逆流蒸發(fā)式冷凝器（畢設(shè)）

第一章引言隨著人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)工作以及生活環(huán)境的舒適性也有了更高的要求，制冷裝置或設(shè)備正是在這一前提下發(fā)展起來的。蒸發(fā)式冷凝器冷卻技術(shù)可追溯到古代，那時(shí)河流、海洋、湖泊和池塘等都是作為供水水源被利用。隨著對(duì)冷卻方面機(jī)械力學(xué)及流體動(dòng)力學(xué)的更深研究，在設(shè)計(jì)中采用一定的方法以減慢水滴重力沉降速度，并提供空氣—水兩相更大的接觸面積，可解決較難的冷卻問題，為此產(chǎn)生的冷卻水塔技術(shù)曾經(jīng)得到極為普遍的應(yīng)用。蒸發(fā)式冷凝器就是對(duì)冷卻水塔的一種改進(jìn)設(shè)備，它在國外的研究是一個(gè)熱門課題，美國和澳大利亞在此領(lǐng)域的研究非常活躍，發(fā)達(dá)國家對(duì)蒸發(fā)式冷凝器的應(yīng)用正日益普及。20世紀(jì)80年代中期，我國開始從國外引進(jìn)冷凝器技術(shù)。發(fā)展到現(xiàn)在，我國大部分制冷裝置還是采用氨氟制冷系統(tǒng)。但是，大家都知道，氟利昂制冷劑對(duì)大氣層中的臭氧層有嚴(yán)重的破壞作用，這是我們所不愿看到的，又因?yàn)樵谖覈敝评溲b置容量占主要比率，因此，優(yōu)化氨制冷系統(tǒng)，提高氨制冷裝置效率和進(jìn)行制冷裝置微型化，盡力改造和使用氨制冷裝置對(duì)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的意義。制冷系統(tǒng)，尤其是大型制冷系統(tǒng)中，冷凝器性能的好壞直接影響著整個(gè)制冷系統(tǒng)的性能以及耗能的多少。蒸發(fā)式冷凝器是今年發(fā)展起來的新型換熱器，它利用冷卻水的蒸發(fā)更有效地促進(jìn)了冷凝器內(nèi)外的傳熱。根據(jù)冷凝負(fù)荷的大小和當(dāng)?shù)丨h(huán)境參數(shù)，蒸發(fā)冷的結(jié)構(gòu)參數(shù)有所區(qū)別，并且采用的傳熱管和盤管類型不同也會(huì)對(duì)其具體的性能有較大的影響。制冷設(shè)備中冷凝器種類很多，通常有風(fēng)冷式冷凝器，帶冷卻塔或不帶冷卻塔的水冷式冷凝器以及蒸發(fā)式冷凝器，蒸發(fā)式冷凝器主要用在中央空調(diào)和冷庫，制冰等大中型制冷設(shè)備中，相對(duì)于其他冷卻設(shè)備，蒸發(fā)式冷凝器的應(yīng)用比例并不高，但蒸發(fā)式冷凝器作為高效換熱設(shè)備，其優(yōu)勢(shì)是明顯的：(1)與帶冷卻塔的水冷式冷凝器相比，蒸發(fā)式冷凝器大大減少了水的消耗，相對(duì)與我國水資源嚴(yán)重不足的北方地區(qū)有重要的意義；(2)風(fēng)冷式相比，蒸發(fā)式冷凝溫度較低，這是因?yàn)轱L(fēng)冷式冷凝器冷凝能力受限于環(huán)境干球溫度，而濕球溫度一般比干球溫度低8～14℃，加上風(fēng)機(jī)給設(shè)備造成的負(fù)壓環(huán)境，因此其冷凝溫度低，換熱效果理想，在HVAC系統(tǒng)中相對(duì)與其他冷凝器可以節(jié)能20%～40%；(3)為傳熱傳質(zhì)兩個(gè)過程在蒸發(fā)式冷凝器內(nèi)一次完成，因此不需要冷卻塔，相對(duì)于傳統(tǒng)的帶冷卻塔的水冷式冷凝器，結(jié)構(gòu)更緊湊；(4)同其他類型的冷凝器相比，蒸發(fā)式冷凝器總耗功率顯著降低，壓縮輸入功率減少，因而更節(jié)能。這對(duì)于倡導(dǎo)節(jié)能的當(dāng)今社會(huì)具有重要的意義。蒸發(fā)式冷凝器在國內(nèi)應(yīng)用不廣大致有三點(diǎn)原因：(1)目前國產(chǎn)蒸發(fā)式冷凝器普遍質(zhì)量不高，換熱效率沒有體現(xiàn)其應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)，而且由于水質(zhì)的問題和室外運(yùn)行，通常幾年下來會(huì)帶來外殼腐蝕和換熱管結(jié)垢等問題，影響其壽命。(2)國外以及合資企業(yè)的蒸發(fā)式冷凝器質(zhì)量較好，但其價(jià)格不僅遠(yuǎn)高于國內(nèi)蒸發(fā)式冷凝器在一定程度上影響了它的應(yīng)用。(3)觀念問題：一般習(xí)慣于使用傳統(tǒng)的臥式冷凝器和立式冷凝器，作為冷卻設(shè)備國外蒸發(fā)式冷凝器技術(shù)目前已經(jīng)比較成熟，主要廠家丹麥的GRAM公司，荷蘭的GEA公司，美國的BAC公司和EVAPCO等公司。國內(nèi)生產(chǎn)蒸發(fā)式冷凝器的廠家不少，同國外產(chǎn)品比較，除了價(jià)格優(yōu)勢(shì)外，在產(chǎn)品質(zhì)量上有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的并不多。目前國內(nèi)主要有兩家合資的主導(dǎo)廠商：上海益美高（同美國EVAPCO合資）和大連冰山集團(tuán)的巴爾第摩（同美國的BAC公司合資），其他廠商質(zhì)量與國外有較大檔次差別。對(duì)于蒸發(fā)式冷凝器的發(fā)展我國有著重要的原理和設(shè)計(jì)思想，結(jié)合中國國情引進(jìn)先進(jìn)的理論和制造技術(shù)，這樣可以彌補(bǔ)我們技術(shù)上的不足，使我們可以在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高的發(fā)展水平。蒸發(fā)式冷凝器制造廠商也在不斷的改進(jìn)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，以期為我國冷凝器的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。另外，冷凝器生產(chǎn)廠商科研單位和需使用冷凝器設(shè)備的企業(yè)相互合作，共同設(shè)計(jì)開發(fā)蒸發(fā)式冷凝器，也是蒸發(fā)式冷凝器發(fā)展的一個(gè)方向。冷凝器生產(chǎn)廠家發(fā)揮他們?cè)谠O(shè)計(jì)和制造蒸發(fā)式冷凝器方面的長處，應(yīng)用企業(yè)發(fā)揮他們?cè)趹?yīng)用方面的長處，科研單位發(fā)揮他們的理論和設(shè)計(jì)方面的長處，相互配合，不僅把我國冷凝器的理論設(shè)計(jì)和制造技術(shù)提高到一個(gè)新的層次，也對(duì)蒸發(fā)式冷凝器的應(yīng)用也大有好處。