空冷器的工藝設(shè)計復(fù)習(xí)進(jìn)程

1、空冷器的工藝設(shè)計【摘要】本文介紹了空冷器的典型工藝設(shè)計流程和方案，分析了在工藝設(shè)計過程中的主要設(shè)計參數(shù)選取，空冷器在化工生產(chǎn)中占著非常重要的比重，國內(nèi)外對空冷器的工藝設(shè)計有著系統(tǒng)的研究。本論文以甘肅伏龍泉當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件作為數(shù)據(jù)來源，根據(jù)工藝要求、場地情況、環(huán)境溫度變化資料和環(huán)保要求，確定具體的設(shè)計參數(shù)、總體方案、空冷器的型式，對空冷器的設(shè)計研究具有非常重要的參考價值和意義。【關(guān)鍵詞】空冷器工藝參數(shù)翅片管管程數(shù)管束風(fēng)機(jī)總體方案工況條件空冷器的主要設(shè)計參數(shù)如下工藝氣組分如下設(shè)計要求環(huán)境設(shè)計溫度35C，海拔影響不計，管內(nèi)壓降20KPa工藝參數(shù)確定空氣設(shè)計溫度確定空氣設(shè)計溫度指設(shè)計空冷器時選用的當(dāng)?shù)乜?/p>

2、氣入口干球溫度。本次設(shè)計根據(jù)需方提供氣象數(shù)據(jù)，確定空氣入口溫度為35C。管內(nèi)介質(zhì)設(shè)計溫度確定入口溫度確定理論上熱流入口溫度愈高，采用空冷愈經(jīng)濟(jì)，但入口溫度超過200C時，應(yīng)考慮用其他換熱器進(jìn)行熱量回收。出口溫度確定出口溫度的選取直接影響空冷器經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)，直接決定空冷器型式的選擇。干式、濕式空冷器型式確定一般條件下，對于干式空冷器接近溫差一般應(yīng)大于15C，若熱流體出口溫度不能滿足要求，則考慮采用濕式空冷器。需方給出管程進(jìn)出溫度為75C/45C，接近溫度為30C,本次設(shè)計使用干式空冷合理。管排數(shù)確定管排數(shù)對于空冷器經(jīng)濟(jì)性的影響較大，從經(jīng)濟(jì)上考慮，一般希望空氣溫升15-20C,增加管排數(shù)，空氣

3、溫升增加，但壓降也增加，合理選擇管排數(shù)的意義重大。本次設(shè)計為天然氣冷卻，確定管排數(shù)為6。迎面風(fēng)速確定迎面風(fēng)速代表了空氣經(jīng)過翅片管的速度，過小會導(dǎo)致空氣出口溫度過高，空氣與熱流的溫差低，換熱效率降低，需增大換熱面積，成本增加；受風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響，迎面風(fēng)速不能設(shè)計過高。根據(jù)以往設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，本次設(shè)計管排數(shù)為6，所以擬設(shè)計迎面風(fēng)速為2.5-3m/s.管程數(shù)的確定選擇管程數(shù)主要取決于允許管程壓降和流體溫度變化范圍，以上兩者較大時可以選用多管程，單相流全冷卻時，在滿足允許壓降的條件下應(yīng)盡量提高流速，管內(nèi)流體處于湍流狀態(tài)對換熱最有利，因此選用雙管程以上比較合適。本次設(shè)計根據(jù)壓力降以及管程流速，選用雙管程?？傮w方

4、案設(shè)計管束尺寸設(shè)計翅片管參數(shù)設(shè)計常用翅片管尺寸為，基管C25x2.5mm，翅片類型為DR(雙金屬軋制)，翅片厚度為0.4mm，翅片外徑為57mm,每米翅片數(shù)不少于433片，這是一種常用高翅片管，另外還有許多種類的翅片管，具體選用原則要考慮壓降，內(nèi)外膜傳熱系數(shù)，經(jīng)濟(jì)性以及設(shè)備尺寸要求等因素，本次選用上述參數(shù)的翅片管，翅片基管材質(zhì)選用20鋼管(GB9948-2006)。管外條件設(shè)計空冷器也是一種換熱器，與其他類型換熱器最大的區(qū)別是管外介質(zhì)一般是空氣，相比其他換熱器來說，環(huán)境因素對空冷器的影響很大。首先是環(huán)境溫度的影響，直接決定了管外介質(zhì)的溫度，影響傳熱溫差，進(jìn)而影響換熱效率；其次是海拔的影響，直接

5、影響管外介質(zhì)的密度，影響管外介質(zhì)的體積流量。此次設(shè)計環(huán)境設(shè)計溫度由甲方確定為35C,海拔比較低，暫時忽略海拔對管外介質(zhì)的影響。管內(nèi)條件設(shè)計此次設(shè)計管內(nèi)介質(zhì)為天然氣，按天然氣主要組分選取管內(nèi)污垢熱阻系數(shù)，另外需要考慮的是管內(nèi)壓降數(shù)值，可以通過改變管程數(shù)以及改變換熱管內(nèi)徑或者長度來滿足允許壓降值。管束規(guī)格型號設(shè)計通過改變換熱管數(shù)量和長度，得出管束的寬度，因?yàn)轱L(fēng)機(jī)擴(kuò)散為圓形，所以空冷器的長寬最好趨近于正方形或者正方形的組合。本次設(shè)計確定空冷器尺寸為5mx2.5m。3.2風(fēng)機(jī)選型設(shè)計根據(jù)NB/T47007-2010中每臺風(fēng)機(jī)的回轉(zhuǎn)面積至少應(yīng)占該風(fēng)機(jī)所對應(yīng)管束迎風(fēng)面積的40%。我們可以得出本次設(shè)計選用直徑為1.8米的風(fēng)機(jī)2臺，風(fēng)機(jī)型號為：G-TF18L4-VS5實(shí)際空冷器所需的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量為135000m3/h,兩臺風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量為140000m3/h，大于空冷器所需要的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量，所以選取兩臺G-TF18L4-VS5風(fēng)機(jī)滿足工況要求。結(jié)語通過以上論證，對空冷器的主要參數(shù)：溫度、管排數(shù)、管程數(shù)、迎面風(fēng)速、干濕空冷器型式、翅片管規(guī)格、管束規(guī)格型號、風(fēng)機(jī)型號、風(fēng)量等的方案確認(rèn)，滿足此工況下熱流體冷卻的要求。另外，在化工企業(yè)等生產(chǎn)工藝過程都有采用空氣冷卻的實(shí)例，隨著設(shè)計和制造技術(shù)的進(jìn)步，空冷器得到越來越廣泛的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)：GB150-2011壓力容器中國標(biāo)準(zhǔn)出版社出版發(fā)行GB15