關(guān)于低溫環(huán)境中空冷器設(shè)計(jì)方面的分析

方思源

【摘要】在石油化工領(lǐng)域，空冷器屬于煉油工藝中最重要的靜裝置，空冷器設(shè)計(jì)方面，因?yàn)橛行┳鳂I(yè)環(huán)境在冬天存在很低的溫度環(huán)境，為保障空冷器能夠在低溫環(huán)境正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就需要科學(xué)設(shè)計(jì)低溫環(huán)境下空冷器。由此，本文詳細(xì)探究了低溫環(huán)境下空冷器設(shè)計(jì)內(nèi)容。

【關(guān)鍵詞】低溫環(huán)境? 空冷器? 設(shè)計(jì)分析

一、低溫環(huán)境下空冷器應(yīng)用的現(xiàn)狀

我國(guó)有些地方在冬天和夏天有明顯的溫差現(xiàn)象，而且有些地方的冬天溫度能達(dá)到零下40℃左右。比如，在中國(guó)東北區(qū)域應(yīng)用空冷器，在一些低溫環(huán)境下，有的空冷器每個(gè)管排之間的熱負(fù)荷會(huì)產(chǎn)生不均勻，而且會(huì)造成不凝氣問(wèn)題，直接限制空冷器的運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量。此外，若空冷器有設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)那闆r，其一般在常規(guī)溫度環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)還好，但在低溫環(huán)境中就會(huì)暴露出設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象。在空冷器穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，空冷器最底部的換熱管和上部的換熱管砼冷空氣相接觸有不一樣的先后順序，而且蒸汽冷凝地方和冷卻地方在換熱機(jī)管內(nèi)的分布也不一樣。如圖1所示，因?yàn)榭绽淦魇紫群涂绽淦飨路綋Q熱基管相接觸，如果冷凝于空冷器最頂部的排管終端終止，那么在底排管，冷凝于管子內(nèi)的某個(gè)點(diǎn)終止，其它管長(zhǎng)產(chǎn)生冷卻區(qū)，而且冷凝液如果產(chǎn)生過(guò)冷卻情況，則不可避免的會(huì)造成硬化情況在低溫環(huán)境下產(chǎn)生。

反應(yīng)蒸汽冷凝器由于不凝氣大量集中所造成的問(wèn)題。其中，因?yàn)榭绽淦鲀?nèi)的第二排換熱管凍結(jié)的蒸汽量低于第一排的凍結(jié)蒸汽量，因此壓力降于第二排換熱管內(nèi)反映的更低。這時(shí)，若空冷器出口管箱作業(yè)壓力和進(jìn)口管箱位置的壓力及流體通過(guò)第二排管時(shí)的壓力降一減的值相同，就會(huì)導(dǎo)致第一排管的出口壓力低于出口管箱的壓力。所以，這時(shí)蒸汽就會(huì)在第一排換熱管兩邊，且造成第一排換熱管兩邊產(chǎn)生不凝氣集中，且集中會(huì)延展至管廠(chǎng)AB。

二、熱風(fēng)循環(huán)式空冷器類(lèi)型

經(jīng)過(guò)諸多實(shí)例顯示，熱風(fēng)循環(huán)式空冷器能夠在低溫環(huán)境中避免工藝介質(zhì)產(chǎn)生硬化。針對(duì)熱風(fēng)循環(huán)式空冷器而言，其一般具有如下幾種類(lèi)型：

（一）鼓風(fēng)式中熱風(fēng)循環(huán)空冷器

一般情況下，空冷器類(lèi)型能夠選擇鼓風(fēng)式中熱風(fēng)循環(huán)空冷器，而在這種類(lèi)型的空冷器之中，內(nèi)部的1臺(tái)風(fēng)機(jī)能夠調(diào)角運(yùn)行，若溫度處在極端低溫環(huán)境下，調(diào)角風(fēng)機(jī)能夠在通過(guò)調(diào)整葉片角度來(lái)讓空氣流向想著相反的方向傳送，進(jìn)而保障熱空氣能夠在構(gòu)架內(nèi)循環(huán)。