NZFL系列蒸發(fā)式冷凝器是在吸收國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合我國地域廣闊、環(huán)境條件差別較大的特點(diǎn)，研制開發(fā)的一種高效節(jié)能換熱設(shè)備。與同類產(chǎn)品相比更省電、更節(jié)水，簡(jiǎn)捷的無填料結(jié)構(gòu)使進(jìn)風(fēng)口通暢阻力小，適合在環(huán)境惡劣的情況下事使用，用途廣泛。NZFL系列蒸發(fā)式冷凝器規(guī)格型號(hào)齊全、容量大，適合大型項(xiàng)目的應(yīng)用。 第二章蒸發(fā)式冷凝器簡(jiǎn)介?§2.1冷凝器的分類及特點(diǎn)冷凝器是制冷系統(tǒng)中的主要換熱設(shè)備之一，高溫高壓的制冷劑蒸汽在冷凝器中放出熱量后，凝結(jié)成飽和液體或過冷液體。冷凝器按冷卻方式不同可分為三大類：?§2.1.1空氣冷卻式冷凝器：如圖2-1所示圖2-1空氣冷卻式冷凝器是以空氣作為冷卻介質(zhì)，制冷劑在管內(nèi)冷凝，空氣在管外流動(dòng)，制冷劑放出的熱量被空氣帶走即靠空氣的溫升帶走冷凝熱量的。這種冷凝器多為蛇管式結(jié)構(gòu)，適用于極度缺水或無法供水的場(chǎng)合，常見于小型氟利昂制冷機(jī)組。根據(jù)空氣流動(dòng)方式不同，可分為自然對(duì)流式和強(qiáng)迫對(duì)流式兩種。?§2.1.2水冷式冷凝器：水冷式冷凝器是以水作為冷卻介質(zhì)，制冷劑蒸汽在管外凝結(jié)，冷卻水在管內(nèi)流動(dòng)，制冷劑放出的熱量被冷卻水帶走即靠水的溫升帶走冷凝熱量。冷卻水一般循環(huán)使用，但系統(tǒng)中需設(shè)有冷卻塔或涼水池。水冷式冷凝器有殼管式、套管式和沉浸式等幾種形式。目前以立式和臥式殼管式冷凝器應(yīng)用較為廣泛，水冷式冷凝器按其結(jié)構(gòu)形式又可分為殼管式冷凝器和套管式冷凝器兩種，常見的是殼管式冷凝器。(1)立式殼管式冷凝器：如圖2-2所示：立式冷凝器的主要特點(diǎn)是：①由于冷卻流量大流速高，故傳熱系數(shù)較高，一般K=600～700(W/m2·℃)。②垂直安裝占地面積小，且可以安裝在室外。③冷卻水直通流動(dòng)且流速大，故對(duì)水質(zhì)要求不高，一般水源都可以作為冷卻水。④管內(nèi)水垢易清除且不必停止制冷系統(tǒng)工作。⑤但因立式冷凝器中的冷卻水溫升一般只有2～4℃，對(duì)數(shù)平均溫差一般在5～6℃左右，故耗水量較大。且由于設(shè)備置于空氣中，管子易被腐蝕，泄漏時(shí)比易被發(fā)現(xiàn)。圖2-2(2)臥式殼管式冷凝器：如圖2-3所示：它與立式冷凝器有相類似的殼體結(jié)構(gòu)，主要區(qū)別在于殼體的水平安放和水的多路流動(dòng)。臥式冷凝器不僅廣泛地用于氨制冷系統(tǒng)，也可以用于氟利昂制冷系統(tǒng)，但其結(jié)構(gòu)略有不同。氨臥式冷凝器的冷卻管采用光滑無縫鋼管，而氟利昂臥式冷凝器的冷卻管一般采用低肋銅管。這是由于氟利昂放熱系數(shù)較低的緣故。值得注意的是，有的氟利昂制冷機(jī)組一般不設(shè)貯液筒，只采用冷凝器底部少設(shè)幾排管子，兼作貯液筒用。圖2-3(3)套管式冷凝器：如下圖2-4所示：結(jié)構(gòu)圖所示圖2-4其工作特點(diǎn)：是由壓縮機(jī)出來的高溫高壓的制冷劑蒸氣從上方進(jìn)入內(nèi)外管之間的空腔在內(nèi)管外表面上冷凝，液體在外管底部依次下流，從下端流入貯液器中。冷卻水從冷凝器的下方進(jìn)入，依次經(jīng)過各排內(nèi)管從上部流出，與制冷劑呈逆流方式。這種冷凝器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，且因系單管冷凝，介質(zhì)流動(dòng)方向相反，故傳熱效果好，當(dāng)水流速為1～2m/s時(shí)傳熱系數(shù)可達(dá)800W/(m2·℃)，其缺點(diǎn)是金屬消耗量大，而且當(dāng)縱向管數(shù)較多時(shí)，下部的管子充有較多的液體，使傳熱面積不能充分利用。另外緊湊性差，清洗困難，并需大量連接彎頭。因此，這種冷凝器在氨制冷裝置中已很少應(yīng)用。對(duì)于小型氟利昂空調(diào)機(jī)組仍廣泛使用套管式冷凝器。(4)蒸發(fā)式冷凝器：蒸發(fā)式冷凝器的換熱主要是靠冷卻水在空氣中蒸發(fā)吸收氣化潛熱而進(jìn)行的。其制冷劑在管內(nèi)冷凝，管外同時(shí)受到水及空氣的冷卻。按空氣流動(dòng)方式可分為吸入式和壓送式，如圖2-5所示。蒸發(fā)式與殼管式冷凝器的并聯(lián)：圖2-5(5)淋水式冷凝器：如下圖2-6所示：淋水式冷凝器是靠水的溫升和水在空氣中蒸發(fā)帶走冷凝熱量。這種冷凝器主要用于大、中型氨制冷系統(tǒng)中。它可以露天安裝，也可安裝在冷卻塔的下方，但應(yīng)避免陽光直射。圖2-6淋水式冷凝器的主要優(yōu)點(diǎn)為：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便；②漏氨時(shí)容易發(fā)現(xiàn)，維修方便；③清洗方便；④對(duì)水質(zhì)要求低。其主要缺點(diǎn)是：①傳熱系數(shù)低；②金屬消耗量高；③占地面積大?！?.2蒸發(fā)式冷凝器的結(jié)構(gòu)蒸發(fā)式冷凝器是由冷凝盤管、風(fēng)機(jī)、水分配系統(tǒng)(水泵、管道、淋水噴嘴)及鍍鋅板結(jié)構(gòu)等組成（如圖2-7所示），冷凝盤管為無縫鋼管彎制成的蛇形盤管組，裝在薄鋼板制成的長方形箱體內(nèi)。箱體是蒸發(fā)式冷凝器的外殼，是支撐風(fēng)機(jī)、傳熱盤管的框架，多為方型箱式結(jié)構(gòu)，兩側(cè)或頂部設(shè)有通風(fēng)機(jī)，箱體底部兼作冷卻水循環(huán)水池。箱體除滿足承載要求外，為防止生銹腐蝕，目前多為熱鍍鋅鋼板制成型，所有邊緣和剪切口也應(yīng)涂上富鋅漆。各板塊之間一般不采用焊接，而是采用螺釘連接，連接縫隙為防止漏水，可采用優(yōu)質(zhì)粘膠密封。傳熱盤管：傳熱盤是蒸發(fā)式冷凝器的關(guān)鍵部件，由原來的普通圓形鋼管，優(yōu)化為螺紋形鋼管，組成蛇形盤管組，增加了管子表面積，縮小了管子間距，提高了傳熱效率，盤管沿制冷劑流向傾斜，便于液體排出。