培训设备基本知识-空冷器 课件

设备基本知识—空冷器

ppt课件

1

员工培训课件

一、概述

1.空冷器的概况

2.空冷方式与水冷方式的优缺点比较

ppt课件

2

1.空冷器的概况

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3

•

空冷式换热器，简称空冷器，它是以环境空气作为冷却介质，依靠翅片管扩展传热面积强化管外传热，靠空气横掠翅片管管束后的空气温升带走管内热负荷，达到冷凝、冷却管内热流体的目的。

•

在炼油厂和石油化工厂的冷换设备中，空气冷却器成为不可或缺的一类设备。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。

2.空冷方式与水冷方式

的优缺点比较

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4

1

）空冷与水冷优点的比较

空冷的最大优点就是操作费用低，节约用水，对环境没有污大优点是结构紧凑、安装费用低，但操作费用高，染，但占地面积大，投资多，有时使用受到限制；水冷的最对环境污染严重。

2）空冷器与节能的关系

空冷器一般是把高温工艺介质的热量散入大气中（空冷预热 器类型除外），无助于节能，但从冷却观点看，空冷器比水 冷器耗用动力要少的多，有助于节能，是节能设备。

实践证明空冷器不仅可以节约大量用水，防止对环境的污染，而且维护费用低，还较安全可靠，与水冷相比，还具有更长的使用寿命，因此发展空冷器技术和设备即是节水、保护环境的要求，也是节能的要求。

空冷与水冷相比的优点

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5

••••

空冷的优点

．对环境没有热污染和化学污染；．空气可随意取得，不需任何辅

助设备和

费用；

．选厂址不受限制；

水•••冷的缺点

．对环境污染严重;

