空氣冷卻器課件

空氣冷卻器主要掌握的內(nèi)容空氣冷卻器的結(jié)構(gòu)形式空氣冷卻器的基本部件空氣冷卻器的承載種類(lèi)空氣冷卻器的常見(jiàn)故障及處理方法一、空氣冷卻器的定義及優(yōu)點(diǎn)空氣冷卻器簡(jiǎn)稱(chēng)空冷器，是20世紀(jì)40年代發(fā)展起來(lái)的，空氣冷卻器是以環(huán)境空氣作為冷卻介質(zhì)，橫掠翅片管外，使管內(nèi)高溫工藝流體得到冷卻或冷凝的設(shè)備，目前已基本取代了傳統(tǒng)的水冷卻器。優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約了用水，減少了水污染，投資及維護(hù)成本小。使用空冷器的原因:A隨著工業(yè)，特別是煉油、石油化工、動(dòng)力工業(yè)的發(fā)展，用水量急劇增加，出現(xiàn)了水供應(yīng)不足。B人們對(duì)保護(hù)環(huán)境，防止工業(yè)用水對(duì)江河湖海污染的呼聲日益高漲。

C能源日益短缺，要求最大限度地節(jié)約能源。特點(diǎn)：以空氣為介質(zhì)的空冷器是非常理想的冷卻、冷凝設(shè)備。它不僅可以節(jié)約大量用水，防止對(duì)環(huán)境的污染，而且維護(hù)費(fèi)用低，運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠，與水冷相比，還具有更長(zhǎng)的使用壽命?？諝饫鋮s與水冷相比的優(yōu)點(diǎn)空冷的優(yōu)點(diǎn)水冷的缺點(diǎn)1對(duì)環(huán)境沒(méi)有熱污染和化學(xué)污染對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重2空氣可隨意取得，不需任何輔助設(shè)備和費(fèi)用冷卻水往往受水源限制，要設(shè)置管線(xiàn)和泵站等設(shè)施3選廠(chǎng)址不受限制特別對(duì)較大的廠(chǎng)，選廠(chǎng)址時(shí)必須考慮有充足的水源4空氣腐蝕性小，不需要除垢和清洗，使用壽命長(zhǎng)水腐蝕性強(qiáng)，需要進(jìn)行處理，以防結(jié)垢和臟物的淤積5空氣的壓降僅有10～20毫米，故空氣的操作費(fèi)用低循環(huán)水壓頭高（取決于冷卻器和冷水塔的相對(duì)位置），故水冷能耗高6空冷系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用，一般情況下僅為水冷系統(tǒng)的20～30％由于水冷設(shè)備多、易結(jié)垢，在溫暖氣候條件下還易生長(zhǎng)微生物，附于冷卻器表面，常常需要停工清洗7一旦風(fēng)機(jī)電源被切斷，仍有30～40％的自然冷卻能力電源一斷，即要全部停產(chǎn)水冷卻與空冷相比的優(yōu)點(diǎn)

水冷的優(yōu)點(diǎn)空冷的缺點(diǎn)1水冷通常能使工藝流體冷卻到低于空氣2～3℃，且循環(huán)水在水塔中可被冷卻到接近環(huán)境濕球溫度由于空氣比熱小，且冷卻效果取決于干球溫度，通常不能把工藝流體冷卻到環(huán)境溫度2水冷對(duì)環(huán)境溫度變化不敏感大氣溫度波動(dòng)大，風(fēng)、雨、陽(yáng)光，以及季節(jié)變化，均會(huì)影響空冷器的性能，在冬季還可能引起管內(nèi)介質(zhì)凍結(jié)3水冷器結(jié)構(gòu)緊湊，其冷卻面積比空冷器要小得多由于空氣側(cè)膜傳系數(shù)低，故空冷器的冷卻面積要大得多4水冷器可以設(shè)置在其他設(shè)備之間，如管線(xiàn)下面空冷器不能緊靠大的障礙物，如建筑物、大樹(shù)，否則會(huì)引起熱風(fēng)循環(huán)5用一般列管式換熱器即可滿(mǎn)足要求要求用特殊工藝制造的翅片管和風(fēng)機(jī)6無(wú)噪聲有一定的噪聲應(yīng)用主要應(yīng)用于煉油廠(chǎng)、石油化工廠(chǎng)、液化天然氣石油氣、煤液化、煤氣管道、火力發(fā)電海洋工程、原子能工業(yè)及城市垃圾處理。對(duì)于遇水易爆、易溶的有毒介質(zhì)尤為適合。