整個(gè)盤管組嵌在鍍鋅板架上，設(shè)計(jì)壓力為1.97MPa，在水中進(jìn)行2.5MPa氣密性試驗(yàn)，裝配完畢后，采用整體熱浸鋅處理，鍍鋅層應(yīng)均勻、光潔。循環(huán)水設(shè)備：由于蒸發(fā)式冷凝器垂直高度較小，耗水量較少，每kW冷凝負(fù)荷需要的循環(huán)水量為50—80I／h，因此循環(huán)水泵采用低揚(yáng)程大流量離心管道泵，功率較小。循環(huán)水泵從貯水槽吸取水后，通過噴水裝置，向傳熱盤管噴淋冷卻水，為了獲得最好的傳熱效果，并減少水垢，應(yīng)使水全部包住盤管，確保整個(gè)盤管處于均勻淋水狀態(tài)，目前噴淋系統(tǒng)多采用耐腐蝕的PVC材料制成，要求流量大，無阻塞，布水均勻，無死角，噴淋系統(tǒng)上面都裝有擋水板，可有效地除去被空氣帶出的水滴，隨著一部分噴淋水的蒸發(fā)，貯水槽中有浮球調(diào)節(jié)閥自動(dòng)補(bǔ)充水量，使之保持一定的水位。通風(fēng)設(shè)備：蒸發(fā)式冷凝器的通風(fēng)設(shè)備多裝在箱體頂上，用引風(fēng)機(jī)使空氣流動(dòng)，風(fēng)從箱體下側(cè)的進(jìn)風(fēng)格柵吸入，進(jìn)風(fēng)格柵安裝在可裝拆的框架上。不但可以防止水滴濺出，并阻擋太陽光照射，而且便于維修，這種頂吸風(fēng)逆流式的優(yōu)點(diǎn)是箱體內(nèi)保持負(fù)壓，水的蒸發(fā)溫度低，提高了冷凝效果。缺點(diǎn)是潮濕的空氣流經(jīng)風(fēng)機(jī)、電機(jī)，使其零部件易腐蝕、損壞，因此，電機(jī)采用全封閉結(jié)構(gòu)，風(fēng)機(jī)要采用耐腐蝕的材料制成?！?.3蒸發(fā)式冷凝器的原理冷凝器是制冷系統(tǒng)四大部件之一。它是將制冷壓縮機(jī)排出的過熱氣體在冷卻介質(zhì)(空氣或水)的作用下冷凝成制冷劑液體。根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，可分為水冷式冷凝器，風(fēng)冷式冷凝器和混合式冷凝器。蒸發(fā)式冷凝器是混合式冷凝器的一種形式。蒸發(fā)式冷凝器的工作原理是制冷壓縮機(jī)排出的過熱氣體進(jìn)人冷凝盤管內(nèi)，冷卻循環(huán)水連續(xù)不斷的噴淋在盤管外側(cè)形成水膜。另外空氣由下而上吹過盤管外側(cè)，使一小部分循環(huán)水吸熱而蒸發(fā)。在蒸發(fā)作用下。使盤管外側(cè)的熱量散走。從而使制冷劑氣體冷凝成制冷劑液體離開蒸發(fā)式冷凝器而進(jìn)入貯液器。NZFL系列蒸發(fā)式冷凝器是以水和空氣為冷卻介質(zhì)與冷凝盤管內(nèi)的高溫氣態(tài)制冷劑進(jìn)行熱交換，利用管外部分水的蒸發(fā)帶走管內(nèi)冷凝過程中放出的熱量。工作流程是：壓縮機(jī)排出的高溫過熱汽態(tài)制冷劑從上部進(jìn)入冷凝盤管內(nèi)，冷卻水由循環(huán)水泵送至冷凝盤管上部的噴淋裝置中，再由噴嘴將水均勻噴淋到冷凝盤管表面上，形成水膜，盤管內(nèi)的高溫過熱制冷劑與盤管外的水和空氣進(jìn)行熱交換，軸流風(fēng)機(jī)強(qiáng)制空氣以5～7m/s的速度通過冷凝盤管和冷卻水。管內(nèi)制冷劑由汽態(tài)逐漸被冷凝為液態(tài)，管內(nèi)制冷劑冷凝放熱，管外噴淋冷卻水蒸發(fā)吸熱，使部分噴淋冷卻水變成水蒸汽，水蒸汽經(jīng)過吸水器時(shí)，水分被回收，而濕空氣則被排到設(shè)備外。同時(shí)在軸流風(fēng)機(jī)的強(qiáng)制吸風(fēng)作用下使冷凝盤管箱內(nèi)形成負(fù)壓，又強(qiáng)化了噴淋水的蒸發(fā)，提高了機(jī)組的換熱效果，未蒸發(fā)的水在下落的過程中被空氣冷卻，并均勻下落到集水箱中循環(huán)使用。進(jìn)水閥自動(dòng)補(bǔ)充水箱內(nèi)的冷卻水，使其保持一定的水位，保證正常循環(huán)運(yùn)行。圖2-7蒸發(fā)式冷凝器結(jié)構(gòu)示意圖表2-1蒸發(fā)式冷凝器與傳統(tǒng)冷卻方式的比較型式組成備注蒸發(fā)式冷凝器冷凝盤管、風(fēng)機(jī)、水分配系統(tǒng)(水泵、管道、噴嘴)及鍍鋅板結(jié)構(gòu)集蒸發(fā)式冷凝器于一身。單臺(tái)造價(jià)高、節(jié)水、節(jié)能、投資回收期短。傳統(tǒng)冷卻方式立式或臥式冷凝器、冷卻塔、水泵、水泵房、循環(huán)水池、管道等組成綜合造價(jià)高、冷凝效果差、對(duì)水質(zhì)要求低§2.4蒸發(fā)式冷凝器的應(yīng)用目前西方國家普遍采用蒸發(fā)式冷凝器，在國內(nèi)的應(yīng)用中，由于西北地區(qū)缺水的實(shí)際情況，蒸發(fā)式冷凝器在西北地區(qū)推廣應(yīng)用較多，賓館、辦公樓、商場(chǎng)等民用建筑和廠房車間及冷庫、室溫等的冷卻空調(diào)設(shè)備基本都采用了蒸發(fā)式冷凝器，食品加工、啤酒、飲料、石油、化工、制藥、化肥、農(nóng)藥等工、商用合成氨工業(yè)及其他氟利昂大、中型制冷系統(tǒng)也越來越多的采用蒸發(fā)式冷凝器。我過其他地區(qū)也在陸續(xù)推廣應(yīng)用，特別是一些組建的公司或新建的工程采用蒸發(fā)式冷凝器較多，當(dāng)傳統(tǒng)冷凝器工作不正?；蛐枰鼡Q時(shí)，采用蒸發(fā)式冷凝器也多，這些改變?nèi)〉昧溯^好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，基本都達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。但在較為濕熱的中南地區(qū)也能取得較好的使用效果?！?.5蒸發(fā)式冷凝器的選型蒸發(fā)式冷凝器的選配比較簡(jiǎn)單，因?yàn)槟壳岸鄶?shù)蒸發(fā)式冷凝器生產(chǎn)廠家都采用以機(jī)組排熱量為標(biāo)準(zhǔn)來選配相應(yīng)規(guī)格型號(hào)的機(jī)組。制冷系統(tǒng)中的冷凝器總排熱量是由制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)吸熱量、制冷壓縮機(jī)耗功轉(zhuǎn)化的熱量以及蒸發(fā)器至制冷壓縮機(jī)之間的低溫管道和設(shè)備因內(nèi)外溫差使外界傳熱量三者之和。