表面蒸发式空冷
七种蒸发冷却冷凝技术简介
七种蒸发冷却冷凝技术简介一、直接蒸发冷却空调技术空气和水发生直接接触时，空气不断地将显热传递给水降低自身温度,同时水由于吸热释放出汽化潜热，这种利用空气的显热换得潜热的过程就是直接蒸发冷却过程。
利用该原理的直接蒸发冷却空调按照降温形式可分为冷雾式直接蒸发冷却空调和冷风式直接蒸发冷却空调。
1.1冷雾式直接蒸发冷却空调1.1.1高压微雾型图1所示为高压微雾型冷雾式直接蒸发冷却空调器,其工作原理是利用高压柱塞泵将水压提高至7MPa,然后将加压后的水经耐高压管线输送至专业喷嘴将其雾化，产生直径为3~15um的微雾颗粒，使其能够迅速从空气中吸收热量完成汽化并扩散，从而达到空气加湿、降温的目的。
高压微雾型冷雾式直接蒸发冷却空调器应用比较广泛，不仅可以用于室内，户外场所同样适用。
1.1.2汽水混合汽水混合型冷雾式直接蒸发冷却空调器的加湿过程可分为引射和雾化2个部分。
具有一定压力(O.Γ1.0MPa)的压缩空气通过特制的喷嘴腔，进行合理的配置和导流，在喷嘴口形成负压区，由于负压作用，集水器中的水连续不断地被引射到喷嘴腔内。
被引射的水通过自动控水装置集存于集水器内，为高压空气引射喷雾提供了无压水源。
压缩空气与被引射水的流速不同，2股流体在喷嘴腔内以设定的流量和流向有序地流动。
雾化过程中较高压力的压缩空气能量传递给较低压力的水，使水的能量增高。
2股流体在喷嘴出口处混合喷出，混合过程中高压空气与水流发生动量交换，与水进行剧烈摩擦与碰撞，利用空化效应将水充分雾化成细小的水珠。
当汽水混合流体从喷嘴高速喷出时，又与外界大气中的空气进行摩擦接触，从而将水滴进一步撕碎，水滴的直径可达5~10um,从而达到良好的雾化效果。
1.2冷风式直接蒸发冷却空调1.2.1蒸发式冷气机（冷风扇）蒸发式冷气机是利用淋水填料层直接与待处理的室外空气接触，由于喷淋水的温度一般都低于待处理空气（即新风）的温度，空气不断将自身显热传递给水而得以降温；与此同时，部分喷淋水（循环水）会因不断吸收空气中的热量而蒸发，蒸发后的水蒸气被气流带入室内，于是，新风既得以降温，又实现了加湿。
表面蒸发式空冷简介
表面蒸发空冷器的工作原理表面蒸发空冷器是一种将水冷与空气冷却、传质传热过程融为一体的高效冷凝冷却设备。
其工作原理，是用泵将下部贮水池中的循环水输送到位于水平放置的光管(或翅片管)管束上方的喷淋分配器，由分配器的喷嘴将冷却水向下喷淋道热管表面，使管外表面湿润并形成连续的水膜。
同时用风机将空气从设备的下部空气吸入窗吸入，自下而上掠过管束。
传热过程一方面依靠水膜与空气间的显热传递来进行；另一方面利用管外水膜的迅速蒸发来强化管外传热。
由于水的汽化潜热很大，水膜的蒸发强化管外表面的传热，使设备总体传热效率较单纯的空冷器或水冷器高许多。
表面蒸发空冷器结构特点：将冷却塔和列管式换热器合为一体，省去了单独的循环水系统，减少了设备的占地面积。
采用光管作为传热管，可大大降低设备的一次性投资。
亦可使用翅片管进一步强化传热。
光管阻力小，风机负荷相应降低。
表面蒸发空冷器传热特点：（1）、表面蒸发空冷器适用于入口温度低于80℃的介质的冷凝冷却，冷后介质出口温度，可接近于环境湿球温度。
（2）、表面蒸发空冷器能同时利用冷却水的潜热和显热。
传热效果比水冷器提高34%。
关于优点：1.表面蒸发空冷由于利用汽化潜热，水的汽化潜热约2400kJ/kg，而壳管式冷凝器中冷却水温升10℃，水只能带走约42kJ/kg 的热量，理论上表面蒸发空冷耗水量只有壳管式的1%～2%，考虑蒸发式冷凝器的效率，实际耗水量约为5%～10%，节水显著。
2.表面蒸发空冷排热能力的大小取决于湿球温度，理论上与干球温度无关，而湿球温度相对稳定，因此夏季运行稳定，对系统是非常有好处的。