二、空冷器的主要組成管束構(gòu)架風(fēng)機(jī)百葉窗按管束布置可分為：水平式、立式斜式、斜頂式。按通風(fēng)方式可分為：鼓風(fēng)式、引風(fēng)式按冷卻方式可分為：干式、濕式、干濕聯(lián)合三、空冷器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型鼓風(fēng)式水平空冷器

引風(fēng)式水平空冷器

濕式空冷器干－濕式聯(lián)合空冷器斜頂式空冷器三、空冷器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型1、平頂式空冷器:（形式、分類(lèi)、特點(diǎn)）管束水平放置，多用于冷凝、冷卻。

鼓風(fēng)式:管束位于風(fēng)機(jī)上方,風(fēng)機(jī)由下向上送風(fēng).引風(fēng)式:管束位于風(fēng)機(jī)的下方,風(fēng)機(jī)由內(nèi)向外排風(fēng).受氣候影響小,熱空氣不易回流,噪音小3分貝,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,維護(hù)檢修較麻煩,功耗大10%.三、空冷器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型2、斜頂式空氣冷卻器管束45度斜置于構(gòu)架頂部.多用于介質(zhì)的冷凝。特點(diǎn)：占地面積小，管阻和膜放熱系數(shù)比水平式好，但熱空氣易回流（鼓風(fēng)式），結(jié)構(gòu)復(fù)雜。三、空冷器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型3、濕式空氣冷卻器：管束立置，外側(cè)噴水，引風(fēng)式。介質(zhì)入口溫度不宜大于80度特點(diǎn)：增濕降溫，效果顯著腐蝕管束，造價(jià)較高三、空冷器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型4、干濕聯(lián)合式空氣冷卻器：干濕組合特點(diǎn)：占地面積小投資省運(yùn)行費(fèi)用低管束面積須匹配得當(dāng)

三、空冷器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型5、熱風(fēng)循環(huán)式空氣冷卻器：用于被冷介質(zhì)在最低設(shè)計(jì)氣溫下，易發(fā)生凝結(jié)或有結(jié)晶物析出的情況。分類(lèi)：熱風(fēng)內(nèi)循環(huán)式空冷器熱風(fēng)外循環(huán)式空冷器特點(diǎn)：利用自身熱源自控水平要求高三、空冷器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型6、其他特殊用途空冷器自然通風(fēng)式空冷器：利用空氣自然對(duì)流進(jìn)行冷卻，能耗和維修費(fèi)用低，一次投資高。光管式空冷器：結(jié)構(gòu)與平頂式空冷器相同，但傳熱管無(wú)翅片。四、空冷器的基本部件管束：風(fēng)機(jī)：百葉窗：構(gòu)架：噴淋系統(tǒng)：四、空冷器的基本部件1、管束：由翅片管、管箱、側(cè)梁、及支持梁組成，是空冷器的傳熱部件。管束主要掌握:（1）翅片管的組成：由翅片和管基組成。翅片管的種類(lèi)：繞片管、扎片管、套片管、鑲片管、焊片管等。（2）管箱的作用：將單根的翅片管組合成一個(gè)集合體，用來(lái)分配和導(dǎo)向流體。每片管束至少有兩個(gè)管箱（3）管箱的分類(lèi)：絲堵式管箱、法蘭式管箱、集合管式管箱、分解式管箱。（4）翅片管與管板的連接方法：強(qiáng)度脹接、強(qiáng)度焊接、脹焊并用。可卸蓋板式空冷器管束蒸發(fā)空冷器產(chǎn)品管箱絲堵式(S)可卸蓋板式(K1)可卸帽蓋式(K1)集合管式(J)

管箱適用范圍及特點(diǎn)