通常管道，設(shè)備冷量損失在熱工計(jì)算中不予考慮。蒸發(fā)式冷凝器的選型依據(jù)通常按制冷系統(tǒng)總的排熱量等于制冷壓縮機(jī)的制冷量加上壓縮機(jī)消耗功率乘上冷凝和濕球溫度的系數(shù)。表達(dá)式如下：（2-1）式中：—修正后的散熱量，kW；—用戶在實(shí)際工況下需要的散熱量，kW；—修正系統(tǒng)，各制造商通過實(shí)驗(yàn)提供的參數(shù)，kW。求得之后根據(jù)制造商提供的產(chǎn)品樣本查所需產(chǎn)品規(guī)格。若制冷系統(tǒng)采用螺桿式制冷壓縮機(jī)油冷卻器的冷卻水是其他方式獲得，按公式方法計(jì)算出的校正熱量應(yīng)減去油冷卻器熱量。§2.6蒸發(fā)式冷凝器配管方式及安裝要求蒸發(fā)式冷凝器只有在正確的設(shè)計(jì)安裝條件下才能獲得最佳的制冷能力，合理的管路系統(tǒng)是蒸發(fā)式冷凝器運(yùn)行正常及高效的重要保證。(1)必須合理安排蒸發(fā)式冷凝器的位置機(jī)組必須安裝在建筑物頂部或空氣流動(dòng)暢通的地方，如安裝在周圍有障礙物的場(chǎng)所，必須避免排出的濕熱空氣的回流，因?yàn)榛亓骺諝鈱⑻岣哌M(jìn)風(fēng)的濕球溫度，使運(yùn)行水溫超過設(shè)計(jì)溫度，影響機(jī)組效率。在這種情況下，蒸發(fā)式冷凝器和建筑物之間距離不應(yīng)小于2米，頂部通常應(yīng)高出建筑物0.5米，至少不應(yīng)低于建筑物的高度，若不能滿足上述要求可將蒸發(fā)式冷凝器的頂部出風(fēng)處加裝漸縮風(fēng)筒，以提高出風(fēng)風(fēng)速和排風(fēng)高度，減少空氣的回流，從而保證機(jī)組的最大冷凝能力。(2)必須正確配置管道如果采用單臺(tái)機(jī)組，蒸發(fā)式冷凝器出液管可以不設(shè)存液彎和平衡管，但其水平管道應(yīng)有朝貯液器2％一3％的傾斜坡度，這樣有利于液體依靠重力自動(dòng)流人貯液器中，管道的直徑應(yīng)適當(dāng)，液體流速不超過0.5m/s并以保證管道內(nèi)液體上部存在蒸汽自由流動(dòng)的空間，以保證冷凝器與貯液器之間的壓力平衡，則排液管本身就起到了平衡管的作用。對(duì)多臺(tái)機(jī)組并聯(lián)，管道布置應(yīng)對(duì)稱，從冷凝器到貯液器除水平管道應(yīng)有2％一3％的傾度外，在垂直方向上應(yīng)設(shè)置U型存液彎，因?yàn)楦髋_(tái)機(jī)組在系統(tǒng)運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的壓力降不同，出液處的冷凝壓力就會(huì)有所差別，采用這種結(jié)構(gòu)就會(huì)在存液彎處形成液柱，而液柱兩側(cè)的壓力保持平衡，抵消了出液處的壓力差，防止了并聯(lián)機(jī)組之間因存在壓力差而將液體逼入出口壓力較小的冷凝器中，因此它不但可以平衡不同機(jī)組的壓力降，而且可以防止液體返回冷凝盤管中。并且必須安裝平衡管，防止氣體堵塞，使制冷劑流動(dòng)不暢，平衡管總是從貯液器接到排汽管進(jìn)到各冷凝器進(jìn)口的對(duì)稱位置上，決不能把平衡管接到冷凝器的出液口處，這將破壞存液彎的作用。(3)放空氣閥安裝制冷系統(tǒng)中空氣的存在對(duì)系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是極為不利的，當(dāng)系統(tǒng)中有了空氣后，便會(huì)積聚在冷凝器中，占有傳熱面積，又增加附加熱阻，降低了傳熱效率，同時(shí)由于空氣本身有一定的分壓力，從而使冷凝器中的總壓力升高，引起壓縮機(jī)排汽溫度升高，制冷量下降，功耗增大，因此，除了盡量切斷空氣進(jìn)人和產(chǎn)生的途徑，還必須通過放空氣管道，將系統(tǒng)中已存在的空氣及時(shí)排走。由于空氣存在于冷凝器和貯液器中，因此可在蒸發(fā)式冷凝器進(jìn)汽管及出液管處安裝放空氣管，并和貯液器上的放空氣管相聯(lián)后，通過放空氣器將空氣放出，空氣在系統(tǒng)混合氣體中的含量，隨溫度、位置和運(yùn)動(dòng)情況不同而有所不同，由于空氣較氨氣重，因此，溫度越低，位置越低和較靜止處空氣的含量越大。(4)防凍貯水槽的設(shè)置在北方寒冷地區(qū)，冬季防止循環(huán)水系統(tǒng)凍結(jié)最簡(jiǎn)單和有效的方法是在室內(nèi)安裝防凍貯水槽，貯水槽應(yīng)低于室外冷凝器。水泵安在貯水槽旁，停泵時(shí)，所有冷凝器內(nèi)的水都應(yīng)流到溫暖的室內(nèi)防凍貯水槽。另一個(gè)辦法就是用電、蒸氣或熱水加熱器，安裝在底盤水槽里，所有供排水管、泵的配管都用電熱線包裹并保溫以防凍。當(dāng)冬季氣溫較低時(shí)，可以用風(fēng)冷代替水冷，在這種情況下水槽中的水必須排凈?！?.7蒸發(fā)式冷凝器的維護(hù)保養(yǎng)§2.7.1放空氣制冷系統(tǒng)中的不凝性氣體主要積集于冷凝器和貯液器內(nèi)。而不凝性氣體主要從如下幾個(gè)方進(jìn)入制冷系統(tǒng)內(nèi)部：(1)給制冷系統(tǒng)添加制冷劑。(2)制冷劑、潤滑油在高溫下的化學(xué)分解。(3)系統(tǒng)在維修時(shí)抽真空不徹底。(4)當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)處于負(fù)壓從不嚴(yán)密處泄漏。由于采用蒸發(fā)式冷凝器的制冷系統(tǒng)比較緊湊，若內(nèi)部有不凝性氣體存在，則導(dǎo)致冷凝壓力上升，尤其是在夏天比較明顯。目前大數(shù)廠家的蒸發(fā)式冷凝器出液集管比出液管大一號(hào)放空氣管從出液管的上部接出，由于出液同出液集管徑相差較小，因此，出液管內(nèi)基本處于滿液狀態(tài)空氣與氨液分離不明顯，給放空氣帶來一定困難。經(jīng)驗(yàn)措施：將出液集管管徑放大到出液管的兩倍，且集管長度不小于700mm，在出液集管上部用比集氣集管中大一號(hào)的無縫鋼管作一個(gè)集氣包，用于集空氣，冷凝器的放空氣管從集氣包上部引出在冷凝器運(yùn)行時(shí)于底部放氣處放空氣，停機(jī)時(shí)在頂部放空氣。?§2.7.2冷卻水系中結(jié)垢的主要成分是鈣鹽和鎂鹽。它的溶解度隨溫度的增高而降低。