此外，為防止朝下吹送的氣流遭到風(fēng)速和風(fēng)向的干擾，要求把2米左右高程的風(fēng)屏安裝于風(fēng)機(jī)入口處，而且能夠適當(dāng)調(diào)整風(fēng)機(jī)高度。在風(fēng)向改變環(huán)節(jié)，有3℃左右的緩沖范圍，防止產(chǎn)生風(fēng)機(jī)風(fēng)向重復(fù)改變的現(xiàn)象。而且，當(dāng)風(fēng)機(jī)送風(fēng)方向變化后，要對(duì)底部裝置承擔(dān)熱空氣溫度的性能進(jìn)行全面考量[2]。針對(duì)鼓風(fēng)式中熱風(fēng)循環(huán)類(lèi)型的空冷器而言，這種類(lèi)型的空冷器很難充分混合和循環(huán)熱空氣和冷空氣，而且有冷熱空氣分流情況，若控制方式不當(dāng)，就有工藝介質(zhì)硬化風(fēng)險(xiǎn)。

（二）上部帶有百葉窗的鼓風(fēng)式中熱風(fēng)循環(huán)空冷器

一般空冷器類(lèi)型還能夠采取上部帶有百葉窗的鼓風(fēng)式中熱風(fēng)循環(huán)空冷器。通常在管束頂部規(guī)劃了百葉窗，有利于提高熱風(fēng)循環(huán)水平。針對(duì)這種空冷器來(lái)說(shuō)，其包括夏天和冬天兩種運(yùn)轉(zhuǎn)形式。在夏天，空冷器內(nèi)的風(fēng)機(jī)吹風(fēng)方向都朝上，并經(jīng)過(guò)把控百葉窗和風(fēng)機(jī)運(yùn)速來(lái)管理介質(zhì)出口氣溫。在冬天，空冷器內(nèi)的1臺(tái)風(fēng)機(jī)吹風(fēng)方向產(chǎn)生變化。而且，風(fēng)機(jī)葉片角度能夠按照出口氣溫改變狀況進(jìn)行調(diào)整，并按照循環(huán)縫的氣溫來(lái)管理百葉窗開(kāi)度。

（三）鼓風(fēng)式外界熱風(fēng)循環(huán)空冷器

通常空冷器類(lèi)型也能夠使鼓風(fēng)式外界熱風(fēng)循環(huán)空冷器，和其余熱風(fēng)循環(huán)空冷器比較，熱風(fēng)循環(huán)通路和百葉窗于空冷器兩邊分布，而且保障風(fēng)機(jī)吹風(fēng)方向一致固定。在冬天時(shí)，為確保循環(huán)空氣的氣溫，只要閉合頂部百葉窗且開(kāi)啟旁路百葉窗就行。

針對(duì)外界熱風(fēng)循環(huán)空冷器而言，為管理管束出口氣溫，其要求保障管束的吹送氣溫是固定值，且只通過(guò)管理管束的氣流就能夠管理空冷器出口氣溫。其中，進(jìn)到管束的氣溫是依靠氣溫調(diào)節(jié)器調(diào)整新風(fēng)、上部與旁路百葉窗來(lái)維持。氣流調(diào)整依靠流體出口氣溫調(diào)節(jié)器管理可調(diào)風(fēng)機(jī)來(lái)完成。在外界熱風(fēng)循環(huán)模式中，風(fēng)機(jī)的最高出力不是在夏天，而是在冬天。主要原因是在這種環(huán)境下，氣體氣流重新循環(huán)的需要量是最多的，而且不管環(huán)境溫度怎樣，抵達(dá)管束上氣溫要維持固定。要按照所需要的混合氣溫計(jì)量所需要的循環(huán)空氣量，再乘以1.5倍。

外界熱風(fēng)循環(huán)能夠設(shè)計(jì)為單側(cè)熱風(fēng)循環(huán)，主要優(yōu)點(diǎn)在于：節(jié)省鋼材。不循環(huán)的以便能夠與其他空冷器相聯(lián)接，削減占地范圍，方便分布。但一般是根據(jù)旁路百葉窗的流通范圍在符合標(biāo)準(zhǔn)的最經(jīng)濟(jì)的排列進(jìn)行選取。

以上幾類(lèi)熱風(fēng)再循環(huán)計(jì)劃有些系統(tǒng)較為繁瑣，包含的部件很多，某一零件失靈均會(huì)影響整個(gè)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)，因此對(duì)部件穩(wěn)定性要求很高。

三、結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著國(guó)內(nèi)空冷器使用范圍的不斷擴(kuò)展，為提高空冷器于低溫環(huán)境下的運(yùn)行穩(wěn)定性，作為制造商需要對(duì)低溫環(huán)境下空冷器設(shè)計(jì)引起重視，這針對(duì)提高空冷器制造單位的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有十分顯著的現(xiàn)實(shí)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]成洲.大型空分裝置設(shè)計(jì)缺陷及改造[J].化工管理，2018，（35）.

[2]王安寅.低溫環(huán)境中空冷器設(shè)計(jì)方面的研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018，（27）.