空冷器的形式及应用

空冷器的形式及应用李伯龙(中国石油抚顺石化公司洗涤剂化工厂,辽宁抚顺113001)摘要:空冷器是以环境空气作为冷却介质对管内高温流体进行冷却或冷凝的设备,具有不需要水源,适用于髙温、髙压的工艺条件,使用寿命长,运转费用低等优点。随着水资源和能源的匮乏以及环保意识的増强,节水、节能、无污染的空冷器得到广泛应用。管翅式、表面蒸发式、板式等空冷器形式及应用关键词:空冷器;形式;应用DOl:10.662l/ j cnki. issn1001-0599.2016.S1.17中图分类号:TE98文献标识码1国内外研究概况及发展趋势70年代中期,我国开发出了湿式空冷器,该项技术已广泛用于国外从20世纪30年代,空冷技术就开始用于工业,工业发石化工业中。进入90年代,由我国兰州石油机械研究所研制开达国家都制订了严格的污水排放法规,至今在石油、化工、冶金、发出表面蒸发式空冷器,并于1996年申请了国家专利。2001电力和食品工业,空冷器作为冷凝、冷却设备,其覆盖率已经很年,兰州石油机械研究所又研制开发了新型板式空冷器并申请高。1939年德国CEA公司首先提出火电厂直接空冷设想。20了国家专利,此项技术达到了国际先进水平。在水资源和能源日世纪50年代匈牙利发展了混合式凝汽器的间接空冷系统(海勒益紧张的今天,工业用水的短缺已是全球范围内关注的问题,尤系统)、70年代,表面式凝汽器的间接空冷系统和直接空冷系统其是大量的工业污水导致的环境污染问题日趋严重,无论从经业得到了较大的发展,90年代,空冷技术在国外得到迅速发展济利益、环保要求和节能方面,该技术都是很有前途的并日趋成熟,1991年美国怀俄达克电厂的360MW的直接空空冷器按管束布置方式可分为水平式和斜顶式;按通风方冷机组投入运行,而后,在南非的马尤巴电厂又投入了3×675式可分为鼓风式和引风式;按冷却方式可分为干式湿式和干湿ⅥW的直接空冷机组。近几年,国外还开展了相变空冷系统与联合式;按结构大致可分为管翅式空冷器、表面蒸发式空冷器塑料导热翅片管等新技术的研究。板式空冷器等。我国从20世纪60年代中期开始研制空冷技术,最初主要2管翅式空冷器用于石化工业,30多年来,在理论研究和实验上都进行了大量2.1管翅式空冷器的结构形式工作,各种类型的空冷器也广泛用于石化、冶金、电力等工业中。管翅式空冷器的主体部分由矩形的管束组成,每个管束有视始终为ON,所|M00限值D4,表示待测轮胎打包的重量超出了正常区间,不符合标以接下来两条算BD起准,辅助继电器M变为ON。特别要说明,M0和M在接下来数运算指令自动 HAnD It In Is ni,m值到s中的程序中是判断轮胎重量是香正常的依据,将决定设备之后的执行:“标准重量得到轮胎重量上胆值动作,所以在图6的程序中同一次数据的大小比对后MO和MID1”“偏差重量mHe0)轮的状态只能是一个为0N另一个为OFF,两者是非此即彼的关D2”算出待测轮H D I MI轮重系,不可能同时为ON或OFF。胎打包后的重量不符合标准4结束语下限值,然后将该系统硬件结构和软件程序比较简单,公司自己就能制作该值传送到数据图5PLC程序且成本低廉,可行性很高。更重要的是,该设备的工作原理十分寄存器D4中巧妙,不用拆开轮胎的包装清点轮胎数目,而是通过自动称量每标准重量DI”+¨偏差重量D2”算出待测轮胎打包后的重量上包轮胎的重量是否处在合理区间内来判断其内部轮胎数量,解限值,然后将该值传送到数据寄存器D5中。得到D4和D5两者决了以前轮胎打包的一个难题。