當(dāng)冷卻水與加熱表面接觸時(shí)，冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中結(jié)垢沉積原因很多：(1)、有多組分階段過飽和溶液中鹽類的結(jié)晶析出；(2)、有機(jī)膠狀物和礦質(zhì)膠狀物的沉積；(3)、不同分散度的某些物質(zhì)固體顆粒的粘結(jié)；(4)、某些物質(zhì)的電化學(xué)腐蝕以及微生物產(chǎn)生等。這些混合物沉淀成污垢尤其是水中溶解鹽類產(chǎn)生固相沉淀是結(jié)垢的主要因素，其生產(chǎn)固相沉淀的條件是：(1)隨著溫度的升高某些鹽類的溶解降低。如Ca(HC)、CaC、Ca、Ca、MgC、Mg等。(2)隨著水分的蒸發(fā)水中的溶解鹽的濃度增度，達(dá)到過飽和程度。(3)被加熱的水中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)過程，或者某些離子形成另一些難溶的鹽類離子。具備了上述條件的某些鹽類，首先在金屬表面沉積出原始坯芽，然后逐漸變?yōu)轭w粒。具有無定形或潛晶形結(jié)構(gòu)，互相聚附，形成結(jié)晶或聚團(tuán)。重碳酸鈣鹽類引起冷卻水垢的主要因素。這是因?yàn)橹靥妓徕}加熱過程中失去平衡，分解為碳酸鈣、二氧化碳和水。而碳酸鈣溶液較低，因而在冷卻設(shè)備表面中沉積下來。即：在熱交換器表面形成水垢，將會(huì)腐蝕設(shè)備，縮短設(shè)備使用壽命。其次，使傳熱效果惡化。其中物理除垢防垢方法較為理想，但電子水處理儀應(yīng)用于蒸發(fā)式冷凝器冷卻循環(huán)系統(tǒng)之中，也有效果不理想的狀態(tài)，原因是全國各地的水質(zhì)硬度有別；其次，機(jī)組在工作中水質(zhì)硬度是變化的；第三，操作人員若忽略排污工作，則換熱器表面仍會(huì)結(jié)垢。據(jù)介紹國內(nèi)某公司已具有第6代電子水處理的研制能力并開始投放市場(chǎng)?；瘜W(xué)除垢法只能當(dāng)機(jī)組熱效果較差時(shí)唯一考慮的一種方式。但它對(duì)設(shè)備有影響，有關(guān)廠家對(duì)采用化學(xué)除垢都提出了相應(yīng)的要求。防止破壞鍍鋅層，影響設(shè)備使用壽命。第三章蒸發(fā)式冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算本文所設(shè)計(jì)的氨用NZFL-870逆流蒸發(fā)式冷凝器正是在這種趨勢(shì)下產(chǎn)生的。蒸發(fā)式冷凝器翅片管和盤管的設(shè)計(jì)，采用了節(jié)能、節(jié)材、防垢、防銹等多項(xiàng)高新技術(shù)。風(fēng)機(jī)的選型以及水泵的選取原則在文中都有詳細(xì)的體現(xiàn)?！?.1換熱量的計(jì)算設(shè)計(jì)一臺(tái)冷凝熱負(fù)荷Q=870kW的NZFL-870逆流蒸發(fā)式冷凝器，給定下列原始數(shù)據(jù)：冷凝溫度t=40℃，設(shè)進(jìn)口干球溫度t=32℃，進(jìn)口空氣濕球溫度=27℃，當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?760Hg=101.32?！?.1.1冷凝器結(jié)構(gòu)初步規(guī)劃：本產(chǎn)品為NZFL-870逆流蒸發(fā)式冷凝器。制冷劑先通過上面設(shè)置的預(yù)冷翅片管，再經(jīng)過下面的蛇型盤管冷凝。預(yù)冷翅片管的設(shè)計(jì)采用基管為ф38×2.0mm，翅片材料為Q235的ф78×0.5的翅片管。采用叉排布置，兩行，第一行布管15列，第二行布管14列，共29列，管中心距為87×70mm，片距為16mm。管長為2.23m。圖3-1預(yù)冷翅片示意圖(1)當(dāng)量翅高[11]（3-1）式中：—翅片頂部直徑，=0.078m；—翅片根部直徑，=0.038m；—實(shí)際翅高，=0.02m。(2)肋化系數(shù)根據(jù)文獻(xiàn)[11]，翅片面積可由式（3-2）計(jì)算得到，為。（3-2）式中為翅片間距，=0.016mm。(3)露管面積[11]（3-3）(4)翅化系數(shù)[11]（3-4）其中—光管面積，。(5)計(jì)算翅片效率流體橫向流過繞片管翅片管簇的換熱系數(shù)為①用管簇進(jìn)出空空氣的平均溫度作為定性溫度，取t=34℃空氣物性16.9×10㎡/s0.026=1.116=0.71②由最窄面的空氣流速做為計(jì)算速度，取迎風(fēng)風(fēng)速=4m/s（3-5）（3-6）③翅片節(jié)距做為定型尺度，，代入雷諾數(shù)計(jì)算公式得到（3-7）確定常數(shù)C和指數(shù)n的數(shù)值由于雷諾數(shù)在（3~25）×10內(nèi)。由參考文獻(xiàn)[11]中表7-7可知，當(dāng)采用叉排，圓翅片時(shí)，C=0.223n=0.65所以（3-8）翅片系數(shù)m（3-9）式中：—為Q235的導(dǎo)熱率，=45。④翅片效率（3-10）是由參考文獻(xiàn)[11]第179頁表7-12得到⑤翅片管的表面效率（3-11）⑥一米翅片管的換熱量（3-12）⑦翅片管的迎風(fēng)面積⑧管的總長⑨總傳熱量盤管的規(guī)劃冷卻排管采用ф25×2.0mm螺紋管，管簇呈叉排排列，橫向管間距為s=52mm，縱向間距s=60。盤管的冷凝熱負(fù)荷為進(jìn)口空氣干球溫度。進(jìn)口空氣濕球溫度。初步估計(jì)單位面積熱流量為=4000，則：F0=×=182式中：F0—蒸發(fā)式冷凝器的盤管面積；—單位面積熱流量。取配水量為配風(fēng)量總噴水量（3-13）式中：—冷凝熱負(fù)荷，kW?？傦L(fēng)量（3-14）實(shí)驗(yàn)測(cè)的一米長的螺紋管表面積為0.0845所需螺紋管長度為：L==2153結(jié)構(gòu)規(guī)劃為有兩個(gè)模塊，那么，單個(gè)模塊的長寬為：寬：×=1.144長：24.5每個(gè)模塊初步規(guī)劃為叉排管簇10排44組，所以，每組排管長度為24.5米。圖3-2冷凝盤管示意圖每列排管有9個(gè)彎頭，則彎頭長為：3.14×0.06=0.1884m所以直管部分為：24.5-9×0.1884=22.8044m每排直管長為2.28m所以模塊迎風(fēng)面長為：2.28+0.145=2.425m所以模塊迎風(fēng)面為：2×2.425×1.144=5.55取迎風(fēng)面風(fēng)速：ω= 所以總風(fēng)量為：5.55×4×3600=79896.96〈80000此方法配風(fēng)量是ε=19.3，符合要求。