关于缺点：1.在喷水时，如果换热管外表金属温度较高（好像是超过70℃），水中的钙、镁离子变成钙、镁盐而结垢影响换热。
需要定期除垢，并且净化水质。
2.空气质量较差，固体颗粒物较多容易使管束结垢。
3.酸雨严重的地区对管束的耐腐蚀性是一个考验。
主要生产厂家：西安大秦，兰州长征，东北的鞍冷，西安化机重庆天瑞化工、兰化机。
蒸发式空气冷却器解决直接空冷系统夏季高负荷研究
背 压 ，降低 煤耗 并联蒸发式空冷系统后，使整个空 冷系统的换热能力增强，降低空冷岛的负 荷 ，使 汽轮 机的背 压降低 ，提 高汽 轮机 的 效率 ，降低 煤耗 。 ③增 大整 个 空 冷 系 统 的 安 全 系 数 ， 降低 意外情 况发 生时 的损失 在 非 高 温 时段 满 负 荷 运 行 蒸 发 空 冷 器 ，可使 空冷 岛的风 机轮流 检修 ，避免 空 冷 岛发生 故障 时影响 发电机 组正 常运行 。 ３ 采 用本 系统 时还需 进 一步解 决 的的
２ ０ １ ４ ＮＯ． ０ １（ 上）
工 业 技 术
发式空气冷却器解决直接空冷系统夏季高负荷研究
黄 兴 晨
（ 哈 尔滨空调股份有 限公 司，ห้องสมุดไป่ตู้龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ７ ８ ）
摘 要 ：本 文分 析现 有 电站 直接 空冷 系统 夏 季 高 负荷 的原 因，并提 出 了几 种 解决 方案 ，其 中针 对蒸发 式 空冷 器做 出了详 细介 绍。概 述 了蒸发 冷却技 术 的 工作原 理 ，并详 细介 绍 了直冷 系统 中并联 蒸发 式 空冷 器的 工 艺流程 ，及 蒸发 式 空冷 器在 直冷 系统 中起到 的 关键 作 用 ， 同时也提 出了采用 这种 复合 式空 冷 系统还 需要进 一 步解决 的 问题 。 关键词：直接空冷 系统；蒸发式空冷凝汽器；夏季高负荷 ；不满发 中 图分类 号 ：Ｔ Ｋ ２ ． ２ ３ 文献标 识码 ：Ａ
自２ ０世 纪 ９ Ｏ年 代 初 开 始 ， 国 内 大 解决 度夏 问题 ，裕量 大电厂初 期投 资大 ， 减少 能耗 的 目的。 型蒸 汽发 电机组 汽轮机 应用 直接 空冷凝 汽 而且 使用 率不 高 ，冬 季防冻 困难容 易发 生 ②气温高于 １ ６ 摄 氏度时，保持设计 器 系统 ，并在北 方地 区取得 了很好 的运 行 冻 结。 效 果 。鉴 于 日益突 的 能源矛盾 及节 约能 （ ２ ） 增 加喷雾 系统
(完整)蒸发式空冷器
蒸发式空冷器蒸发式空冷器（以下简称蒸发空冷)蒸发式空冷器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高效节能冷却设备,它具有结构紧凑、传热效率高、投资省、操作费用低、安装、维护方便等优点。
在炼油、冶金、电力、制冷、轻工等行业中有着广阔的应用前景，是空冷技术发展的新方向。
蒸发空冷的研究始于六十年代，主要应用于发动机引擎夹套水冷却、压缩机级间冷却、润滑油冷却等.我国在八十年代初从国外引进的十几套石蜡成型装置中均采用了蒸发空冷作为氨气的冷凝器。
蒸发式空冷器是将管式换热器置于塔内，通过流通的空气、喷淋水与循环水的热交换保证降温效果。
由于是闭式循环，其能够保证水质不受污染，很好的保护了主设备的高效运行，提高了使用寿命。
外界气温较低时，可以停掉喷淋水系统，起到节水效果。
推着国家节能减排政策的实施和水资源的日益匮乏，近几年密闭式冷却塔在钢铁冶金、电力电子、机械加工、空调系统等行业得到了广泛的应用.蒸发式空冷器,也叫做闭式冷却塔、封闭式冷却塔或密闭式冷却塔。
蒸发空冷器循环冷却水系统在冶金、石化、电力、化工、建材等行业都有应用。
