空氣冷卻器 

分類及特點(diǎn)

空冷器按使用場(chǎng)合不同，可分為電廠空冷器和石化空冷器。按冷卻方式，可分為干式、濕式、以及干－濕聯(lián)合式空冷器。

濕式空冷器

濕式空冷器根據(jù)噴水方式，可分為表面蒸發(fā)型、增濕型和噴淋型3種，在石化工業(yè)中以后兩種為主。表面蒸發(fā)式空冷器是一種利用管外水膜蒸發(fā)來(lái)強(qiáng)化傳熱、由光管組成的空冷裝置。增濕型濕式空冷器只適用于相對(duì)濕度低于50%的干燥、炎熱地區(qū)，因?yàn)楦煽諝庀鄬?duì)濕度越小，增濕后降溫越多，冷卻效果越顯著。噴淋型濕式空冷器是直接在翅片管束上噴霧狀水，利用水分蒸發(fā)的潛熱交換和空氣被增濕降溫來(lái)強(qiáng)化傳熱，同時(shí)，水霧的存在可使空冷器入口空氣溫度接近環(huán)境濕球溫度，提高了傳熱平均溫差，在3%噴淋量下?lián)Q熱系數(shù)可比干式空冷器提高2 ～ 4倍。

總之，相較于干式空冷器，在炎熱的夏季，環(huán)境氣溫較高時(shí)，應(yīng)用濕式空冷器更為有利。但是，濕式空冷器在管內(nèi)流體溫度超過(guò)70℃時(shí)，就極易結(jié)垢，且管外空氣阻力損失較大，約為干式空冷的1． 4倍。管束面積不能太大，故單元裝置的相對(duì)面積較小，價(jià)格相對(duì)較高。

干式空冷器

干式空冷器僅依靠空氣溫升的顯熱方式來(lái)交換熱量，靠翅片管和風(fēng)機(jī)強(qiáng)制循環(huán)強(qiáng)化傳熱。操作簡(jiǎn)單，使用方便，但由于其冷卻溫度取決于空氣的干球溫度，所以一般只能把管內(nèi)熱流體冷卻到高于環(huán)境溫度15 ～ 20℃。

因此，對(duì)于我國(guó)南方濕熱地區(qū)，濕式空冷器蒸發(fā)效果不好，一般主要用干式空冷器。從熱量傳遞角度講，空氣的比熱僅為水的比熱的1 /4，空氣的密度也遠(yuǎn)小于水的密度，因此，若傳遞相同的熱量，冷卻介質(zhì)溫升相同，所需要的空氣量將是水的4倍，相比于水冷卻器，干式空冷器的體積是很大的。最關(guān)鍵的是，空氣側(cè)的換熱系數(shù)很低，約為50 ～ 60W/(m2·℃) ，導(dǎo)致光管空冷器的總傳熱系數(shù)很低，較水冷卻器的傳熱系數(shù)約低10 ～30倍，為抵消空氣側(cè)換熱系數(shù)較低的影響，空冷器一般均采用擴(kuò)展表面的翅片管，其翅化比大致為10 ～ 24倍。也有采用板式傳熱元件的板式空冷器，因?yàn)榘迤纬傻牧鞯罃嗝嫘螤钛亓鲃?dòng)方向不斷變化，增強(qiáng)了擾動(dòng)，在低雷諾數(shù)下具有高的傳熱效率和低的壓降，特別適用于石化行業(yè)大型裝置 ( 如大型乙烯成套設(shè)備等)的空冷器，但是由于板式空冷器的流道狹窄，在我國(guó)北方寒冷的冬季，容易引起流道內(nèi)被冷卻介質(zhì)凝結(jié)而堵塞流道，并且易結(jié)垢從而堵塞流道，又由于加工工藝多為全焊式結(jié)構(gòu)，局部損壞或堵塞時(shí)，必須整臺(tái)更換空冷器，造成很大浪費(fèi)。所以，翅片管仍然是空冷器的主流傳熱元件，空冷器的本質(zhì)可以看為是空氣－熱媒的管翅式換熱器，強(qiáng)化空氣冷卻器傳熱性能的關(guān)鍵是研制低接觸熱阻、高傳熱效能和流動(dòng)阻力小的翅片管。當(dāng)換熱器內(nèi)部為壓力較高的流體時(shí)，管外加肋，就相當(dāng)于用不承壓的廉價(jià)肋片取代承壓的優(yōu)質(zhì)管材，經(jīng)濟(jì)效果顯著。

干－濕聯(lián)合式空冷器

干－濕聯(lián)合式空冷器，就是將干式空冷器與濕式空冷器組合集成。組合的一般原則是，在工藝流體高溫區(qū)用干式空冷器，起氣體冷凝的作用;在低溫區(qū)使用濕式空冷器，起冷凝液冷卻的作用?？傊?，選擇哪種形式的空冷器，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐拇髿鉁囟?、風(fēng)速及相對(duì)濕度等環(huán)境氣候條件，結(jié)合介質(zhì)最終冷卻溫度等換熱工藝要求，并兼顧經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)行綜合考量確定。 [1]