空冷器半濕式工藝改造的研究與應(yīng)用

前言

空冷器是一種無污染，節(jié)能，節(jié)水的冷卻設(shè)備。在用水日益緊張的今天，采用空氣冷卻技術(shù)代替水作為冷卻介質(zhì)得到了人們的廣泛的重視。目前企業(yè)在用空冷器大多為鼓風(fēng)干式空冷器，該型空冷器受氣溫的影響較大，特別在夏季氣溫高的情況下，空冷器冷凝效果差，不能滿足生產(chǎn)裝置的冷量需求，因此，通過對(duì)空冷器進(jìn)行半濕式改造，提高空冷器的夏季冷凝效果，對(duì)于維持裝置運(yùn)轉(zhuǎn)意義重大。

一、空冷器簡介

常用的空冷器有干式空冷器和濕式空冷器。干式空冷器就是常規(guī)空冷器，它是以環(huán)境空氣作為冷卻介質(zhì)，依靠翅片管擴(kuò)展傳熱面積來強(qiáng)化管外傳熱，借空氣橫掠翅片管后的空氣溫升帶走熱量，達(dá)到冷卻、冷凝管內(nèi)熱流體的目的。

濕式空冷器是借助于噴淋的或呈霧化狀態(tài)的少量水在翅片表面蒸發(fā)而強(qiáng)化傳熱，具有傳熱系數(shù)大、冷卻能力強(qiáng)的特點(diǎn)。它綜合了空冷和水冷的優(yōu)點(diǎn)，在氣溫低時(shí)，利用空氣冷卻；在氣溫較高時(shí)，用噴霧裝置,向空冷器翅片管噴霧狀水，依靠水在翅片管上的蒸發(fā),強(qiáng)化傳熱，以達(dá)到降低油品出口溫度的目的，使空冷器具有更大的適應(yīng)性。

二、干式空冷器半濕式工藝改造思路

目前干式空冷器常用的加濕方法主要有：高壓噴霧加濕，濕膜式加濕，超聲波加濕，氣水混合噴霧加濕等。每種加濕方法都有自己的特點(diǎn)和局限性。

1.高壓噴霧加濕的優(yōu)點(diǎn)是安全可靠節(jié)能，無需氣源，缺點(diǎn)是水源壓力較高，僅有40%～60%可有效利用。

2.濕膜式加濕優(yōu)點(diǎn)是加濕效率較高，缺點(diǎn)是對(duì)空氣潔凈度要求較高，阻力較大。

3.超聲波加濕優(yōu)點(diǎn)是加濕效率高，缺點(diǎn)是需要水槽，單片加濕量小。

4.氣水混合噴霧加濕等優(yōu)點(diǎn)是加濕效率高，可達(dá)90%以上，每個(gè)噴嘴的加濕量可調(diào)，能有

效利用水資源，缺點(diǎn)是需要?dú)庠?，而且價(jià)格偏高。

通過對(duì)比干式空冷器和濕式空冷器，綜合以上每種加濕方法的優(yōu)缺點(diǎn)，從改造成本以及效果考慮，選擇高壓噴霧加濕，在現(xiàn)有的干式空冷器上加裝霧化噴嘴，將現(xiàn)有的干式空冷器改為增濕型半濕式空冷器。

三、霧化噴嘴的選擇

霧化噴嘴是一種能夠?qū)⒁后w霧化噴出，使霧珠均勻懸浮于空氣中的一種裝置，通過冷水降溫和水蒸發(fā)吸熱提高空冷器的冷卻效果。霧化噴嘴有精細(xì)霧化噴嘴和空氣霧化噴嘴兩種，精細(xì)霧化噴嘴不需要空氣輔助，系統(tǒng)裝置簡單；噴出霧點(diǎn)細(xì)微，霧化充分，節(jié)能節(jié)水，成本低，效果好，噴頭不堵塞不漏水。選用SPJ系列精細(xì)霧化噴嘴。

四、霧化噴嘴應(yīng)用試驗(yàn)

購置少量SPJ系列霧化噴嘴，并對(duì)霧化噴嘴在空冷器上的應(yīng)用進(jìn)行試驗(yàn)。不同壓力下，霧化噴嘴形成的水霧面積和高度如下表所示：

表2：不同壓力下霧化噴嘴形成的水霧直徑和高度

空冷器葉片與管束底部距離約為1米，綜合考慮霧化噴嘴的冷卻效果與安裝操作性，霧化噴嘴進(jìn)口壓力選為0.5Mpa。

五、應(yīng)用效果分析

2013年此項(xiàng)空冷器半濕式改造技術(shù)在中原油田某石化廠進(jìn)行推廣，該廠精餾塔通過空冷器冷卻塔頂物料，通過對(duì)比安裝霧化噴嘴前后精餾塔塔頂壓力與塔頂冷凝溫度，可驗(yàn)證空冷器的冷卻效果，2013年8月份與2012年8月份，精餾塔參數(shù)情況：

表3：某精餾塔同期參數(shù)對(duì)比

通過對(duì)比可發(fā)現(xiàn)，安裝霧化噴嘴后，塔頂?shù)膲毫退斃淠郎囟染忻黠@降低，說明了空冷器的冷卻效果得到了加強(qiáng)。

六、結(jié)論與認(rèn)識(shí)

通過對(duì)空冷器空氣側(cè)進(jìn)行高壓噴霧加濕的方法對(duì)干式空冷器進(jìn)行半濕式改造。霧化水在空氣中蒸發(fā)吸熱，使空冷器進(jìn)口處的空氣溫度降低；同時(shí)，少量霧化水打在空冷器翅片表面上蒸發(fā)吸熱，大大提高空冷器整體的冷卻效果，滿足了夏季高溫時(shí)期裝置穩(wěn)定運(yùn)行的需求。