板式冷却器以补偿翅片管热胀冷说的变形 量

　　空气冷却器。空气冷却器 空冷器简述 空气冷却器是以环境空气作为冷却介质，横 掠翅片管外，使管内高温工艺流体得到冷却或冷凝 的设，简称“空冷器”。 采用空气冷却器代替水冷却器进行介质的冷凝 冷却不仅可以节约用

　　空气冷却器 空冷器简述 空气冷却器是以环境空气作为冷却介质，横 掠翅片管外，使管内高温工艺流体得到冷却或冷凝 的设，简称“空冷器”。 采用空气冷却器代替水冷却器进行介质的冷凝 冷却不仅可以节约用水，还可以减少水污染。此外 还具有维护费用低、运转安全可靠、使用寿命长等 优点。 在炼油和石油化工的冷换设中，空气冷 却器成为不可或缺的一类设。其应用范围包含了 塔顶油气冷凝到汽油、柴油冷却的各种不同工况。 在化学工业、电力、冶金等行业，空气冷却器也有 着广泛的应用。 空冷器的基本部件 管 束：由管箱、翅片管和框架的组合件组成。 需要冷却或冷凝的流体在管内通过，板式冷却器 空气在管外横掠流过翅片管束，对热 流体进行冷却或冷凝换热； 轴流风机：一个或几个为一组的轴流风机，驱使 空气的流动； 构 架：空气冷却器管束及风机的支撑部件； 附 件：有百叶窗、蒸汽盘管、梯子、平台等。 空气冷却器部件示意图 空冷器的分类 按空冷器管束布置型式分类： ? 水平式空冷器 ? 斜顶式空冷器 ? 立式空冷器 ? 圆环式空冷器 空冷器的分类 按空冷器通风方式分类： ? 自然通风式空冷器 ? 鼓风式空冷器 ? 引风式空冷器 空冷器的分类 按空冷器冷却方式分类： ? 干式空冷器 ? 湿式空冷器 ? 干－湿联合空冷器 ? 两侧喷淋联合空冷器； 空冷器的分类 按空冷器风量控制方式分类： ? 百叶窗调节式空冷器 ? 可变角调节式空冷器 ? 电机调速式空冷器 空冷器的基本类型 ? 水平式的结构型式 水平引风式 水平鼓风式 结构特点及使用场合 结构形式 适用场合及特点 优缺点 水平鼓风式 水平引风式 适用于任何场合。管束水平 放置，为了防止冷凝液停留在管 中，管子应有3°或1％的倾斜。 鼓风式风机叶轮是水平放 置，置于管束下方，进入叶片的 是冷空气。 引风式风机叶轮是水平放置，置 于管束上方，进入叶片的是热空 气。 优点是： 结构简单，安装方便，管内热流 体和管外空气分布比较均匀。 缺点是： 占地面积比较大，管内流动阻力 较斜顶式大。 空冷器的基本类型 ? 直立式的结构形式 风机水平放置式 风机垂直放置式 结构特点及使用场合 结构形式 适用场合及特点 优缺点 风机叶轮 水平放置 风机叶轮 垂直放置 管束立放。风机叶轮可垂直 或水平放置。多用于湿式空冷， 干湿联合空冷。安置方向应于平 时的风向配合，一般用于气体冷 凝冷却，也适用于真空系统。 进入叶片的是热空气或增湿 后的热空气。 优点是： 结构紧凑，占地面积小。管内热 流体阻力较水平式小。 缺点是： 管束内空气分布不均匀，易受到 外界自然风的干扰；管束不易太长， 否则其刚度下降。另外结构略微复杂。 空冷器的基本类型 ? 斜置式的结构型式 风机为引风式 风机为鼓风式 结构特点及使用场合 结构形式 适用场合及特点 优缺点 斜顶鼓风式 斜顶引风式 适用于任何场合。鼓风式风机叶 轮是水平放置，置于管束下方， 进入叶片的是冷空气。 优点是： 管内热流体和管外空气分布比较 均匀。传热系数比水平式略高。管内 流动阻力小。占地面积较小。 管束斜放呈人字形，夹角一般在 60°左右，百叶窗至于管束上 方，风机置于管束上方空间的中 央。 缺点是： 结构略复杂。 空冷器的翅片管 空冷器翅片管类型有： ? 有L型翅片管 ? LL型翅片管 ? G型（镶嵌式）翅片管 ? KL滚花型翅片管 ? DR型双金属轧制翅片管 ? TC型椭圆管套矩形片翅片管 ? T60型板翅片翅片管等结构形式。 空冷器的管箱 空冷器管箱型式有： ? 丝堵型管箱 ? 可卸盖板管箱 ? 集合管式管箱 ? 可卸帽盖板管箱 ? 全焊接圆帽管箱 ? 整体锻造管箱等结构形式 空冷器的风机基本型式 ? 