上世纪九十年代以来，我国炼铁高炉开始应用闭式空冷循环水系统，对防腐、减轻结垢，从而提高换热装置和设备的运行效率与使用寿命均有明显效果.这个系统采用了板式换热器。
高炉回来的热软水（55℃）被板式换热器冷却后，经升压再送高炉使用；而冷却水通过板式换热器后温度升高，送冷却塔降温,降温后经加压再送板式换热器作冷却介质使用.软水循环量与冷却水循环量之比,一般为1:1。
节能型水膜式蒸发空冷器为了进一步提高换热装置和设备的运行效率与使用寿命，进一步节能节水，武汉某公司依托其专利产品--节能型水膜式空冷器，并组织组织各相关专业的专家和技术人员,精心设计了“高效闭式空冷循环水系统"。
水膜式蒸发式空冷器闭式循环水系统该系统采用节能型水膜式空冷器替代原板式换热器和冷却塔，运行效率高，冷却水循环量可减少4/5，其运行电量亦可减少4/5。
浅析新型表面蒸发式空冷器在石化装置中的应用
浅析新型表面蒸发式空冷器在石化装置中的应用作者：秦国民来源：《中国科技博览》2014年第27期[摘要]介绍了新型表面蒸发式空冷器的工作原理、主要性能特点以及在石化装置中的应用实例。
应用结果表明，该型设备冷却效果好、结构紧凑、重量轻、操作灵活、运行成本低。
[关键词]蒸发式空冷；原理；性能；应用中图分类号：TF321.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0083-011 新型表面蒸发式空冷器结构及原理新型表面蒸发式空冷器是由普通换热管组成的一种空冷装置，它由钢板制成的四方形箱体、风机、电机、收水器、喷淋装置、冷却管束、PVC热交换层、循环水泵、补水装置、集水槽、水分配器等部件组成。
结构示意图如图一。
新型表面蒸发空冷器将凉水塔和热交换器的功能有限地整合到了单台设备中，主要原理是利用管外冷却水水膜的蒸发汽化潜热和显热带走大量热量，借以把管内流体的温度降低到接近大气温度或低于大气温度。
水的比热常温常压为4.2KJ/Kg，普通管壳式换热器，每1kg冷却水能带走16.75～25.12kJ热量，而1kg水在常压下蒸发能带走约2428kJ热量。
工作过程：设备下部集水槽中的冷却水由循环水泵输送到位于光管管束上方水平安装的分配器内，经喷淋装置分配后形成均匀的水流，从上而下流经管束，同时借助引风机的风力使喷淋水完全覆盖在管束表面，形成连续的水膜，这样水借风势，管束内的高温流体与管束外的喷淋水和空气换热效果显著增高，从而使管束内的高温流体冷却或冷凝，喷淋水和空气吸收热量后温度升高，部分水由液态变成水蒸气，热空气中的水被挡水板截住收集到PVC热交换层中。
热交换层中的水被流过的新鲜空气冷却，水的温度降低，进入集水槽中，再由循环水泵送入循环系统中，继续循环使用。
2 新型表面蒸发式空冷器主要性能特点2.1 独特的复合流技术将冷却塔和热交换器结合在一体。
省去了单独的循环水系统，不需要冷却塔，相对于传统的带冷却塔的水冷式空冷器，结构更紧凑、体积小、重量轻、占地面积更小。
表面蒸发式空冷
表面蒸发式空冷蒸发空冷的典型结构如图—1所示。
它主要由以下部件组成：1. 位于设备顶部的引风式风机；2. 除雾器（用翅片管管束或收水器）；3. 位于翅片管管束下方的喷淋水分配器；4. 位于喷淋水分配器下方的光管管束5. 位于光管管束下方的构架水箱；6. 喷淋水输送管线与管道泵。
上述前五个部件之间均采用翻边法兰螺栓连接，各连接面之间均采用橡胶板和密封胶进行密封，以防漏风、漏水。
我公司开发研制的蒸发空冷的典型结构具有以下特点：1. 采用引风式轴流风机，其优点是风机风量大，而且引风式风机向上抽吸空气，从而在其下部空间形成负压区域，加速了位于其下方的传热管外表面水膜的蒸发效率；2. 采用除雾器，能高效除雾，防止水飘溢，减少喷淋水损耗。