．冷却水往往受水源限制，需设置管线和泵站等设施；

．特别对较大的厂，选厂址时必须考虑有充足的水源；

••••．空气腐蚀性小，不需要除垢和清洗，使用寿命长；

．空气的压降仅有10～

20毫米，故空气的操作费用低；

．空冷系统的维护费用，一般情况下仅为水冷系统的20～30%；

．一旦风机电源切断，仍有30～40%的自然冷却能力。

•••••．水腐蚀性强，需要进行处理，以防结垢和脏物的淤积；

．循环水压高（取决于冷却器和冷水塔的相对位置），

故水冷能耗高；

．由于水冷设备多，易于结垢，在温暖气候条件下还易生长微生附于冷却器表面，常常需要停工清洗；

．电源一断，即要全部停产。

水冷与空冷相比的优点

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6

水冷的优点

1

．水冷通常能使工艺流体冷却到低于空气温度2～

3℃，且循环水在水塔中可被冷却到接近环境湿球温度；

2．水冷对环境温度变化不敏 感；

3．水冷器结构紧凑，其冷却 面积比空冷器冷却面积要大 的多；

4．

水冷器可以设置在其他设备之间，

如管线下面；

5．用一般列管式换热器即可满足要求；

6．无噪声。

空冷的缺点

1

．由于空气比热小，且冷却效果取决与干球温度，通常不能把工艺流体冷却到环境温度；

2．大气温度波动大，风、雨、阳光，及季节变化，均会影响空冷器的性能，在冬季还可能引起管内介质冻结；3

．由于空气侧膜传热系数低，故空冷器的要小的多；

4．空冷器不能紧靠大的障碍物，如建筑物、大树，否则会引起热风循环；

5

．

要求用特殊工艺制造的翅片管和风机；

6．有一定的噪声。

二、普通空冷器介绍

•3.结构型式

4.普通空冷器型号的表示方法

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7

1.空冷器基本部件

2.空冷器分类

1.空冷器的基本部件

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8

空冷器主要由管束、风机、构架及百叶窗所组成

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，

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；

1.空冷器的基本部件

空冷器的基本部件示意图

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2.空冷器的分类

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10

（

1

）按空冷器管束布置型式分类：

斜顶式空冷器；

水平式空冷器；

立式空冷器；

圆环式空冷器

（

2）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

（

3）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；

（

4）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

a、管束布置方式

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空冷器按管束布置方式分为：水平式、斜顶式、立式等．

（

1

）水平式空冷器：管束为水平布置，其特点是管子布置 清晰、整齐，适于多单元组合，传热面积、管束长度不受限 制，管内热流体和管外空气分布比较均匀，结构简单，安装 方便，是炼油厂和石油化工厂中应用最多的空冷器，但其占 地面积较大、管内压降较大。

（

2）斜顶式空冷器：管束斜放呈人字形，夹角一般在60℃ 左右，风机置于管束下方空间的中央。其特点是占地面积小（比水平式少40～50%），结构紧凑、管内压降较小，但管内介质和管外空气分布不够均匀，热空气容易形成较严重的结构复杂，成本也较高，一般多用作炼厂减压塔热风循环，顶冷凝器，与立式管束配合用于干、湿联合空冷。

（

3

）立式空冷器：管束立放，其特点是结构紧凑、占地面积小，但管束中空气分布不均匀，易受外界自然风的干扰，结构复杂，多用于湿空冷和干湿联合空冷。

b、通风方式

•空冷器按通风方式分为：鼓风式、引风式、自然通风式．

•（

1

）鼓风式空冷器：管束置于风机排风侧的空冷器．

•优点：

•a、风机和驱动机构不与热空气接触，结构材料可不考虑温度的影响，使用寿命较长．

•b、结构简单、便于维护保养．

•c、比较容易放置多个空冷器单元．

•缺点：

•a、空气经过底排管束的速度大，压力损失大，虽然可以强化传热，但气流分布不均匀．

b、管束暴露于大气中，翅片管易被雪、雨侵袭而损伤、弄脏或腐蚀．

c、在特殊气候条件下（如暴风雨、冰雹等）管内热流体的出口温度不易精确控制，操作波动大．

环现象．

d、热空气离开管束时，流速较低，有可能产生热风再循ppt课件

12b、通风方式

（

2）引风式空冷器：管束置于风机吸风侧的空冷器．

优点：

a、风扇和风筒对管束有屏蔽作用，能减少暴风雨及烈日对管束的直接影响，有利于温度控制．

b、经风机排出的热风流速较高，热风再循环的可能性大为减少．

c、进入管束的气流分布较均匀，空气压降稍有降低．

d、风筒具有一定的吸风作用，能促进空气进行自然对流，因而可减少动力消耗．

e、因为风机安装位置较高，所以平台处噪声较低．

f、占地面积小，因为管束下面的走廊可安装其它设备，如管线、泵等．

缺点：

a、风机位于管束之上，直接受热空气作用，叶片和轴承需要有较好的耐热性能，一般要求风机出口温度不超过120℃．

b、为防止风机空载时的超负荷，风机要有一定余量．

c、风机及传动机构的维修保养较为麻烦，

从总的情况看，目前国外应用情pp况t课件大

约是：引风式占60%、鼓风式1占340%。

b、通风方式

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（

3

）自然通风式空冷器：自然通风式空冷器是借管束上面 的热空气和管束下面的冷空气的密度差引起的空气自然流动 而带走管内热量达到冷却管内热流体的目的，空气的速度主 要取决于风筒的高度和通过管束及空气的温度。

优点：由于它不用或很少用风机，因而具有节能和无噪音污染、运行费用低的优点。缺点：由于是自然对流，

空气流速低，总的传热效率不如普•自然通风式空冷器主要应用于火力发电厂。通空冷器，其一次性投资比普通空冷器高，大约44%。

c、冷却方式

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干式空冷器、湿式空冷器、干湿联合式空冷器、

空冷器按冷却方式分为：

两侧喷淋联合空冷器；（

1

）干式空冷器

干式空冷器就是常规空冷器，它是以环境空气作为冷却介质，依靠翅片管扩展传热面积来强化管外传热，借空气横掠翅片管后的空气温升带走热量，达到冷却、冷凝管内热流体的目的。其特点是操作简单，使用方便；但其管内热流体出口温度取决于空气干球温度，一般以不低于55～