空冷器的风机按运行方式主要分为： 1）引风式 空气先经过管束再至风机。 ? 引风式风机的优点有： 1.气流分布均匀， 2.噪音较小， 3.管束下部空间可以利用， ? 缺点有： 1.风机安装在管束的上部，受管束高温的影响，不利于维护风机。 2.经管束后进入风机的空气温度较高，故引风式比鼓风式消耗功 率约大10%。3.管束需从下部检修，操作不方便。 空冷器的风机基本型式 2）鼓风式 空气先经过风机再至管束。 ? 鼓风式风机的优点有： 1.易于产生湍流，对传热有利。 2.操作费用较低。 3.可以从上部检修管束，操作方便。 ? 缺点有： 1.气流分布不均匀。 2.管束上部敞开容易受日光和雨水的影响。 空冷器风机的基本型式 ? 空冷器的风机按调节方式主要分为： 1）调角式 停机手调；运转中手调；运转中以压缩空气遥控或以仪表自控。 2）调速式 运转中遥控，或以仪表自控。 ? 空冷器的风机按联接方式方式主要分为： 1）直接传动 效率，适用于调速控制风机。 2）齿轮传动 运行可靠、效率较高，构造较复杂，噪声较大。 3）皮带轮传动调速式 结构较简单、效率略低，噪声忽略不计，但皮带需要更换 表面蒸发式空冷器 ? 表面蒸发式空冷器，其结构由水箱、光管管 束、喷淋除雾、预冷、风机等零部件组成， 是一种将水冷与空冷，传热与传质过程融为 一体，且兼有两者之长的新型、高效冷却设 ，板式冷却器具有结构紧凑、传热效率高、投资省、 操作费用低、安装维护方便、占地面积小等 特点，适用于炼油、化工、冶金、制冷、轻 工、电力等行业，其原理是管外水膜的蒸发 强化传热，即从目前普通空冷的显热传热升 华为潜热传热。 表面蒸发式空冷器结构图 表面蒸发式空冷器的优缺点 ? 其优点是： – 可使介质冷却至环境温度+5℃； – 占地面积节省1倍以上； – 操作费用节省35.5%； – 投资费用节省15%； – 传热效率提高40%以上； – 适用于温度170℃，压力20MPa的场合； – 节水、节电效果显著； – 特别适合于目前全球气温变暖、水源紧张的情况； – 适应于常减压、气分、催化、烷基化、酮苯、丙烷、乙烯、重整、 加氢、天然气等装置塔顶及侧线的冷凝冷却场合。 – 缺点： ? 1. 必须采用软化水； ? 2.压降0.001MPa的场合不能使用，如减顶冷凝、冷却。 板式空冷器 板式空冷器，是由板束、风机、水箱、喷淋等零部件组成， 是国际技术水平的空冷器，具有国内自主知识产权的技 术，是一种将板式换热器与空冷器优点相结合的新型高效空 冷器，即具有节水效果好、环境污染小，又具有传热效率高、 结构紧凑、压降小、体积小、占地小、重量轻、流通面积大 等优点，特别适合于炼油化工、乙烯、电力、冶金、核能、 城市集中供热等领域，它采用分体式撬状组合式结构，制造 安装、运输、检修均较方便。 板式空冷器结构图 板式空冷器的优缺点 优点： – 传热系数提高2倍以上； – 单台（3×3规格）面积可达860㎡； – 压降小，可达3.23㎜Hg； – 占地小，是普通空冷的1/6； – 重量轻，是普通空冷的1/3； – 设造价低，可节省10%以上； – 框架投资节省2倍以上； – 操作费用可节省2倍以上； – 清洗方便，操作灵活； – 寿命提高3倍以上； – 适用于减压塔顶等塔顶冷凝冷却场合； – 属国际技术水平。 缺点： 承压≤1.0MPa 空冷器常见的失效型式及检修维护 空冷器的常见失效型式： ? 空冷器冷却效果差 ? 泄漏 ? 风机故障 ? 叶片损坏 1、空冷器冷却效果差的原因及处理 空冷器冷却效果差有以下几个原因： ? 翅片管内壁结垢 ? 翅片管堵塞介质不流动 ? 翅片结垢 ? 翅片管弯曲变形 ? 翅片倒伏 ? 湿式空冷或联合空冷的翅片管翅片间距过密等 对于冷却效果差这类故障主要采取将空冷器切除进 行吹扫或清洗（化学清洗或物理清洗）、修复损坏 的翅片等方法来解决。 2、空冷器换热管泄漏的原因及处理 空冷器换热管泄漏的主要原因： ? 腐蚀 在石油炼制过程中，对设产生腐蚀的物质主要有：硫的化合物、无机盐类、环烷酸、氮的化合物 等。