濕式空冷引風(fēng)機(jī)葉片傾斜角度的性能研究與應(yīng)用

蘭勇 張繼龍 任倩茹 趙忠福 李強(qiáng)

摘要：針對(duì)煉化行業(yè)濕式空冷冬季運(yùn)行，箱體內(nèi)百葉窗四周結(jié)冰嚴(yán)重，冰塊堵塞百葉窗進(jìn)風(fēng)風(fēng)道，導(dǎo)致空冷冷卻效果下降、冷后溫度升高、能耗高，造成產(chǎn)品液收下降、產(chǎn)品質(zhì)量不合格，結(jié)冰嚴(yán)重時(shí)，容易墜毀百葉窗散熱片?？绽渚嚯x地面20米，崗位人員每2小時(shí)必須進(jìn)行人工除冰，勞動(dòng)強(qiáng)度非常大。本文通過對(duì)濕式空冷引風(fēng)機(jī)葉片傾斜角度的性能進(jìn)行研究，工藝改造后實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)自循環(huán)除冰，更省時(shí)省力、更節(jié)能，效果顯著。

關(guān)鍵詞：濕式空氣冷卻器 引風(fēng)式風(fēng)機(jī) 葉片 熱循環(huán) 除冰

一、前言

空氣冷卻器是一種廣泛應(yīng)用于石油化工生產(chǎn)裝置的熱交換設(shè)備，按照冷卻方式，空氣冷卻器分為干式空氣冷卻器和濕式空氣冷卻器兩類。干式空氣冷卻器的冷卻介質(zhì)為空氣，通過風(fēng)機(jī)使環(huán)境空氣經(jīng)過干式空氣冷卻器管束外表面帶走熱量，從而實(shí)現(xiàn)冷卻或冷凝管內(nèi)高溫介質(zhì)的目的，干式空氣冷卻器受環(huán)境溫度影響大。濕式空氣冷卻器彌補(bǔ)了干式空氣冷卻器的缺陷，工作過程是外部冷卻水進(jìn)入到蒸發(fā)式空氣冷卻器的集水槽中，集水槽的循環(huán)水泵把冷卻水泵送到光管管束上方，由噴嘴均勻地噴淋到光管管束上，水自管束從上往下流，通過噴淋水使空氣干球溫度降低至濕球溫度，同時(shí)，空氣經(jīng)下部的進(jìn)風(fēng)百葉進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，在引風(fēng)式風(fēng)機(jī)的強(qiáng)力作用下，自下向上流動(dòng)，風(fēng)機(jī)的風(fēng)力使水覆蓋在管束表面，并在管束表面形成連續(xù)的水膜，水在較低壓力中蒸發(fā)，把管內(nèi)的熱量帶走，達(dá)到冷卻的目的。水蒸發(fā)后一部分變成水蒸氣，水蒸氣由上部擋水板收集并匯于集水槽中，未汽化的水沿管束表面流下收集到集水槽中，再由循環(huán)水泵繼續(xù)循環(huán)利用。

濕式空氣冷卻器作為干式空氣冷卻器的改進(jìn)和發(fā)展，綜合了空冷和水冷的優(yōu)點(diǎn)，在煉化行業(yè)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。某廠30萬(wàn)噸/年催化重整裝置反應(yīng)產(chǎn)物濕式空氣冷卻器A201有2組4臺(tái)、2個(gè)蓄水池，穩(wěn)定塔頂濕式空氣冷卻器A202有1組2臺(tái)、1個(gè)蓄水池，設(shè)計(jì)補(bǔ)水為除鹽水。設(shè)計(jì)要求控制反應(yīng)產(chǎn)物濕式空氣冷卻器A201入口溫度115℃，出口≦40℃，單臺(tái)設(shè)備平均水耗1267kg/h;穩(wěn)定塔頂濕式空氣冷卻器A202入口溫度64.3℃，出口≦40℃，單臺(tái)設(shè)備平均水耗919kg/h。

由于西北地區(qū)冬季氣候原因，低溫覆蓋時(shí)間長(zhǎng)，環(huán)境溫度一般在-15℃以下，濕式空氣冷卻器冬季運(yùn)行時(shí)箱體內(nèi)百葉窗四周嚴(yán)重結(jié)冰，外操巡檢每2小時(shí)必須用4米長(zhǎng)鋼管進(jìn)行人工除冰，如果不及時(shí)除冰，冰塊堵塞百葉窗進(jìn)風(fēng)風(fēng)道，導(dǎo)致空冷冷卻效果差，冷后溫度升高，造成產(chǎn)品液收下降、產(chǎn)品質(zhì)量不合格。結(jié)冰嚴(yán)重時(shí)，冰塊重量容易墜毀百葉窗散熱片，空冷位置離地面20米，人工除冰勞動(dòng)強(qiáng)度非常大。