介質(zhì)進(jìn)出口溫度差大于110℃時(shí)，采用分解管箱，用以分解熱膨脹造成的管束變形。

管箱型式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)絲堵式(S)a使用最普遍b承壓能力較高可達(dá)23MPaa不宜用于污垢系數(shù)大于0.001m2h℃/kcal的介質(zhì)b加工量較大可卸蓋板式(K1)a宜用于污垢系數(shù)大于0.001m2h℃/kcal的介質(zhì)和易凝介質(zhì)b管頭焊接較為容易a承壓能力較差一般不大于2.5MPab密封要求高可卸帽蓋式(K2)a宜用于污垢系數(shù)大于0.001m2h℃/kcal的介質(zhì)和易凝介質(zhì)b管頭焊接容易a承壓能力較差一般不大于2.5MPab檢修需拆管線(xiàn)c密封要求高集合管式(J)a承壓能力較高可達(dá)32MPab管箱重量輕，加工量少a換熱管易堵塞，且沖涮腐蝕較嚴(yán)重翅片管形式：翅片管適用范圍及特點(diǎn)翅片管型式缺點(diǎn)La最高溫度150℃b制造設(shè)備簡(jiǎn)單c價(jià)格低廉a(chǎn)不宜用于震動(dòng)很大的場(chǎng)合b熱效率低KLa最高溫度250℃b翅片管的結(jié)合力及受冷熱急變能力較佳c熱效率較L型高10％d價(jià)格低廉a(chǎn)翅片剛度較差b設(shè)備需進(jìn)口LLa最高溫度170℃b適用于濕空冷c價(jià)格較L、KL略高a不宜用于震動(dòng)很大的場(chǎng)合b熱效率低Ga最高溫度350℃b翅片管的結(jié)合力及受冷熱急變能力較佳c熱效率較L型高20％d價(jià)格低廉a(chǎn)翅片剛度較差b基管耐腐蝕性較差c不適用于高壓場(chǎng)合d設(shè)備需進(jìn)口DRa最高溫度280℃b翅片管的結(jié)合力較佳c翅片剛度較佳d基管耐腐蝕性佳a(bǔ)價(jià)格較高b受冷熱即便能力較差c熱效率較與L型相當(dāng)四、空冷器的基本部件2、百葉窗：由窗葉、調(diào)節(jié)機(jī)械、側(cè)梁等組成。用來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量大小。百葉窗的作用：調(diào)節(jié)風(fēng)量、保護(hù)管束。百葉窗的結(jié)構(gòu)：由葉片、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、及框梁組成。百葉窗的葉片形式：折板順開(kāi)式、平板順開(kāi)式、翼形對(duì)開(kāi)式。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的作用：推動(dòng)百葉窗葉片旋轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的種類(lèi)：手柄式機(jī)構(gòu)、蝸輪式機(jī)構(gòu)、汽缸式機(jī)構(gòu)、自調(diào)式機(jī)構(gòu)。百葉窗四、空冷器的基本部件3、風(fēng)機(jī)：由風(fēng)葉、輪轂、電機(jī)、驅(qū)動(dòng)機(jī)械、及支持架組成。是空冷器的送風(fēng)機(jī)械。風(fēng)機(jī)的作用：強(qiáng)制送風(fēng)。風(fēng)機(jī)的組成：風(fēng)葉、輪轂、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、傳送機(jī)構(gòu)、電機(jī)及機(jī)架。風(fēng)機(jī)的分類(lèi)：鼓風(fēng)式、引風(fēng)式；調(diào)角式、調(diào)速式；直聯(lián)傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、皮帶輪傳動(dòng)。風(fēng)量的調(diào)節(jié)：調(diào)角方式和調(diào)速方式。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：聯(lián)組皮帶、齒輪機(jī)構(gòu)。風(fēng)機(jī)空冷器風(fēng)機(jī)要求壓頭低、流量大，采用立式安裝螺旋槳型軸流風(fēng)機(jī)。運(yùn)行方式：鼓風(fēng)式——空氣先經(jīng)風(fēng)機(jī)再至管束引風(fēng)式——空氣先經(jīng)管束再至風(fēng)機(jī)自動(dòng)調(diào)角風(fēng)機(jī)不停機(jī)手動(dòng)調(diào)角風(fēng)機(jī)停機(jī)手動(dòng)調(diào)角風(fēng)機(jī)四、空冷器的基本部件4、構(gòu)架：由風(fēng)箱、風(fēng)筒、立柱、斜撐、橫梁等組成。用以支持各部件的鋼結(jié)構(gòu)。構(gòu)架的分類(lèi)：閉式構(gòu)架和開(kāi)式構(gòu)架。構(gòu)架鼓風(fēng)式水平構(gòu)架引風(fēng)式水平構(gòu)架鼓風(fēng)式斜頂構(gòu)架選擇原則：空冷器構(gòu)架應(yīng)具有較好的穩(wěn)定性。