这些杂质虽然含量很少，但危害却极大。此外在原油加工过程中加入的溶剂及酸碱化学剂也会 形成腐蚀介质，加速设的腐蚀。对于空冷器来说典型的腐蚀类型就是常减压装置初、常顶冷凝 冷却系统及加氢装置分馏塔顶系统的低温(t120℃)HCl-H2S-H2O形腐蚀。 空冷器管束腐蚀（翅片管均匀腐蚀除外）可能发生的部位有：翅片管介质入口处、翅片管向下弯曲 变形部位的内壁、湿式空冷器翅片管靠近管箱部位无翅片的外壁、带衬管的翅片管在衬管末端的内 壁、有可能产生介质涡流的部位等。干式空冷、联合空冷的管束内壁；湿式空冷翅片管外无翅片部 位等 ? 管束材质缺陷、选择不当 随著原油性质的不断劣化，近年来原油中的硫含量越来越高，从而也导致了设的腐蚀不断加剧， 因此设的选材也变得越来越重要，材质选择不当将会导致设的使用寿命大大降低。 ? 管束使用时间较长 管束泄漏的处理方法 1.换热管堵漏 空冷器管束经过一段时间的运行后，由于腐蚀等原因造成穿漏，可以采 用化学粘补、打卡注胶和堵管等修理方法处理。当换热管泄漏量小时， 可在不停车的情况下将管外的翅片除去，然后再进行化学粘补包扎或打 卡注胶堵漏；如果不能用上述方法消漏，则应将管束停车吹扫干净，拆 开管箱上的丝堵，在换热管两端用角度3°～5°的金属圆台体堵塞，以 达到消漏。 2. 换管 当空冷器管束非均匀腐蚀或制造缺陷而泄漏时，可采用换管消漏。首先 将要更换的管子拆下，清洗管箱管孔。更换新管时，将管子中间稍拉弯 曲，即可从两端管板孔穿入，穿入后进行胀接或焊接。 空冷器翅片管的管子材料如何选用？ 一般来说，翅片管的基管和翅片可采用各种金属材料进行组合，但在 具体选用时既要考虑被冷介质的性质，操作条件，也要考虑材料本身 的工艺性能、价格等因素。管子的材料一般用碳钢、不锈钢、铜、铝、板式冷却器 钛、镍、铜合金、蒙乃尔合金以及碳钢-不锈钢双金属管，也有在碳钢 管内衬一层搪瓷。 管子材料适用管内介质 管子材料适用管内介质 碳钢 10 铬钼钢Cr5Mo、15CrMo、 15CrMo 不锈钢1Cr18Ni19Ti 铝 L4 一般油品（汽油、煤油、柴油……）和溶剂 含H2S、H2的介质 酸性腐蚀介质 碳酸介质（含CO、CO2的水溶液等） 应用多的是无缝钢管。在工作压力和温度较低而对防腐要求又不高 的空冷器中，可采用高频焊接的有缝碳钢管，以降低造价。铝和铝合 金管子只在低于0.2 MPa和150℃条件下使用。 3、风机系统故障原因及处理方法 故障表现形式 电流计指示异常 电机电流过大或温 度升高 传动部件异常振动 运转部件有异常 声音 回转部位过热 轴承温升过高 故障原因 ·叶片角度有异常变化； ·自调执行机构失灵； ·风机轮毂平衡破环； ·皮带松动跳槽； ·叶片角度有异常变化； ·轴承座剧烈振动； ·电机本身原因； ·电流单线断电； ·驱动部件螺钉松动； ·旋转机构偏心； ·轴承磨损； ·缺少润滑油； ·回转部件与固定件接触； ·紧固螺钉松动； ·缺少润滑油； ·回转部位与非回转部位接触摩察； ·轴承座剧烈振动； ·缺少润滑油； ·润滑油变质； ·轴承损环； 排除方法 校正安装角后紧固； 排除定位器和气源线故障； 补校平衡； 调整皮带张紧力； 校正安装角后紧固； 重新调整正； 查明原因； 检查电源是否正常； 拧紧螺钉，紧固松动部位； 调整偏心； 更换轴承； 补充润滑油； 调整相反位置； 拧紧螺钉； 补充润滑油； 调整间隙； 重新调整正； 补充润滑油； 更换润滑油； 更换轴承； 4、风机叶片损坏的原因及处理 空冷器风机的叶片制造材料主要有两种： 1.铸铝叶片 ? 强度及耐温性均好，但总量因素使其只能用于薄翼型叶片，空气效率较低。 2.玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）叶片 ? 强度好，耐温性差，一般为空腔薄壁结构或泡沫塑料填充，适用于各种叶型截面，制造精度 高，空气效率亦高。 叶片损坏原因： ? 