所以風(fēng)機(jī)的選型為風(fēng)量80000；功率5.5kW；型號(hào)為16#。每排排管傳熱面積為：A==9.1所以每排排管長度為：L==107.7§3.1.2傳熱系數(shù)的計(jì)算：氨蒸氣在管內(nèi)冷凝時(shí)的換熱系數(shù)計(jì)算為：==×4000=4695.7（3-15）式中：—冷凝器熱流密度；—盤管外徑；—盤管內(nèi)徑。參考文獻(xiàn)[11]第197頁表7-76得到=8688×4695.7×=5561.7式中：—傳熱系數(shù)。圖3-3冷凝盤管組示意圖在叉排管簇中噴淋水在第一，第二兩排管子上，受淋水直接噴淋管長為2L。所以當(dāng)噴淋水溫度為30℃時(shí)：=217（=217（（3-16）=4236.7根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]第185頁表7-44，取管內(nèi)污垢熱阻=4.0×10-4，管外水側(cè)污垢熱阻為6×10-4，則：=（3-17）==659式中：—管子最大外徑，m；—管子最小內(nèi)徑，m。§3.1.3當(dāng)量換熱系數(shù)及傳熱系數(shù)的計(jì)算首先計(jì)算顯熱換熱系數(shù)。設(shè)空氣平均溫度t=34℃，由空氣熱物性表查得：。（3-18）空氣橫向流過螺紋管時(shí)的換熱系數(shù)可由公式計(jì)算，其中系數(shù)C按參考文獻(xiàn)[11]表7-5查。范圍內(nèi)，，，對(duì)于氣體，，按公式（3-19）可得到為。（3-19）根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]，為了計(jì)算，需要先求出，并用試湊法計(jì)算和。查附錄中濕空氣的焓濕圖，在，和情況下，，。干空氣進(jìn)口比容：干空氣流量：故空氣出口焓：再用試湊法列表計(jì)算如下：表3-1試湊數(shù)據(jù)表計(jì)算公式單位假設(shè)(℃)33.53434.535169.6183.7200.4220.5下的飽和空氣焓121.0122.75125.93129.1812.4415.2419.5623.52=—（—108.56107.51105.37105.66由I—d圖查的℃33.433.333.033.08182.995012.4857.77773.57=609.7582.42372.7355.85160.5180.2290.93408.3§3.1.4確定傳熱面積將列表計(jì)算結(jié)果畫在-圖上，圖表如下圖3-4試湊數(shù)據(jù)圖圖中兩條曲線的交點(diǎn)給出與初步規(guī)劃的182？基本接近，考慮實(shí)際運(yùn)用過程中可能產(chǎn)生難以估算的原因，所以在實(shí)際生產(chǎn)過程中適當(dāng)?shù)募訋捉M盤管?！?.2風(fēng)機(jī)、水泵的選擇及校核§3.2.1風(fēng)機(jī)的選型計(jì)算空氣橫向流過冷凝盤管時(shí)的壓力損失：空氣橫向流過冷凝盤管時(shí)的流動(dòng)阻力可按下式計(jì)算：（3-20）式中：—由于水膜存在使流動(dòng)阻力增加得系數(shù)，；—局部阻力系數(shù)，對(duì)于=；—濕空氣的比熱。以上數(shù)值代入上式得所以選用一臺(tái)風(fēng)量為80000，風(fēng)壓為148.8的風(fēng)機(jī)即可滿足要求。§3.2.2水泵的選型：水泵選取KQL125-/150-3/4，功率為5.5kW，揚(yáng)程為7米，流量為每小時(shí)87立方米?！?.3壓力校核圓管的應(yīng)力校核應(yīng)按下式計(jì)算：（3-21）式中：—設(shè)計(jì)溫度下圓管的計(jì)算應(yīng)力，；—計(jì)算壓力，；—圓管的內(nèi)徑，；—圓管的有效厚度，﹪=0.58；—設(shè)計(jì)溫度下圓管材料的許用應(yīng)力，；—焊接接頭系數(shù)，對(duì)于熱套圓管=1。所以：（3-22）計(jì)算得到為40.31，查鋼管許用應(yīng)力表得，=130。因?yàn)?0.31≤130×1=130，所以管道應(yīng)力是符合要求的?！?.4主要部件及技術(shù)參數(shù)§3.4.1蒸發(fā)式冷凝器的主要部件(1)換熱盤管：蒸發(fā)式冷凝器一般采用光滑盤管，不用外加肋片形式增加換熱面積，但現(xiàn)在有的廠家采用低內(nèi)肋以增加換熱面積。材料多為圓形無縫鋼管，外表面經(jīng)熱浸渡鋅處理以防腐蝕，對(duì)鍍鋅厚度有嚴(yán)格要求。有的制造廠采用橢圓形盤管沿空氣流動(dòng)方向錯(cuò)排，不但增大了有效的換熱面積，具有較高的膜狀換熱系數(shù)，而且結(jié)構(gòu)緊湊，降低了空氣流過盤管的阻力，增強(qiáng)了換熱效果，是一種值得推薦的做法。(2)風(fēng)機(jī)：目前國內(nèi)蒸發(fā)式冷凝器的產(chǎn)品多為上吸風(fēng)式，其風(fēng)機(jī)裝在箱體頂上，優(yōu)點(diǎn)是箱體內(nèi)維持負(fù)壓，水的蒸發(fā)溫度比較低，但風(fēng)機(jī)處于潮濕的氣流中，容易發(fā)生腐蝕，故均采用鋁合金風(fēng)葉和全封閉電機(jī)。通風(fēng)機(jī)一般有離心式和軸流式兩種，大多采用寬葉片和低嘈音的鋁合金風(fēng)葉，有直接連馬達(dá)或通過皮帶輪傳動(dòng)的。風(fēng)機(jī)的風(fēng)量配置一般取80-120（/h）/kW，增大風(fēng)量，有利于增大傳熱系數(shù)，但配風(fēng)量與進(jìn)風(fēng)濕球溫度有關(guān)，濕球溫度高時(shí)，配風(fēng)量一般應(yīng)較大，但風(fēng)量增大，風(fēng)機(jī)的電耗也增加，同時(shí)不適當(dāng)?shù)脑黾语L(fēng)量，會(huì)使帶走的水滴增加，即水的飛濺損失加大，導(dǎo)致冷卻水消耗量增大。(3)水噴淋管和噴嘴：噴淋水的水量配置和均勻分布水對(duì)蒸發(fā)式冷凝器盤管的換熱效果有很大影響。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，噴淋水量以能全部潤濕盤管表面，形成連續(xù)的水膜為最佳，以獲得最大的傳熱系數(shù)，并減少水垢。水量過大，反而不利于熱交換，同時(shí)會(huì)造成水泵功率增大。多數(shù)廠采用大型防堵式淋嘴（由ABS塑料制成）和PVC制成得布水管，以提高效率，且使用可靠。