采用翅片管管束除雾时，翅片管可进行高温介质（高于80℃）的预冷，从而扩大了蒸发空冷的适用范围，并增加了设备的传热面积；3. 喷淋水分配器在设备运行中即可方便的维护、清洗、更换喷嘴，喷嘴采用聚氯乙烯材料制成，并且将喷嘴安装在喷淋支管的上部，从而有效地减少了喷嘴堵塞的可能性；4. 管束采用丝堵式管箱（特殊情况时也可采用可拆卸盖板式管箱），方便维修，管束由水平布置的单根管组成，可以防止堵塞，管子与管箱的连接型式采用强度胀、强度焊或胀焊并用；5. 构架与水箱连成一体，下部为水箱，上部侧面为带有百叶窗的进风口，且其四周均为进风口；同时构架又作为风机、翅片管管束、喷淋水分配器及光管管束的支撑体。
在管束下部四周设置了挡水板，在水箱上部四周设置了收水槽，从而减少了喷淋水外溅造成的水损失或对设备周围平台的溅水。
构架与水箱的底部带有安装底座，只需在基础上预置地脚螺栓即可进行设备安装；6. 喷淋水输送系统由二条管线和二台管道泵组成，它们由喷淋水分配器端部的横向主水箱连通，二条输水线在设备工作时用一备一，以便确保设备运行时喷淋水分配器正常工作；横向主水管两端设置了控制阀，在输水线立放的主水管底部设置了放空口，这样可保证在冬季时设备的备用泵管线内喷淋水能够放空，以免冻裂水管和备用泵。
气体分馏装置脱丙烷塔浮压控制
75一、概况气体分馏装置为中海油东方石化有限责任公司一期炼油项目装置，本装置的公称建设规模为60万吨/年，装置年开工按8000小时设计，装置操作弹性为60～110%,气体分馏装置主要由脱丙烷塔、脱乙烷塔和精丙烯塔组成，原料为上游催化裂化装置所产液化气经 脱硫、脱硫醇后的精制液化石油气。
塔顶碳三馏分作为为丙烯塔进料。
塔底物料混合碳四馏分做为MTBE装置的原料，脱丙烷塔重沸器热源为1.0MPa蒸汽。
（图为本装置脱丙烷塔系统）东方石化有限责任公司的气体分馏装置主要由以下几点进行节能降耗：1.塔顶采用表面蒸发式空冷，利用水的比热容较大，蒸发吸热，冷却效果好。
2.优化各塔操作，在保证分离要求的前提下尽量减少塔的回流比，减少蒸汽消耗。
3.选用高效率机泵，以降低电耗。
4.设备及管道布置尽量紧凑合理，从而较少散热损失和动力损失。
5.加强设备及管道保温，从而减少散热损失。
二、浮动压力控制精馏的原理是利用物料中各组分挥发度的不同，从而实现轻重组分之间的分离。
精馏是一种相平衡分离过程，其最基础的理论就是是汽－液相平衡原理。
在精馏塔中，为了保证每层塔板的汽液两相存在温度和浓度梯度，必须由塔顶冷凝器提供轻组分浓度高且温度较低的冷回流，由塔底重沸器提供重组分浓度高且温度较高的热回流。
不平衡的两相在进入塔板上进行传质、传热后，液相中易挥发组分部分汽化，难挥发组分浓度增加，同时吸收热量使汽相部分冷凝；汽相中难挥发组分部分冷凝，易挥发组分浓度增加，同时放出热量供给液相部分汽化。
板上汽液两相充分接触，使最终离开该板的汽相与液相在同一温度下趋于平衡，如此经过若干塔板上的传质、传热过程后即可达到对物料中各组分进行完全分离的目的。
精馏塔的压力主要取决于塔顶产品组成和产品冷凝后的温度。
这样我们在平时的操作中首先是保证塔的压力恒定，在这个条件下我们可以根据固定的塔顶温、低温及灵敏板温度来控制塔的产品质量在要求的指标范围内。
这种操作方法比较容易、可靠，有利于装置的平稳运行，但是结合相平衡原理来分析，恒压操作不能有效地节约能源、提高经济效益，我们可以从这个方向着手进行优化。
一、冷凝器
冷凝器的特点：
冷凝器 水冷冷凝器 风冷冷凝器 蒸发式冷凝器 淋激式冷凝器
省水，造价 低，结构简 单，可现场 制作，水垢 易清除；金 属耗量大， 占地面积大
立 式 壳 管 式
卧 式 壳 管 式
套 管 式 壳 管 式