風(fēng)箱型式：方箱型（F）——風(fēng)箱為空冷器構(gòu)架的部件，一般用于鼓風(fēng)式，耗材較多，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外觀(guān)平整。過(guò)渡錐型（Z）——多用于引風(fēng)式，也有用于鼓風(fēng)式，耗材較少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，空氣阻力小，但制造及運(yùn)輸及安裝較困難。斜坡型（P）——多用于引風(fēng)式，也有用于鼓風(fēng)式，耗材較少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，空氣阻力小，制做簡(jiǎn)單，剛性好。風(fēng)箱應(yīng)有足夠的高度，其擴(kuò)散角θ不應(yīng)超過(guò)45°

垂直載荷：設(shè)備自重、活動(dòng)載荷、液體重量水平載荷（風(fēng)載荷）：地震載荷：動(dòng)力載荷：風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的載荷水平方向動(dòng)力載荷：要了解單臺(tái)、兩臺(tái)、大于兩臺(tái)如何確定垂直方向動(dòng)力載荷：要了解組成及確定方法。五、空冷器的構(gòu)架載荷六、空冷器的常見(jiàn)故障及處理方法空冷器常見(jiàn)的失效型式及檢修維護(hù)空冷器的常見(jiàn)失效型式：空冷器冷卻效果差泄漏風(fēng)機(jī)故障葉片損壞1、空冷器冷卻效果差的原因及處理

空冷器冷卻效果差有以下幾個(gè)原因：、翅片管內(nèi)壁結(jié)垢翅片管堵塞介質(zhì)不流動(dòng)翅片結(jié)垢翅片管彎曲變形翅片倒伏濕式空冷或聯(lián)合空冷的翅片管翅片間距過(guò)密等對(duì)于冷卻效果差這類(lèi)故障主要采取將空冷器切除進(jìn)行吹掃或清洗（化學(xué)清洗或物理清洗）、修復(fù)損壞的翅片等方法來(lái)解決。2、空冷器換熱管泄漏的原因及處理

空冷器換熱管泄漏的原因：腐蝕在石油煉制過(guò)程中，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生腐蝕的物質(zhì)主要有：硫的化合物、無(wú)機(jī)鹽類(lèi)、環(huán)烷酸、氮的化合物等。這些雜質(zhì)雖然含量很少，但危害卻極大。此外在原油加工過(guò)程中加入的溶劑及酸堿化學(xué)劑也會(huì)形成腐蝕介質(zhì)，加速設(shè)備的腐蝕。對(duì)于空冷器來(lái)說(shuō)最典型的腐蝕類(lèi)型就是常減壓裝置初、常頂冷凝冷卻系統(tǒng)及加氫裝置分餾塔頂系統(tǒng)的低溫(t<120℃)HCl-H2S-H2O形腐蝕。空冷器管束腐蝕（翅片管均勻腐蝕除外）可能發(fā)生的部位有：翅片管介質(zhì)入口處、翅片管向下彎曲變形部位的內(nèi)壁、濕式空冷器翅片管靠近管箱部位無(wú)翅片的外壁、帶襯管的翅片管在襯管末端的內(nèi)壁、有可能產(chǎn)生介質(zhì)渦流的部位等。干式空冷、聯(lián)合空冷的管束內(nèi)壁；濕式空冷翅片管外無(wú)翅片部位等管束材質(zhì)缺陷、選擇不當(dāng)