的数据后,当辅助继电器M4为ON时,称重传感器测得的轮胎参考文献实际重量数据被传送到“实测重量D3”中,并开始与D4、D5中[1]初航.三菱FX系列PLC编程及应用[M]北京:电子工业出版社的数据进行大小比对。这里分为两种情况,第一种:实测重量D320l1:37-112中的数据大于等于下限值D4且小于等于上限值D5,表示待测2]王建宋勇昌触摸屏实用技术(三菱M]北京:机械工业出版社轮胎打包的重量处在正常区间内,符合标准,辅助继电器M0变为ON;第二种:实测重量D3中的数据大于上限值D5或小于下〔编辑凌瑞〕雏护与修理设管理与维修35若干排三角形排列的管子,该管子一般是翅片管,也可以是光的进风口,且其四周均为进风口;同时构架又作为风机、除雾器管。介质的流向通常是逆流,热流体从管東顶端流,从底部流喷淋水分配器及光管管朿的支撑体。在管東下部四周设置了挡出,空气由下向上流动,冷却热的工艺介质。另外还有风机、百叶水板,在水箱上部四周设置了收水槽,从而减少了喷淋水外溅造窗、构架和风箱等部件,风机驱动空气流过管束,百叶窗通过调成的水损失或对设备周围平台的溅水。构架与水箱的底部带有节进入空冷器的空气量来改善空冷器的调节和适应性能,构架安装底座,只需在基础上预置地脚螺栓即可进行设备安裝。是支撑管束、风机、百叶窗以及其他附属件的钢结构,风箱用于6)喷淋水输送系统由二条管线和二台管道泵组成,它们由导流空气。喷淋水分配器端部的横向主水箱连通,二条输水线在设备工作22管翅式空冷器的使用范围时一开一闭,以便确保设备运行时喷淋水分配器正常工作;横向(1)热流体出口温度与空气进口温度之差>15℃主水管两端设置了控制阀,在输水线立放的主水管底部设置了(2)热流体出口温度>60℃,其允许波动范围>5℃放空口,这样可保证在冬季时设备的备用泵管线内喷淋水能够(3)空气的设计气温<38℃。放空,以免冻裂水管和备用泵。(4)有效对数平均温差≥40℃33表面蒸发式空冷器的使用范围(5)管内热流体的给热系数<2300W(m2·℃)。表面蒸发式空冷器(简称蒸发空冷)是一种将水冷与空冷、传(6)热流体的凝固点<0℃。热与传质过程融为一体,且兼有二者之长的新型节能、节水型高(⑦)管侧热流体的允许压降≯10kPa,设计压力>l00kPa。效冷凝冷却设备;它具有传热效率高、投资省、操作费用低、结构当热流由进口温度冷却到75℃,用干空冷最经济;热流由紧凑、占地面积小、安装、维护方便而且维护费用低、操作稳定可进口温度冷却到75-65℃,用干空冷、增湿空冷均可;热流由75靠等优点;适用于炼油和化工行业中各种塔顶油气的分冷凝冷℃冷却到比湿球温度高5-6℃,可采用湿空冷。却、油品的冷却、压缩机级间冷却,适用于电力、冶金、制冷等行业2.3管翅式空冷器与传统的水冷系统的优缺点对比中的冷却水、蒸汽、致冷剂及其他工艺流体的闭路循环冷却,尤其空冷,对环境没有热污染和化学污染;空气可随意取得,不对80℃以下的低温位介质的冷凝、冷却具有其他冷却设备难以需要任何费用和附属设备。选址不受限制;空气腐蚀性小,不需匹敌的优点。到目前为止,蒸发空冷已成功地应用于炼油、化工厂除垢和淸洗,使用寿命长;空气的压降低,故空冷操作费用低;空的酮苯脱蜡(脱油)装置、气体馏装置、丙烷(丁烷)脱沥青装置、烷冷系统的维护费用仅为水冷系统的20%~30%。基化装置、烷基苯装置、糠醛装置、重整装置、芳烃抽提装置水冷,排放水对环境有热污染和化学污染;选址必须考虑有4板式空冷器充足的水源;水腐蚀性强,易结垢;循环水压头高,故水冷的能耗4.1板式空冷器的结构形式高;由于水冷所需设备多,易于结垢,需停工清理,维护费用较高兰州石油机械研究所LBK板式空冷器由板束、风机、构架3表面蒸发式空冷器水箱及喷淋装置组成。