(4)高效脫水器（擋水板）：擋水板能將熱濕空氣中帶的水滴擋住，減少水耗。擋水板通常由耐腐蝕的PVC材料制成，分組裝于機(jī)組內(nèi)，易于拆卸。目前各廠的擋水板效率均較高，據(jù)稱，水的飄逸率僅為0.001-0.002%。(5)補(bǔ)充水消耗量：蒸發(fā)式冷凝器是利用水的蒸發(fā)潛熱帶走冷凝熱負(fù)荷，因此應(yīng)設(shè)置補(bǔ)充水管，以不斷補(bǔ)充循環(huán)水。同時(shí)考慮到噴淋水在循環(huán)使用過程中，當(dāng)大量水分蒸發(fā)后，使存水盤中的水日益濃縮，礦物質(zhì)濃度增加，會(huì)促使冷凝盤管表面結(jié)垢。根據(jù)國外經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其蒸發(fā)水量為1.5L/kwh冷凝熱負(fù)荷，加上水的飄逸，存水盤的一流泄水等，其冷卻水消耗量為2.2L/kwh冷凝熱負(fù)荷。工程實(shí)踐中也有按冷卻水量百分比來配置補(bǔ)充水量的，雖然理論上耗水量只有循環(huán)水量的0.5%左右，但實(shí)用中為了改善水質(zhì)，往往按循環(huán)水量的5%配置補(bǔ)充水量。第四章蒸發(fā)式冷凝器盤管熱浸鍍鋅研究進(jìn)展§4.1蒸發(fā)式冷凝器盤管熱浸鍍鋅機(jī)理研究蒸發(fā)式冷凝器是一種高效節(jié)能的換熱設(shè)備，主要利用水蒸發(fā)時(shí)吸收潛熱進(jìn)行換熱。由于其具有傳熱效率高、節(jié)能、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，在制冷裝置和石油化工等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。隨著冷凝技術(shù)的發(fā)展，作為蒸發(fā)式冷凝器基本冷卻元件的換熱盤管，亦得到不斷發(fā)展，但是其腐蝕問題已成為制約蒸發(fā)式冷凝器發(fā)展的關(guān)鍵因素，它不僅導(dǎo)致整套設(shè)備的傳熱性能變差，而且嚴(yán)重縮短設(shè)備的使用壽命，因此蒸發(fā)式冷凝器盤管防腐蝕研究勢(shì)在必行，熱浸鍍鋅就是現(xiàn)今蒸發(fā)式冷凝器盤管防腐處理的主要措施之一。熱浸鍍鋅是古老的熱浸鍍錫發(fā)展而來的，應(yīng)用最廣泛和最有效的金屬防銹方法之一，自應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)以來已有近170年的發(fā)展歷史了。蒸發(fā)式冷凝器性能要求和使用環(huán)境的特殊性，決定了該盤管熱浸鍍鋅處理工藝及質(zhì)量控制的特殊性。熱浸鍍鋅是蒸發(fā)式冷凝器盤管表面防腐處理的一種方法，屬于化學(xué)熱處理范疇。該過程中的物理化學(xué)反應(yīng)可以分為以下幾個(gè)階段：(1)鋅原子通過盤管鋼鐵表面擴(kuò)散到鋼鐵材料的亞表而，形成鋅鐵固溶體；(2)以此固溶體為界，鐵原子和鋅原子進(jìn)行相反方向的擴(kuò)散，鋅原子繼續(xù)向傳熱管鋼鐵內(nèi)表面擴(kuò)散，使同溶體層增厚，同時(shí)固溶體中的鐵原予溶解在構(gòu)件表面吸附在熔鋅中，鐵和鋅生成Fe-Zn合金層；(3)當(dāng)工件從鋅鍋中提出的時(shí)候，鍋中的純鋅熔融體粘附在Fe-Zn合金層表面，經(jīng)冷卻后形成純鋅結(jié)晶層。研究報(bào)道表明，合金層與鋼鐵以及合金層與純鋅層之間均為冶金結(jié)合，比漆類與鋼鐵的結(jié)合更牢固，而且即使鍍鋅層有小的裂紋或損壞，合金層表面的純鋅都將以犧牲陽極的形式防止裂紋或損壞處的鋼鐵生銹，合金層含鋅量最高可達(dá)90％以上，對(duì)鋼鐵有較強(qiáng)的電化學(xué)保護(hù)作用，這就是鍍鋅層比其它鍍層更優(yōu)越的主要特點(diǎn)。在腐蝕環(huán)境中能在鋼鐵表面形成耐腐蝕性良好的薄膜，這不僅保護(hù)了鍍層本身，而且保護(hù)了鋼基體，因而大大地延長了盤管的使用壽命，同時(shí)合金層的硬度接近于純鐵，故鍍層的抵抗碰撞和防刮損的能力也較高?！?.2蒸發(fā)式冷凝器熱浸鍍鋅研究狀況熱浸鍍鋅已有多年的歷史，鍍鋅工藝和鍍鋅產(chǎn)品質(zhì)量已有了不斷的改進(jìn)，特別是在工藝控制和技術(shù)應(yīng)用方面的進(jìn)步更大。熱浸鍍鋅作業(yè)線的研究，最早的鍍鋅工藝中鋼件進(jìn)入熱鍍鋅線之前，先在罩式退火爐中進(jìn)行再結(jié)晶退火，然后經(jīng)過酸洗、涂熔劑，最后進(jìn)入鋅鍋巾浸鋅。鋼件進(jìn)入鋅鍋時(shí)，首先接觸的是熔融熔劑，然后是鉛層，只是在鋅鍋出口處，鋼件才在短時(shí)間內(nèi)和鋅液接觸，所以稱作鉛一鋅法熱浸鍍鋅。該方法過程中不能向鋅液中加鋁，因?yàn)殇X很容易和熔劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，相對(duì)于鋁而言較不活潑的金屬鋅會(huì)被較活潑金屬釩所代替，生成，而即使在123℃的低溫也能沸騰，因此很快從熔劑中蒸發(fā)出來被消耗掉，同時(shí)也可能和反應(yīng)生成，而在400℃就會(huì)沸騰。由于熔劑法熱鍍鋅只能在無鋁的情況下鍍鋅，所以鍍層的合金層很厚且粘附性很差。另外，因?yàn)殇\渣的比重大于鋅液而小于鉛液，形成的鋅渣都積存在鋅液和鉛液的界面處，能沉積鍋底，這樣鋼件因穿過渣層，表面受到污染。該作業(yè)線的特點(diǎn)是產(chǎn)量低、質(zhì)差、勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境差、鍍層厚度難控制和鋅層粘附性不好等，所以此熱浸鍍鋅方法已基本被淘汰。1931年森吉米爾在波蘭建成了第一條帶鋼連續(xù)熱鍍鋅作業(yè)線，這種鍍鋅方法被稱為森吉米爾法鍍鋅。該工藝是將帶鋼在氧化性氣氛內(nèi)加熱到400℃燒掉帶鋼上的軋制油，然后在帶有還原性保護(hù)氣的輻射管的加熱段繼續(xù)加熱，帶鋼表面經(jīng)過還原后進(jìn)人鐵鋅鍋浸鋅，浸鋅后的鋼板還要經(jīng)過平整和鈍化處理。該作業(yè)線的產(chǎn)量一般在l0～15t／h之間，熱浸鍍鋅產(chǎn)品也只用于建筑行業(yè)。20世紀(jì)50年代末期，明火加熱段的燃燒技術(shù)有了新的發(fā)展，出現(xiàn)了火焰垂直于和平行于帶鋼的燃燒技術(shù)，這使得帶鋼的加熱速度大大提高。