隨著原油性質(zhì)的不斷劣化，近年來(lái)原油中的硫含量越來(lái)越高，從而也導(dǎo)致了設(shè)備的腐蝕不斷加劇，因此設(shè)備的選材也變得越來(lái)越重要，材質(zhì)選擇不當(dāng)將會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的使用壽命大大降低。管束使用時(shí)間較長(zhǎng)管束泄漏的處理方法1.換熱管堵漏空冷器管束經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行后，由于腐蝕等原因造成穿漏，可以采用化學(xué)粘補(bǔ)、打卡注膠和堵管等修理方法處理。當(dāng)換熱管泄漏量小時(shí)，可在不停車(chē)的情況下將管外的翅片除去，然后再進(jìn)行化學(xué)粘補(bǔ)包扎或打卡注膠堵漏；如果不能用上述方法消漏，則應(yīng)將管束停車(chē)吹掃干凈，拆開(kāi)管箱上的絲堵，在換熱管兩端用角度3°～5°的金屬圓臺(tái)體堵塞，以達(dá)到消漏。2.換管當(dāng)空冷器管束非均勻腐蝕或制造缺陷而泄漏時(shí)，可采用換管消漏。首先將要更換的管子拆下，清洗管箱管孔。更換新管時(shí)，將管子中間稍拉彎曲，即可從兩端管板孔穿入，穿入后進(jìn)行脹接或焊接。3、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)故障原因及處理方法故障表現(xiàn)形式故障原因排除方法電流計(jì)指示異?！と~片角度有異常變化；校正安裝角后緊固；·自調(diào)執(zhí)行機(jī)構(gòu)失靈；排除定位器和氣源線(xiàn)故障；·風(fēng)機(jī)輪轂平衡破環(huán)；補(bǔ)校平衡；·皮帶松動(dòng)跳槽；調(diào)整皮帶張緊力；電機(jī)電流過(guò)大或溫度升高·葉片角度有異常變化；校正安裝角后緊固；·軸承座劇烈振動(dòng)；重新調(diào)整正；·電機(jī)本身原因；查明原因；·電流單線(xiàn)斷電；檢查電源是否正常；傳動(dòng)部件異常振動(dòng)·驅(qū)動(dòng)部件螺釘松動(dòng)；擰緊螺釘，緊固松動(dòng)部位；·旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)偏心；調(diào)整偏心；運(yùn)轉(zhuǎn)部件有異常聲音·軸承磨損；更換軸承；·缺少潤(rùn)滑油；補(bǔ)充潤(rùn)滑油；·回轉(zhuǎn)部件與固定件接觸；調(diào)整相反位置；·緊固螺釘松動(dòng)；擰緊螺釘；回轉(zhuǎn)部位過(guò)熱·缺少潤(rùn)滑油；補(bǔ)充潤(rùn)滑油；·回轉(zhuǎn)部位與非回轉(zhuǎn)部位接觸摩察；調(diào)整間隙；軸承溫升過(guò)高·軸承座劇烈振動(dòng)；重新調(diào)整正；·缺少潤(rùn)滑油；補(bǔ)充潤(rùn)滑油；·潤(rùn)滑油變質(zhì)；更換潤(rùn)滑油；·軸承損環(huán)；更換軸承；4、風(fēng)機(jī)葉片損壞的原因及處理葉片損壞原因：葉片安裝不當(dāng)葉片材質(zhì)缺陷處理方法：重新裝配葉片并調(diào)整好葉片的角度更換葉片空冷器的檢修維護(hù)空冷器檢修包括哪些主要內(nèi)容：清掃檢查管箱及管束。更換腐蝕嚴(yán)重的管箱絲堵、管箱法蘭的聯(lián)接螺栓及絲堵、法蘭墊片。檢查修復(fù)風(fēng)筒、百葉窗及噴水設(shè)施。處理泄漏的管子。校驗(yàn)安全附件。整體更換管束。對(duì)管束進(jìn)行試壓。檢查修理軸流風(fēng)機(jī)?？绽淦鞴苁木S護(hù)注意事項(xiàng)1.檢查管束各密封面不得有泄漏現(xiàn)象.如有泄漏時(shí),絲堵式管箱可將絲堵適當(dāng)擰緊,仍無(wú)效果時(shí),應(yīng)停機(jī)更換墊圈或換絲堵（凡需更換墊片或螺接緊固件時(shí),應(yīng)先停機(jī)并將介質(zhì)防空,然后進(jìn)行）.2.翅片管端泄漏時(shí),允許將管子重脹.重脹次數(shù)不得超過(guò)2次,并注意不要過(guò)脹.無(wú)法用脹接修復(fù)時(shí)應(yīng)更換翅片管.作為臨時(shí)措施,也允許用金屬塞堵塞.3.如需到管束表面上檢查時(shí),應(yīng)在翅片管上墊以木板或橡膠板,以免損壞翅片.4.鋁翅片如被碰倒時(shí),應(yīng)用專(zhuān)用工具（扁口鉗）扶直.空冷器管束的維護(hù)注意事項(xiàng)5.定期清除翅片上的塵垢以減少空氣阻力,保持冷卻能力.清除方法用壓力水或壓縮蒸汽沖刷.6.檢查管束熱償結(jié)構(gòu)工作是否正常,浮動(dòng)管箱移動(dòng)必須靈活,不允許有滯卡現(xiàn)象.7.定期維護(hù)時(shí),應(yīng)用蒸汽及水沖刷管束內(nèi)部,務(wù)必將污垢除凈.并應(yīng)檢查腐蝕厚度,其值不應(yīng)超過(guò)規(guī)定值（碳鋼為3毫米）.檢查后重新安裝時(shí).應(yīng)更換絲堵墊片及法蘭.8.定期維護(hù)時(shí),應(yīng)在管束外表面（不包括翅片表面）涂一層銀粉漆.空冷器管束操作時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)1.管內(nèi)介質(zhì)、溫度、壓力均應(yīng)符合設(shè)計(jì)條件,嚴(yán)禁超壓,超溫操作.2.管內(nèi)升壓、升溫時(shí),應(yīng)緩慢逐級(jí)遞升,以免因沖擊驟熱而損壞設(shè)備.3.空冷器正常操作時(shí),應(yīng)先開(kāi)啟風(fēng)機(jī),再向管束內(nèi)通入介質(zhì).停止操作時(shí),應(yīng)先停止向管束內(nèi)通入介質(zhì),后停風(fēng)機(jī).4.易凝介質(zhì)于冬季操作時(shí),其程序與3條相反.空冷器管束操作時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)5.負(fù)壓操作的空冷器開(kāi)機(jī)時(shí),應(yīng)先開(kāi)啟抽氣器,管內(nèi)達(dá)到規(guī)定的真空度時(shí)再啟動(dòng)風(fēng)機(jī),然后通入管內(nèi)介質(zhì),停機(jī)時(shí),按相反程序操作.冬季操作時(shí),開(kāi)啟抽氣器達(dá)到規(guī)定真空度后,先通入管內(nèi)介質(zhì),再啟動(dòng)風(fēng)機(jī),以免管內(nèi)凍結(jié)無(wú)法運(yùn)行.6.停車(chē)時(shí),應(yīng)用低壓蒸汽吹掃并排凈凝液,以免凍結(jié)和腐蝕.7.開(kāi)車(chē)前應(yīng)將浮動(dòng)管箱兩端的緊定螺釘卸掉,保證浮動(dòng)管箱在運(yùn)行過(guò)程中可自由移動(dòng),以補(bǔ)償翅片管熱脹冷說(shuō)的變形量.七、空冷器的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算及選型