传热单元为全焊式板束。风机采用垂直安3.1表面蒸发式空冷器的结构形式装的引风式风机。板式空冷器的主要结构特点如下。蒸发空冷主要由以下部件组成:①位于设备顶部的引风式(1)首创在空冷器中采用全焊式板式传热元件。采用自主开风机;②位于风机下方的除雾器;③位于除雾器下方的喷淋水分发的LT板,在确保板式空冷器高效安全的同时,解决了板式空配;④位于喷淋水分配器的光管管束;⑤位于光管管束下方的构冷器的在线清扫问题。设备维护方便。架与水箱;⑥喷淋水输送管线与管道泵。上述前5个部件之间均(2)根据板式空冷器特殊结构特点,在空冷器中采用改进的采用翻边法兰螺栓连接,各连接面之间均采用橡胶板和密封胶大流量、高风压、直连式轴流式风机,使板式空冷器整体性能得进行密封,以防漏风漏水到提高3.2表面蒸发式空冷器的结构特点(3)增湿结构,强化沸腾传热。(1)采用引风式轴流风机,其优点是风机风量大,而且引风(4)整体采用分体式撬装组合结构,运输、检修方便。安装不式风机向上抽吸空气,从而在其下部空间形成负压区域,加速了受平台基础的限制,更加方便灵活位于其下方的传热管外表面水膜的蒸发效率。4,2板式空冷器的工作原理(2)除雾器采用双金属轧制型翅片管束,它既能高效除雾,热介质由上向下流动,空气经喷淋水增湿降温后横穿板束,减少喷淋水损耗,又可进行高温介质(>80℃)的预冷,从而扩大与热介质形成交叉对流换热,达到冷却的效果。风机采用引风式蒸发空冷的适用范围,并增加了设备的传热面积。轴流风机。构架水箱、喷淋装置自成体系,并配有喷水泵,采用软3)喷淋水分配器在设备运行中即可方便的维护、清洗、更化水进行喷淋。换喷嘴,而且其喷淋水管线均采用不锈钢管,喷嘴采用聚氯乙烯板式空冷器采用全焊式板束作为传热单元结构,采用LT材料制成,并且将喷嘴安裝在喷淋支管的上部,从而有效地减少波纹板片作为传热元件,可满足两侧压降要求。由于板片的波纹了喷嘴堵塞的可能性形状和触点的存在,使流体形成网状复杂流。流体在板间流道中(4)管東一般采用丝堵式组焊矩形管箱(特殊情况时也可采为三维流动,同时流道的水力直径较小,极大地加强了流动的扰用可拆卸盖板式组焊矩形管箱),管朿由水平布置的单根光管组动,增大了流体的湍流程度和对流传热系数,因而在很低的雷诺成,管子与管箱的连接型式采用强度胀、强度焊或胀焊并用。数下形成湍流,且污垢系数小。波纹板片的静搅拌作用也使结垢(5)构架与水箱连成一体,下部为水箱,上部为带有百叶窗大为降低,从而使设备的清扫和维护较为方便36设畜管理与维修雏护与修理气囊式气体蓄能器在油田柱塞式注水泵的应用申维峰1,刘喆2,何文新1(1.大庆油田第九采油厂,黑龙江大庆163853;2大庆油田试油试采分公司,黑龙江大庆163412)摘要:蓄能器在油田柱塞式注水泵上的应用情况,在检查维护方面霱注意的问題结合现场处理管线振动实例,为柱塞式注水泵蓄能器规范管理提供了经验保证了设备安全平稳运行。关键词:气体蓄能器;油田柱塞式注水泵;检査维护DOl:10.16621 enki.issn1O1-0599.2016.S1.18中图分类号:TE98文献标识码:B0概述小型液压系统;胶囊惯性小,反应灵敏,适合用作消除脉动;不蓄能器有储蓄能量、稳定压力、减少能耗、补偿漏损等多种易漏气,没有油气混杂可能;维护容易、附属设备少、安装容易作用,在液压系统中广为应用。油田注水系统采用气囊式气体蓄充气方便,是目前使用和研究最多的蓄能器。