shù)4個；懸掛式電機軸朝上V帶傳動、電動機功率18.5 kW的風機型號為：l GTF24B4VS18.5l 引風式；自動調角風機、直徑3000 mm、R型玻璃鋼葉片、葉片數(shù)6個；帶支架的直角齒輪傳動、電動機功率15 kW的風機型號為：l YZFJ30R6C15 la. 型式與代號見表構架型式構架型式代號代號構架開（閉）型式構架開（閉）型式代

18、號代號風箱型式風箱型式代號代號鼓風式水平構架鼓風式水平構架GJP開式構架開式構架K方箱型方箱型F斜頂構架斜頂構架JX閉式構架閉式構架B過渡錐型過渡錐型Z引風式水平構架引風式水平構架YJP 斜坡型斜坡型Pl l l 風箱型式l 風機直徑102mm/臺數(shù)l 構架公稱尺寸長寬l （對斜頂式構架為長寬l 斜邊長）m，開（閉）型式l 構架型式l 鼓風式空冷器水平構架、長9m、寬4m；風機直徑3600mm、2臺、方箱型風箱；閉式構架型號為：l GJP94B36/2Fl 鼓風式空冷器斜頂構架、長5m、寬6m；風機直徑4500mm、1臺、過渡錐型風箱；閉式構架型號為：l JX564.5/B45/1Z la.

19、型式與代號：手動調節(jié)代號SC；自動調節(jié)代號ZClb. 百葉窗型號表示方法l l l 公稱尺寸，長寬，ml 調節(jié)方式lc. 示例l 手動調節(jié)百葉窗，長9m、寬3m，其型號為：l SC93l 自動調節(jié)百葉窗，長6m、寬2m，其型號為：l ZC62 l l 百葉窗型式，公稱尺寸/臺數(shù)l 構架型式，公稱尺寸，開（閉）型式/臺數(shù)l 風機型式，葉輪直徑102mm/臺數(shù)l 管束型式，公稱尺寸/片數(shù)l示例：l 鼓風式空冷器l鼓風式空冷器、水平式管束、長寬為9m3m、4片；停機手動調角風機、直徑3600mm、4臺；水平式構架、長寬為9m6m；一跨閉式構架，一跨開式構架；手動調節(jié)百葉窗、4臺、長寬為9m3m的空冷

20、器型號為：l GJP96B/1lGP93/4TF36/4 SC93/4l GJP96K/1l 引風式空冷器l引風式空冷器、水平式管束、長寬為9m3m、2片；自動調角風機、直徑3600mm、1臺,停機手動調角風機、直徑3600mm、1臺；水平式構架、長寬為9m6m；一跨閉式構架；自動調節(jié)百葉窗、長寬為9m3m、2臺的空冷器型號為：l ZFJ36/1 lYP93/2 YJP96B/1ZC93/2l TF36/1 1、概念 表面蒸發(fā)式空冷器，其結構由水箱、光管管束、噴淋除霧、預冷、風機等零部件組成，是一種將水冷與空冷，傳熱與傳質過程融為一體，且兼有兩者之長的新型、高效冷卻設備，具有結構緊湊、傳熱效率

21、高、投資省、操作費用低、安裝維護方便、占地面積小等特點，適用于煉油、化工、冶金、制冷、輕工、電力等行業(yè)，其原理是管外水膜的蒸發(fā)強化傳熱，即從目前普通空冷的顯熱傳熱升華為潛熱傳熱。 2、表面蒸發(fā)式空冷器結構圖3、表面蒸發(fā)式空冷器的優(yōu)缺點優(yōu)點是： 可使介質冷卻至環(huán)境溫度+5； 占地面積節(jié)省1倍以上； 操作費用節(jié)省35.5%； 投資費用節(jié)省15%； 傳熱效率提高40%以上； 適用于溫度170，壓力20MPa的場合； 節(jié)水、節(jié)電效果顯著； 特別適合于目前全球氣溫變暖、水源緊張的情況；缺點： 1. 必須采用軟化水； 2.壓降0.001MPa的場合不能使用，如減頂冷凝、冷卻。1、概念 板式空冷器，是由板束、風機、水箱、噴淋等零部件組成，是一種將板式換熱器與空冷器優(yōu)點相結合的新型高效空冷器，即具有節(jié)水效果好、環(huán)境污染小，又具有傳染效率高、結構緊湊、壓降小、體積小、占地小、重量輕、流通面積大等優(yōu)點，