1.確定空冷器設(shè)計(jì)參數(shù)：確定工藝流體的參數(shù)，根據(jù)氣象條件，選取空氣進(jìn)口溫度。傳熱基本方程式

Q=A.U.Ft.△TLm工藝計(jì)算步驟概述（采用人工計(jì)算）

2.面積估算

2.1.選取空氣流經(jīng)管束的溫升；2.2計(jì)算傳熱對(duì)數(shù)平均溫差；2.3.選取傳熱系數(shù)；2.4.估算傳熱面積。3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1.選擇合理的管子規(guī)格；3.2.選擇合理的油品流速，從而確定每管程的管子數(shù)、管長(zhǎng)及管程數(shù)；3.3.選擇合理的管間距；3.4.在選定管束寬度的情況下，確定管排數(shù)及管束寬度；3.5.計(jì)算實(shí)際換熱面積。4.1.計(jì)算管內(nèi)膜傳熱系數(shù)；4.2.選取污垢熱阻，計(jì)算管壁熱阻；4.3.計(jì)算管外膜傳熱系數(shù)；4.4.計(jì)算總傳熱系數(shù)；4.5.傳熱面積計(jì)算。4.傳熱面積精算5.阻力計(jì)算5.1.空氣測(cè)阻力計(jì)算；5.2.管內(nèi)側(cè)阻力計(jì)算。6.風(fēng)機(jī)選擇6.1.根據(jù)所需風(fēng)量選擇風(fēng)機(jī)型號(hào)和臺(tái)數(shù)；6.2.計(jì)算葉片角度、風(fēng)壓、效率及軸功率；6.3.計(jì)算電機(jī)功率及電機(jī)臺(tái)數(shù)。選擇計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行工藝計(jì)算應(yīng)注意一下幾方面：