叶片安装不当 ? 叶片材质缺陷 处理方法： ? 重新装配叶片并调整好叶片的角度；每台风机叶片的安装角度应按空冷器单元或组的设计总 装图规定的角度，或按操作工况要求的角度安装。叶片角度误差不得大于±0.5°，安装角 度的测量部位在叶片的标线位置（叶片出时，一般在叶片上涂有黄色或其他颜色标线位置 标记）。 ? 更换叶片 空冷器的检修维护 空冷器检修包括哪些主要内容： ? 清扫检查管箱及管束。 ? 更换腐蚀严重的管箱丝堵、管箱法兰的联接螺栓及丝堵、 法兰垫片。 ? 检查修复风筒、百叶窗及喷水设施。 ? 处理泄漏的管子。 ? 校验安全附件。 ? 整体更换管束。 ? 对管束进行试压。 ? 检查修理轴流风机。 空冷器管束的维护注意事项 1.检查管束各密封面不得有泄漏现象.如有泄漏时,丝堵式 管箱可将丝堵适当拧紧,仍无效果时,应停机更换垫圈或 换丝堵（凡需更换垫片或螺接紧固件时,应先停机并将介 质防空,然后进行）. 2.翅片管端泄漏时,允许将管子重胀.重胀次数不得超过2次, 并注意不要过胀.无法用胀接修复时应更换翅片管.作为 临时措施,也允许用金属塞堵塞. 3.如需到管束表面上检查时,应在翅片管上垫以木板或橡胶 板,以免损坏翅片. 4.铝翅片如被碰倒时,应用专用工具（扁口钳）扶直. 空冷器管束的维护注意事项 5.定期清除翅片上的尘垢以减少空气阻力,保持冷却能力. 清除方法用压力水或压缩蒸汽冲刷. 6.检查管束热偿结构工作是否正常,浮动管箱移动必须灵活, 不允许有滞卡现象. 7.定期维护时,应用蒸汽及水冲刷管束内部,务必将污垢除 净.并应检查腐蚀厚度,其值不应超过规定值（碳钢为3毫 米）.检查后重新安装时.应更换丝堵垫片及法兰. 8.定期维护时,应在管束外表面（不包括翅片表面）涂一层 银粉漆. 空冷器管束操作时应注意的事项 1.管内介质、温度、压力均应符合设计条件,严禁超压,超 温操作. 2.管内升压、升温时,应缓慢逐级递升,以免因冲击驟热而 损坏设. 3.空冷器正常操作时,应先开启风机,再向管束内通入介质. 停止操作时,应先停止向管束内通入介质,后停风机. 4.易凝介质于冬季操作时,其程序与3条相反. 空冷器管束操作时应注意的事项 5.负压操作的空冷器开机时,应先开启抽气器,管内达到规 定的真空度时再启动风机,然后通入管内介质,停机时,按 相反程序操作.冬季操作时,开启抽气器达到规定真空度 后,先通入管内介质,再启动风机,以免管内冻结无法运行. 6.停车时,应用低压蒸汽吹扫并排净凝液,以免冻结和腐蚀. 7.开车前应将浮动管箱两端的紧定螺钉卸掉,保证浮动管箱 在运行过程中可自由移动,以补偿翅片管热胀冷说的变形 量. 空冷风机系统的维护保养及使用注意事项 1、日常巡检 ? 运行中有无异常性声音和振动. ? 回转部件有无过热、松动. 2、定期维护保养 ? 每三个月通过注油嘴加注锂基润滑油. ? 定期调整三角带的松紧度,并检查三角带胶带的磨损程度,磨损严重的应及时予以 更换. ? 全面检查各零、部件的紧固状态一年一次. ? 风筒与叶轮的径向间隙检查一年一次. ? 叶片角度及叶片沿风机轴向跳动应每年检查、调整一次. ? 清除风机叶片表面油污,检查叶片损坏,半年一次. 3、使用注意事项 ? 风机使用角度不得超过规定的调角范围以防电机过载. ? 加注黄油不应超过油腔的2/3,以免轴承过热. ? 每次检修和更换电机时,必须注意接线相应,应保证风机叶轮俯视顺时针方向旋转. 空冷风机皮带的使用维护保养及注意事项 ? 皮带传动机构的皮带应保持一定的张紧力。如过 于松弛,则电机的动力无法有效的传递至风机,风 机效率下降,甚至造成皮带飞出的事故。 ? 如皮带过紧，摩擦阻力增大，容易造成电机超负 荷，长时间运行还会造成电机，风机轴弯曲，轴 承松动，致使振动，噪音增大，影响设运行。 ? 定期检查更换风机的皮带，确保风机使用正常。 谢谢大家！
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