油田大部分注水泵能器是减少系统管线震动,防止焊接处振裂最有效措施之一,进采用此结构。步降低注水泵运行风险。由于蓄能器类型多样、功用复杂,只2原理有清楚了解并掌握蓄能器的类型、功用,才能根据不同工况正确气囊式气体蓄能器的工作原理以波义耳定律为基础,通过压选择蓄能器,使其充分发挥作用,达到改善系统性能的目的。缩气体完成能量转化,使用时首先要向蓄能器充亼预定压力的气1结构体。当系统压力超过蓄能器内部压力时,高压水压缩气体,将水中蓄能器按加载方式可分为弹簧式、重锤式和气体式3种。由的压力能转化为气体内能;当系统压力低于蓄能器内部压力时,于弹簧式、重锤式压力和安装位置限制,油田只采用气体式蓄能蓄能器中的水在高压气体的作用下流向外部系统,释放能量器。气体式蓄能器按结构又可分为管路消振器、气液直接接触3应用式、活塞式、隔膜式、气囊式等。管路消震器是直接安装在高压系油田用柱塞式注水泵主要为卧式、单作用、三柱塞式高压往统管路上的短管状蓄能器,这种蓄能器响应性能良好,能很好地复泵。在用注水泵主要型号是3S5100、3S125、3S150、3S175,对应消除高压高频系统中的高频震荡,消震器用在高压消震系统中。安装使用的气囊式气体蓄能器型号分别为NXQ-1.631.5NⅪQ气液直接接触式蓄能器充入惰性气体,优点是容量大、反应灵4.0315、NXQ-1031.5、NXQ-25/31.5。柱塞泵在运行时出口压力敏、运动部分惯性小,无机械磨损。活塞式蓄能器利用活塞将气多为17-26MPa,囊式蓄能器公称压力为31.5MPa。注水泵在工体和液体隔开,活塞和筒状蓄能器内壁之间有密封,所以油不易作时,高压水在靠近液力端出口管线处不可避免地产生脉动,导氧化。隔膜式蓄能器是两个半球形壳体扣在一起,两个半球之间致泵体、进排液系统产生噪声、振动,不利于平稳注水和设备使用夹着一张橡胶溥膜,将油和气分开。其重量和容积比最小、反应安全。在靠近注水泵的出口侧装上囊式蓄能器,可吸收和衰减脉灵敏,低压消除脉动效果显著。动使振动降到满意的程度,在油田注水中收到较好效果。气囊式气体蓄能器由耐压壳体、弹性气囊、充气阀、提升阀、3.1检查和维护油口等组成。这种蓄能器可做成各种大小规格,适用于各种大由于柱塞式注水泵使用的工作介质多为含大量酸碱的污43板式空冷器的使用范围参考文献板式空冷器突破传统空冷器的结构限制,首创将高效节能、[1]王松汉石油化工设计手册(第三卷)化工单元过程,第一版M]北结构紧凑、占地面积小的板式传热元件引入空冷器中,是一种将京:化学工业出版社,2002.板式换热器与空冷式换热器优点结合在一起的新型冷凝冷却设[2】中国石化集团上海工程有限公司化工工艺设计手册第三版M备。板式空冷器具有传热效率高、流通面积大、管内阻力降低、结北京:化学工业出版社,2003构紧凑、占地面积小、可大型化等优异的技术性能。采用板式空[3]石油化学工业部右油化工规划院冷换设备工艺计算M1976冷器节电、节水,同时可解决许多新建或扩容改造装置场地严重4]马义伟空冷器的设计与应用M]哈工大出版社998不足的问题,在压降要求低的场合板式空冷器更具有其他空冷「5]张素香孙铁等板式空冷器筛板式液体分布器结构与流动规律器难以匹敌的优点。板式空冷器是现代炼油、化工、电力、核能及分析[J石油化工设备技术,2006冶金等行业中空冷器升级换代的理想产品。在当前全球水源、能]张安热风循环式空冷器简介.石油化工设备,19907编辑凌瑞〕源紧张的情况下,在炼油、化工、电力、核能及冶金等能耗、水耗较大的行业,板式空冷器有着广阔的应用前景。雏护与修理设管理与维临37