二、引風(fēng)式風(fēng)機(jī)葉片熱循環(huán)的工作原理及應(yīng)用

某廠30萬(wàn)噸/年催化重整裝置反應(yīng)產(chǎn)物濕式空氣冷卻器A201和穩(wěn)定塔頂濕式空氣冷卻器A202引風(fēng)式風(fēng)機(jī)葉片傾斜角度11～130，強(qiáng)制空氣以5～7m/s的速度通過冷凝盤管，兩臺(tái)空冷選用葉輪直徑均為3米。

針對(duì)濕式空氣冷卻器冬季結(jié)冰嚴(yán)重，冰塊堵塞百葉窗進(jìn)風(fēng)風(fēng)道等上述難題。通過對(duì)風(fēng)機(jī)葉片傾斜角度進(jìn)行研究和分析，葉片傾斜角度是影響冷卻效果性能的重要因素，引風(fēng)機(jī)將冷空氣引入箱體百葉窗內(nèi)，箱體內(nèi)自上而下的水在百葉窗內(nèi)壁結(jié)冰，因此考慮調(diào)整每組濕式空氣冷卻器兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)的其中一臺(tái)的葉片傾斜角度，引風(fēng)式風(fēng)機(jī)葉片正常時(shí)的傾斜角度是11～130，現(xiàn)將其中一臺(tái)引風(fēng)式風(fēng)機(jī)葉片的傾斜角度調(diào)整為-8～100，使一臺(tái)濕式空氣冷卻器向上引風(fēng)，另一臺(tái)濕式空氣冷卻器向下引風(fēng)，在濕式空氣冷卻器的箱體內(nèi)形成熱風(fēng)循環(huán)，箱體內(nèi)保持一定的溫度，從而避免結(jié)冰。

在高寒地區(qū)，濕式空氣冷卻器這類空冷設(shè)備的安全過冬問題，長(zhǎng)期以來沒有得到很好的解決。通過對(duì)引風(fēng)式風(fēng)機(jī)葉片傾斜角度的調(diào)整，開發(fā)出了熱風(fēng)循環(huán)濕式空冷器，在環(huán)境溫度降至-22℃時(shí)成功地運(yùn)行了三個(gè)月時(shí)間未出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，避免了空冷冷卻效果差，冷后溫度升高，冰塊重量墜毀百葉窗散熱片，大幅度降低了崗位人員除冰勞動(dòng)強(qiáng)度的難題。

三、結(jié)論

針對(duì)煉油化工行業(yè)濕式空氣冷卻器冬季運(yùn)行，尤其西北和東北地區(qū)，冬季低溫覆蓋時(shí)間長(zhǎng)，濕式空氣冷卻器箱體百葉窗內(nèi)四周結(jié)冰嚴(yán)重的問題，通過對(duì)某廠30萬(wàn)噸/年催化重整裝置3臺(tái)濕式空氣冷卻器引風(fēng)式風(fēng)機(jī)葉片傾斜角度的調(diào)整，形成熱風(fēng)自循環(huán)除冰機(jī)理。完全避免了濕式空氣冷卻器冬季運(yùn)行時(shí)箱體百葉窗內(nèi)四周嚴(yán)重結(jié)冰堵塞百葉窗進(jìn)風(fēng)風(fēng)道的現(xiàn)象，避免了空氣冷卻器冷卻效果差，導(dǎo)致冷后溫度升高，造成產(chǎn)品液收下降、產(chǎn)品質(zhì)量不合格和結(jié)冰嚴(yán)重時(shí)容易墜毀百葉窗散熱片問題，大幅度降低了崗位人員除冰勞動(dòng)強(qiáng)度的難題，操作方便，效果顯著。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉會(huì)強(qiáng).表面蒸發(fā)式空冷器的工業(yè)應(yīng)用及問題分析[J].石油化工技術(shù)設(shè)備，2001，22（5）：1-5;

[2] 馬義偉.空冷器設(shè)計(jì)與使用[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1998;

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