1選擇合適的計(jì)算軟件；2對(duì)初選值進(jìn)行正確的選擇，并對(duì)計(jì)算結(jié)果中的參數(shù)進(jìn)行正確判斷，以確定計(jì)算結(jié)果的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和合理性；3風(fēng)機(jī)的選擇應(yīng)按6條進(jìn)行；4若計(jì)算結(jié)果偏離設(shè)計(jì)要求，應(yīng)合理調(diào)整計(jì)算參數(shù)，使之達(dá)到設(shè)計(jì)合使用要求?；緟?shù)的選擇在進(jìn)行空冷器工藝設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，比管殼式換熱器要考慮更多的因素。由于空冷器要受到大氣變化的限制，會(huì)遇到一些管殼式換熱器不曾遇到的問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在風(fēng)機(jī)的電能消耗與設(shè)備原始投資之間尋求一種平衡。熱力優(yōu)化參數(shù)每年最低費(fèi)用或最低投資成本或最低噪聲水平是管直徑翅片直徑管間距管排數(shù)管程數(shù)管長(zhǎng)管束寬空氣流量和風(fēng)機(jī)的函數(shù)1管排數(shù)2迎風(fēng)面的空氣速度3高低翅片的選擇4管程數(shù)的選用5空氣入口溫度6空氣流量7風(fēng)機(jī)性能參數(shù)的選用和計(jì)算

1管排數(shù)管排數(shù)對(duì)投資費(fèi)用及操作費(fèi)用影響較大。管排數(shù)少，傳熱效果好，所需換熱面積略小，但占地面積大，空氣溫升低，風(fēng)量就要大，單位換熱面積造價(jià)高。如果管內(nèi)介質(zhì)傳熱系數(shù)小，則管排數(shù)應(yīng)適當(dāng)增加。管排數(shù)過(guò)多，對(duì)數(shù)平均溫差降低，傳熱面積就要增大，同時(shí)風(fēng)機(jī)功率也要上升。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理選擇?？諝鉁厣龖?yīng)不小于20℃。否則應(yīng)增加管排數(shù)。空氣的出口溫度不能過(guò)高，過(guò)高則表示空氣流量太少，對(duì)數(shù)平均溫差太低，所需換熱面積太大，需減少管排數(shù)，增加管子長(zhǎng)度或增加管束寬度或臺(tái)數(shù)。初選時(shí)，按下兩表選擇：管排數(shù)選用表1管排數(shù)選用表2類(lèi)別建議管排數(shù)類(lèi)別建議管排數(shù)冷卻過(guò)程冷凝過(guò)程輕碳?xì)浠衔铮ㄆ汀⒚河停?或6輕碳?xì)浠衔铮ㄆ?、煤油?或6輕柴油4或6水蒸汽4重柴油4或6重整或加氫反應(yīng)器出口氣體6潤(rùn)滑油4或6塔頂冷凝器4或6塔底重質(zhì)油品4或6煙氣6或8汽缸冷卻水4熱流體溫度范圍℃總傳熱系數(shù)kcal/m2.h.℃建議管排數(shù)△T≤636＜△T≤10

350≤△T≤100＜3005100＜△T≤170＜2006△T＞170＜1508計(jì)算后按下圖進(jìn)行判斷：

其中：T1為介質(zhì)進(jìn)口溫度（℃），t1為空氣進(jìn)口溫度（℃）

K0為空冷器總傳熱系數(shù)（kcal/m2.h.℃）2迎風(fēng)面的空氣速度

空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，通過(guò)迎風(fēng)面的速度稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)迎風(fēng)面速度。在設(shè)計(jì)中用迎風(fēng)面風(fēng)速作為基本參數(shù)，比通過(guò)管間的實(shí)際風(fēng)速要方便。準(zhǔn)迎風(fēng)面速度按下表進(jìn)行判斷：

項(xiàng)目單位翅片類(lèi)型管排數(shù)468推薦的標(biāo)準(zhǔn)迎風(fēng)速度UNFm/s（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）2.82.52.3單位迎風(fēng)面的風(fēng)量V0/SFNm3/m2.h