在爐內(nèi)形成還原性氣體，明火段與帶保護(hù)氣的輻射管段被一個(gè)喉部連接起來，在明火加熱段的出口帶鋼可以加熱到600～700℃，同時(shí)增加了噴冷段，以便快速冷卻帶鋼，最大線速度高達(dá)120～130m／min，產(chǎn)量達(dá)25～35t／h。該工藝是從森吉米爾法鍍鋅工業(yè)改良而來，因此被稱為改良森占米爾法鍍鋅工藝。20世紀(jì)70年代初，出現(xiàn)了氣，占米發(fā)展成壓縮空氣，以控制鍍鋅層厚度，氣刀的出現(xiàn)使鍍鋅線的速度提高到l6～170m／min，接近了現(xiàn)在的水平。在同一時(shí)期，光整機(jī)也進(jìn)入了鍍鋅線中，產(chǎn)品的質(zhì)量得到很大提高。鍍鋅線最重要的發(fā)展就是陶瓷鋅鍋的使用，它解決了鍋體嚴(yán)重腐蝕的問題，同時(shí)使鋅液中A1(鋅渣面積)含量增加到0.2％。后來發(fā)展到Aluminized產(chǎn)品，A1(鋅渣面積)含量達(dá)到55％，鋅渣開始浮在鋅液上，可以隨時(shí)清理，鍍鋅產(chǎn)品的附著性也有了很大提高。2O世紀(jì)8O年代到現(xiàn)在，汽車市場(chǎng)和其它工業(yè)市場(chǎng)的發(fā)展要求更薄、質(zhì)量更好的鍍鋅層，使鍍鋅產(chǎn)品有了進(jìn)一步發(fā)展，鍍鋅線配備有清洗段、帶冷卻段的退火爐、合金化處理、氣刀、光整機(jī)、化學(xué)處理段及各種檢查設(shè)備等。§4.3蒸發(fā)式冷凝器盤管熱浸鍍鋅研究蒸發(fā)式冷凝器是壓縮制冷系統(tǒng)的核心部件之一，而換熱盤管又是蒸發(fā)式冷凝器的關(guān)鍵部件，其性能好壞、使用壽命的長短，嚴(yán)鶯影響著整個(gè)制冷系統(tǒng)，特別是在這種冷熱交換的環(huán)境中，盤管的耐腐蝕性也就顯得非常重要，尤其是由鋼管制作的換熱盤管。2002年張烈等研究了橢圓翅片管的熱浸鍍鋅質(zhì)量控制，通過對(duì)原材料牌號(hào)的選取控制、對(duì)鋅液溫度及時(shí)間的控制以及對(duì)鋅液元素含量的控制，橢圓翅片管的熱浸鍍鋅質(zhì)量有了很大改觀，完全能滿足需方的質(zhì)量要求。對(duì)于鋼管盤管的熱浸鍍鋅研究報(bào)道并不多。華南理工大學(xué)朱冬牛教授課題組對(duì)蒸發(fā)式冷凝器盤管熱浸鍍鋅進(jìn)行了大量研究，總結(jié)出了在這種特殊環(huán)境中使用的換熱盤管的熱浸鍍鋅工藝流程為脫脂處理、水洗、酸洗、水洗、浸助鍍液、烘干、熱浸鋅、冷卻、鈍化、水洗、烘干、修整，而且盤管在熱浸鍍鋅之前進(jìn)氣口必須封閉，出液口必須安裝排氣管，焊接部分必須采用專門的壓力容器焊接法，并進(jìn)行水壓和溶劑壓測(cè)試，以確保工藝標(biāo)準(zhǔn)，鋅液溫度控制在470℃左右，熱浸鋅時(shí)應(yīng)選用重量適中的加壓件，進(jìn)行整體熱浸鍍鋅?！?.4存在問題蒸發(fā)式冷凝器盤管作為冷換元件，其熱浸鍍鋅質(zhì)量要求比一般工件的防腐處理高得多，目前主要問題是盤管整體熱浸鍍鋅工藝設(shè)計(jì)、鋅液溫度和浸鍍鋅時(shí)間的控制。在制冷壓縮系統(tǒng)中，制冷壓縮機(jī)排出的過熱制冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝盤管內(nèi)，冷卻循環(huán)水噴淋在盤管外側(cè)；另外，空氣由下而上吹過盤管外側(cè)，利用蒸發(fā)潛熱，達(dá)到冷卻、冷凝盤管內(nèi)蒸汽的目的。因此，冷凝器盤管熱浸鍍鋅時(shí)一定不能開孔，否則將引起制冷劑泄漏或盤管焊接處腐蝕等問題，必須采取整體作業(yè)，同時(shí)由于高溫情況下盤管在鋅液中受到較大的浮力，所以需要一定重量的加壓件，在熱浸鍍鋅處理后，盤管必須經(jīng)過雙重試壓檢測(cè)，以確保整體的不泄漏性。相關(guān)方面的研究還不夠深入，具備該方面生產(chǎn)能力的廠家非常少。鋅液溫度是熱鍍鋅工藝中至關(guān)重要的工藝參數(shù)，該參數(shù)選擇得恰當(dāng)與否，不僅關(guān)系到盤管熱浸鍍鋅的質(zhì)量，而且還直接影響著生產(chǎn)成本和鋅鍋的壽命。有些資料中把450℃稱作“標(biāo)準(zhǔn)熱鍍鋅溫度”，但在實(shí)際生產(chǎn)中，很多企業(yè)往往采用了較高的鋅液溫度，其理由有二，首先采用較高的鋅液溫度，可以縮短鍍鋅時(shí)間，提高產(chǎn)量；其次較高的鋅液溫度會(huì)加快溶劑的分解，有利于被鍍件的浸潤作用，而且鋅液流動(dòng)性較好，可獲得較薄而均勻的純鋅層，從而減少了鋅耗。但溫度太高又將會(huì)導(dǎo)致鐵損，同時(shí)鋼鐵損耗速率隨著浸鋅時(shí)間的延長而增大，所以在保證鋅層的質(zhì)量下，浸鍍鋅溫度和時(shí)間應(yīng)該嚴(yán)格控制，但目前還缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以待完善。§4.5展望蒸發(fā)式冷凝器糯管整體熱浸鍍鋅是一種較新型的工藝，關(guān)于這方面的理論基礎(chǔ)和加工生產(chǎn)等仍不是很完善，有待進(jìn)一步提高。蒸發(fā)式冷凝器盤管熱浸鍍鋅進(jìn)一步研究將主要集中在以下幾方面：(1)鋅液成分的改進(jìn)。研制出高性能換熱盤管熱鋅液，如添加少量鋁可以提高鍍層光亮性、減少鋅液中鋅的氧化，并且抑制脆性的形成，從而獲得粘附性好的鍍層。(2)研制開發(fā)環(huán)保型鈍化劑，從而實(shí)現(xiàn)無鉛、無鉻等綠色加工與生產(chǎn)工藝。(3)研究蒸發(fā)式冷凝器盤管整體熱浸鍍鋅工藝，以及鋅液溫度和浸鋅時(shí)間對(duì)熱浸鋅質(zhì)量影響的機(jī)理和實(shí)際應(yīng)用研究，為蒸發(fā)式冷凝器盤管產(chǎn)業(yè)化提出理論和技術(shù)支持。第五章結(jié)論本文主要是關(guān)于NZFL-870逆流蒸發(fā)式冷凝器的設(shè)計(jì)，面對(duì)當(dāng)前我國在蒸發(fā)式冷凝器方面的設(shè)計(jì)參考資料很不齊全，而各方面對(duì)于蒸發(fā)式冷凝器的設(shè)計(jì)選型標(biāo)準(zhǔn)不一，為使本設(shè)計(jì)更完善，本文參考了國內(nèi)外很多中設(shè)計(jì)方案，由于國家在蒸發(fā)式冷凝器這一行業(yè)制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能準(zhǔn)確表達(dá)當(dāng)前蒸發(fā)式冷凝器的實(shí)際現(xiàn)狀，所以本文很多參數(shù)的