省水，造价低，结构简单， 水垢易清除，体积小
不需水，安装简单，可置于屋面；传 热系数小，受环境温度影响大，恶化 环境，除尘困难
一、冷凝器 冷凝器是制冷装置的主要热交换设备 之一。它的任务是将压缩机排出的高压 过热制冷剂蒸气，通过其向环境介质放 出热量而被冷却、冷凝成为饱和液体， 甚至过冷液体。
按照冷凝器使用冷却介质和冷却方式的 不同，有水冷式、空气冷却式和蒸发式三 种。
冷凝器的类型
立式：用水量多，水质可差 壳管式 卧式：水质要好，水温低 套管式：小型水冷系统 淋水式：用水少，水质可差，空气干燥 蒸发式：用水少，空气干燥 自然对流式 强制对流式
套管式冷凝器
2.空气冷却式冷凝器 这种冷凝器以空气为冷却介质，制冷 剂在管内冷凝，空气在管外流动，吸收 管内制冷剂蒸气放出的热量。由于空气 的换热系数较小，管外（空气侧）常常 要设置肋片，以强化管外换热。分为空 气自由运动和空气强制运动两种型式。
（1）空气自由运动的空冷冷凝器：该 冷凝器利用空气在管外流动时吸收制冷 剂排放的热量后，密度发生变化引起空 气的自由流动而不断地带走制冷剂蒸气 的凝结热。它不需要风机，没有噪声， 多用于小型制冷装置。目前应用非常普 遍的是丝管式结构的空气自由运动式冷 凝器。如图4-4所示。
水冷式 类型
风冷式
1.水冷式冷凝器 这种型式的冷凝器用水作为冷却介质， 带走制冷剂冷凝时放出的热量。冷却水 可以一次性使用，也可以循环使用。用 循环水时，必须配有冷却塔或冷水池， 保证水不断得到冷却。根据其结构不同， 主要有壳管式和套管式两种。
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蒸发空冷的典型结构如图—1所示。
它主要由以下部件组成：
1. 位于设备顶部的引风式风机；
2. 除雾器（用翅片管管束或收水器）；
3. 位于翅片管管束下方的喷淋水分配器；
4. 位于喷淋水分配器下方的光管管束
5. 位于光管管束下方的构架水箱；
6. 喷淋水输送管线与管道泵。
上述前五个部件之间均采用翻边法兰螺栓连接，各连接面之间均采用橡胶板和密封胶进行密封，以防漏风、漏水。
我公司开发研制的蒸发空冷的典型结构具有以下特点：
1. 采用引风式轴流风机，其优点是风机风量大，而且引风式风机向上抽
吸空气，从而在其下部空间形成负压区域，加速了位于其下方的传热管外表面水膜的蒸发效率；
2. 采用除雾器，能高效除雾，防止水飘溢，减少喷淋水损耗。
采用翅片
管管束除雾时，翅片管可进行高温介质（高于80℃）的预冷，从而扩大了蒸发空冷的适用范围，并增加了设备的传热面积；
3. 喷淋水分配器在设备运行中即可方便的维护、清洗、更换喷嘴，喷嘴
采用聚氯乙烯材料制成，并且将喷嘴安装在喷淋支管的上部，从而有效地减少了喷嘴堵塞的可能性；
4. 管束采用丝堵式管箱（特殊情况时也可采用可拆卸盖板式管箱），方便
维修，管束由水平布置的单根管组成，可以防止堵塞，管子与管箱的连接型式采用强度胀、强度焊或胀焊并用；
5. 构架与水箱连成一体，下部为水箱，上部侧面为带有百叶窗的进风口，
且其四周均为进风口；同时构架又作为风机、翅片管管束、喷淋水分配器及光管管束的支撑体。
在管束下部四周设置了挡水板，在水箱上部四周设置了收水槽，从而减少了喷淋水外溅造成的水损失或对设备周围平台的溅水。
构架与水箱的底部带有安装底座，只需在基础上预置地脚螺栓即可进行设备安装；
6. 喷淋水输送系统由二条管线和二台管道泵组成，它们由喷淋水分配器
端部的横向主水箱连通，二条输水线在设备工作时用一备一，以便确保设备运行时喷淋水分配器正常工作；横向主水管两端设置了控制阀，在输水线立放的主水管底部设置了放空口，这样可保证在冬季时设备的备用泵管线内喷淋水能够放空，以免冻裂水管和备用泵。