1008090008280W0/SFkg/m2.h.℃

12096108009936單位迎風(fēng)面空氣每升高1℃所帶走的熱kcal/m2.h.℃

312028002570單位光管面積空氣每升高1℃所帶走的熱kcal/m2.h.℃低翅538320222高翅6163682543高低翅片的選擇高低翅片的選擇是根據(jù)管內(nèi)傳熱系數(shù)的高低來(lái)選擇的。翅片面積越大，折合到光管的空氣膜傳熱系數(shù)也越高。因此，當(dāng)較高時(shí)，采用高翅片對(duì)提高總傳熱系數(shù)的效果也越顯著。高低翅片的選擇按下表：管內(nèi)膜傳熱系數(shù)kcal/m2.h.℃選用翅片類(lèi)型＞1800高翅1000~1800高翅或低翅100~1000低翅＜100光管4管程數(shù)的選用冷卻介質(zhì)時(shí)，在滿(mǎn)足阻力降的條件下，應(yīng)盡量提高介質(zhì)流速。一般液體流速在0.5～1.5m/s之間，氣體質(zhì)量流速在5～10kg/m2s之間，為使流體處于湍流流動(dòng)狀態(tài)，應(yīng)選擇兩管程以上以提高管內(nèi)流速。冷凝介質(zhì)時(shí)，如果對(duì)數(shù)平均溫差的校正系數(shù)(Ft)大于0.8，可采用一管程，否則（如含有不凝氣時(shí)）應(yīng)考慮采用兩管程或多管程以提高管內(nèi)流速。當(dāng)工藝要求管內(nèi)阻力非常小或介質(zhì)在負(fù)壓情況下，可采取加大基管直徑的方法來(lái)降低阻力降。5空氣入口溫度

應(yīng)選擇當(dāng)?shù)刈顭嵩虏槐ＷC5天的日平均溫度為空氣入口溫度。（在這種條件下，實(shí)際的換熱面積應(yīng)比所需換熱面積大25～30％）6空氣流量

選擇空氣流量時(shí)應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)的，在按風(fēng)機(jī)性能曲線(xiàn)當(dāng)?shù)氐南募咀顭嵩碌拇髿鈮毫涂諝馊肟跍囟刃Ｕx擇。計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮迎風(fēng)面風(fēng)速和空氣側(cè)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和電機(jī)功率?？諝鈧?cè)的阻力降應(yīng)滿(mǎn)足風(fēng)機(jī)性能曲線(xiàn)的要求。7風(fēng)機(jī)性能參數(shù)的選用和計(jì)算

根據(jù)空冷器總體設(shè)計(jì)和傳熱計(jì)算，以及由此而選定的管束型號(hào)和規(guī)格，即可給定風(fēng)機(jī)的需用風(fēng)量(Nm3/h)和風(fēng)壓(mmH2O)，在選定擇風(fēng)機(jī)型號(hào)、規(guī)格和臺(tái)數(shù)，按上述需用風(fēng)量及風(fēng)壓，選用風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)——轉(zhuǎn)速、葉片角度效率及軸功率，進(jìn)而計(jì)算出電機(jī)的額定功率。7.1基本概念風(fēng)機(jī)的全風(fēng)壓H——空氣通過(guò)空冷器時(shí)的總靜壓與風(fēng)機(jī)出口動(dòng)壓降之和。mmH2OH=△P’st+△PDmmH2O管束的靜壓降△Pst——空氣通過(guò)管束的壓力降。mmH2O按下圖查找、計(jì)算風(fēng)機(jī)的總靜壓△P’st——除空氣通過(guò)管束的壓力降外，尚應(yīng)考慮吸入、排出時(shí)氣流收縮、擴(kuò)大、以及空氣在空冷器風(fēng)箱內(nèi)轉(zhuǎn)折和結(jié)構(gòu)局部阻力的影響。mmH2O

△P’st=1.1~1.2△Pst

風(fēng)機(jī)動(dòng)壓△PD——風(fēng)機(jī)出口的壓力降。mmH2O

風(fēng)機(jī)性能曲線(xiàn)——表示某種葉片（型）的風(fēng)機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的某一轉(zhuǎn)速的風(fēng)量與風(fēng)壓，風(fēng)量、葉片角度及功率關(guān)系的曲線(xiàn)。

計(jì)算值的修正——由于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速不同，各地海拔高度