65℃为宜，

而且热流体出口温度与设计气温之差不低于15～20℃，否则不经济。

（

2）湿式空冷器

为弥补干空冷的缺点，出现了湿式空冷器。湿式空冷器根据其喷水方式可分为增湿型和喷淋型两种．

（

3）干湿联合式空冷器

干湿联合式空冷器就是将干空冷和湿空冷器组合成一体，由于组合方法的不同，结构形式也有多种变化。一般在工艺流体的高温区域用干空冷，在低温区域用湿空冷。其结构、操作均较复杂。

3.空冷器的结构型式

空冷器的基本类型：

1

）水平式的结构型式

）直立式结构型式

）斜置式的结构型式

水平引风式水平鼓风式ppt课件

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3.空冷器的结构型式

结构形式适用场合及特点优缺点

适用于任何场合。管束水平放置，ppt课件

17

为了防止冷凝液停留在管中，管水平鼓风式

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。

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。

引风式风机叶轮是水平放置，置水平引风式

于管束上方，进入叶片的是热空气。

3.空冷器的结构型式

风机水平放置式风机垂直放置式2）直立式结构型式

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3.空冷器的结构型式

结构形式适用场合及特点优缺点风机叶轮

水平放置

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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。

风机叶轮

垂直放置

3.空冷器的结构型式

3）斜置式的结构型式

风机为引风式风机为鼓风式ppt课件

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3.空冷器的结构型式

结构形式适用场合及特点优缺点适用于任何场合。鼓风式风机叶

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斜顶鼓风式

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。

缺点是：

结构略复杂。

管束斜放呈人字形，夹角一般在

斜顶引风式

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。

4.普通空冷器型号的表示方法

1）

管束

a.

型式与代号见表

管束型式

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管箱型式

鼓风式水平管束

斜顶管束

代号

GP

丝堵式管箱

X

可卸盖板式管箱

引风式水平管束

YP

可卸帽盖式管箱

代号翅片管型式

代号

SL型翅片管

LK1双L型翅片管

LLK2滚花型翅片管

KL集合管式管箱

J

双金属轧制翅片管

DR镶嵌型翅片管

Gb.管束型号表示方法

•••••••

管程数

翅化比/翅片管型式

设计压力Mpa,管箱型式

管束换热面积

m2

管排数

管束公称尺寸:长×宽m

管束型式

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c.

示例

ppt课件

24

①

鼓风式水平管束：长9m、宽2m、6排管；基管换设计压力为4Mpa；可卸盖板式管箱；热面积140m2；镶嵌式翅片管，翅化比17.3

；Ⅵ管程的管束型号为：

GP9×

2―6―140―4K1

―17.3/G―Ⅵ

②

斜顶管束：长4.5m、宽3m、4排管；基管换热面积63.6m2；设计压力为1.6Mpa；丝堵式管箱；双LL型翅片管，翅化比23.0；Ⅰ管程的管束型号为：

•

X4.5×

3―4―63.6―1

.6S―23.0/LL―Ⅰ

2）

风机

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25

空冷器的风机主要分为两种：

a）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。

2）

风机

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b）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。

2）

风机

a.

型式与代号见表

通风方代风量调节方代叶片型式代号风机传动方式代式

号

式

号

（见图4）

号

鼓风式G停机手动调TFR型玻璃RV带传动

V角风机

钢叶片

引风式Y不停机手动调角风机

BFB

型玻璃钢叶片

B齿轮减速器传动C自动调角风机

ZFJ铸铝叶片L电动机直接传动Z自动调速风机

ZFSVS悬挂式V带传动，电机轴朝上

悬挂式V带传动，电机轴朝下

VX27ppt课件

b.风机型号表示方法

电动机功率，kW

风机传动方式

叶片数

叶片型式

叶轮直径×102mm

风量调节方式

通风方式

28ppt课

件

c.

示例

ppt课件

29

①

鼓风式；停机手动调角风机、直径2400

mm、B型玻璃钢叶片、叶片数4个；悬挂式电机轴朝上V带传动、电动机功率18.5

kW的风机型号为：

G―TF24B4―VS18.5

②

引风式；自动调角风机、直径3000

mm、R型玻璃钢叶片、叶片数6个；带支架的直角齿轮传动、电•动机功率15

kW的风机型号为：

Y―ZFJ30R6―C15

3)

构架

a.

型式与代号见表

代号

构架开（

闭）

型式代号

风箱型式

代号KB

构架型式

鼓风式水平构架

斜顶构架

引风式水平构架

GJP

开式构架

JX

闭式构架

YJP方箱型

过渡锥型

斜坡型

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30

FZPb.构架型号表示方法

•••

风箱型式

风机直径×102mm/台数

构架公称尺寸长×宽

（对斜顶式构架为长×宽×

•开（闭）型式

•

斜边长）

m，

构架型式

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c.

示例

ppt课件

32

①

鼓风式空冷器水平构架、长9m、宽4m；风机直径3600mm、2台、方箱型风箱；闭式构架型号为：

•

GJP9×

4B－

36/2F②

鼓风式空冷器斜顶构架、长5m、宽6m；风机直径4500mm、1

台、过渡锥型风箱；闭式构架型号为：•

JX5×

6×

4.5/B－

45/1

Z

4)

百叶窗

a.型式与代号：手动调节代号SC；自动调节代号ZCb.

百叶窗型号表示方法

长×宽，m

公称尺寸，

调节方式

其型号为：

长6m、宽2m，其型号为：

•c.

示例

①

手动调节百叶窗，长9m、宽3m，

SC9×

3②

自动调节百叶窗，

ZC6×

2

ppt课件

33

5)

空冷器型号的表示方法

百叶窗型式，

公称尺寸/台数

•••

构架型式，

风机型式，

管束型式，公称尺寸，开（闭）型式/台数

叶轮直径×102mm/台数

公称尺寸/片数

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示例：

①

鼓风式空冷器

鼓风式空冷器、水平式管束、长×宽为9m×3m、4片；停机手动调角风机、直径3600mm、4台；水平式构架、长×宽为

9m×6m；一跨闭式构架，一跨开式构架；手动调节百叶窗、•4台、长×宽为9m×3m的空冷器型号为：

GJP9×

6B/1GP9×

3/4－

TF36/4－

－

SC9×

3/4•

GJP9×

6K/1②

引风式空冷器

引风式空冷器、水平式管束、长×宽为9m×3m、2片；自动调角风机、直径3600mm

、1

台,停机手动调角风机、直径3600mm、1

台；水平式构架、长×宽为9m×6m；一跨闭式构架；自动调节百叶窗、长×宽为9m×3m、2台的空冷器型号为：

•

ZFJ36/1

YP9×

3/2－

－

YJP9×

6B/1

－

ZC9×

3/2•

TF36/1

35ppt课件

三.表面蒸发式空冷器

ppt课件

361

、概念

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、高效冷却设备，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。

三.表面蒸发式空冷器

2、表面蒸发式空冷器结构图

37三.表面蒸发式空冷器

ppt课件

38

3、表面蒸发式空冷器的优缺点

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；

缺点：

1.必须采用软化水；

2.压降<0.001

MPa的场合不能使用，如减顶冷凝、冷却。

四.板式空冷器

ppt课件

39

1

、概念

板式空冷器，是由板束、风机、水箱、喷淋等零部件组成，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，又具有传染效率高、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