板式湿空冷器的特点及优点
湿式空冷器工作原理
湿式空冷器工作原理湿式空冷器是一种广泛使用的空气处理设备，主要用于室内空气质量改善和温度控制。
这种设备的工作原理基于水和空气的热传递过程，通过水蒸发和空气的循环冷却实现了空间内温度降低和湿度调节。
本文将详细介绍湿式空冷器的工作原理、优缺点以及应用范围。
一、湿式空冷器的工作原理湿式空冷器的主要元件包括水箱、水泵、风机、填料层等。
空气顺着填料层流过，同时水被泵送到填料上面，从填料上表面滴落下来，通过风扇将湿润的空气吹入室内，从而实现空气温度和湿度的调节。
湿式空冷器的工作原理基于水的蒸发和空气的循环冷却，水从水箱中被抽起，通过水泵被输送到填充物上方，覆盖整个表面。
当空气流经湿润的表面时，水的蒸发会从空气中吸收热量，从而使空气的温度下降。
湿气的增加可以将干燥的空气转换为相对湿度更高的空气。
填料层的作用是增加表面积，增强空气与水之间的接触，从而更有效地进行换热。
此外，填料还能防止水滴直接落回水箱中，保证水分充分地蒸发。
风机的作用是将冷却、湿润的空气吹入室内，提高室内舒适度。
通过设置不同的风速，可以根据不同的需求调整室内空气的湿度和温度。
二、湿式空冷器的优缺点湿式空冷器与传统的系统相比，具有以下优点：1. 能够有效地降温。
湿式空冷器通过水蒸发和空气的冷却，可使温度迅速下降。
2. 节约能源。
与空调相比，湿式空冷器不需要使用制冷剂，所以在能源利用方面具有显著的优势。
3. 环保健康。
相比传统的系统，湿式空冷器具有较低的能源消耗和二氧化碳排放，对环境及人体健康无害。
4. 易于维护。
湿式空冷器的构造简单，易于清洁和维护，降低了维护成本。
然而湿式空冷器也具有以下缺点：1. 相对空气湿度高。
由于蒸发的作用，使用湿式空冷器会使得空气中湿度比较高，导致室内空气变得潮湿。
2. 不适用于高温高湿环境。
湿式空冷器的工作原理是基于水的蒸发，适用于在相对干燥的环境下使用，但在高温高湿的环境中，效果会大打折扣。
3. 需要定期更换水。
湿式空冷器在运行过程中会消耗大量的水，需要定期补充水或更换水，增加了运行成本。
板式湿式空冷器湿球温度迁移特性与优化研究的开题报告
板式湿式空冷器湿球温度迁移特性与优化研究的开题报告
一、研究背景
空气冷却系统是许多工业领域中常见的一种热交换方式，而板式湿式空冷器是其中一种常用的结构形式。
在运行过程中，湿球温度是衡量空冷器性能的重要指标之一。
然而，由于环境等原因，湿球温度存在迁移的问题，会对空冷器的冷却效果和能耗产
生影响。
因此，对湿球温度的迁移特性进行研究和优化具有重要意义。
二、研究目的
本研究旨在探究板式湿式空冷器中湿球温度的迁移特性，并通过实验和模拟仿真等方法，优化空冷器的结构和工艺，提高其冷却效率和能耗效益。
三、研究内容
1. 湿球温度的定义和测量方法；
2. 板式湿式空冷器的结构特点和工作原理；
3. 湿球温度迁移的原因和影响因素分析；
4. 实验设计和仿真模拟；
5. 数据处理和分析，并提出优化方案。
四、研究方法
本研究将采用实验与模拟相结合的方法，通过搭建实验平台和建立数学模型，分析不同工况下板式湿式空冷器中湿球温度的迁移特性，并探究其影响因素。
同时，通
过实验数据和仿真结果，提出针对性的优化方案，以提高空冷器的冷却效率和能耗效益。
五、研究意义
本研究的成果将有助于掌握板式湿式空冷器中湿球温度迁移特性的规律，为空气冷却系统的性能提升提供科学参考。
同时，本研究的方法和优化方案在其他工业领域
的热交换系统中也具有普适性，有助于提高热交换效率和降低能耗成本。
浅谈湿式空冷器
管束
喷淋装置
水分离挡板
空气
补充水
排污
循环水泵
图 2 增湿型空冷器
Fig.2 The humidifier type air cooler
未饱和空气
雾滴
迫界层
饱和边界层
图 1 雾滴与空气热湿交换示意图 Fig.1 Droplet and air heat and moisture exchange of schematic diagram
3 结语
根据气象资料可知我国大部分地区的相对湿度偏 高，而西北地区的相对湿度较低，更加适合使用增湿型 空冷器；当需要较低的空气出口温度，可采用喷淋型湿 式空冷器，以得到较低的入口温度。
in the psychrometric chart
综上所述，从焓湿图中可以看出： (1)干、湿球温度差(即状态 0 和 2’的温差)越大，即 空气相对湿度越小，则表示增湿后，采用增湿型空冷器 的效果越显著。 (2)喷淋型空冷器具有较低的空气出口温度(3 点 的温度远远低于 1 点和 2 点的温度)，可将工艺流体冷 却到接近环境气温(0 点的温度)，甚至低于环境温度。
在干—湿联合型空冷器系统中，当环境温度变化
１１
韩 龙 娜 ，等 ：浅 谈 湿 式 空 冷 器
时，两种冷凝器的热负荷也发生变化[7]。为了使干式和 湿式空冷器在任何工况下都在同一压力下运行，干式 和湿式两部分的热负荷都随环境温度的变化自动调 整，当环境温度较低时，热负荷会逐渐转向干式空冷 器；相反，当环境温度较高时，热负荷会自动地调整到 湿式空冷器。在任何工况下，大部分热负荷由干式空冷 器承担，甚至在环境温度较高时，干式空冷器依然承担 节水和冷却的作用。
湿式空冷器作为干式空冷器的改进和发展，综合 了空冷和水冷的优点，而干 - 湿联合型空冷器综合了 干式空冷器和湿式空冷器的优点。它是由干式和湿式 两部分组成，热流体和空气的工艺流程如下：热流体先 进入干式空冷器内进行冷却，然后进入被水喷雾降温 的湿式空冷器进行进一步冷却，此时被冷却的热流体 温度一般低于环境温度[6]；而空气逆向而行，一部分携 带雾状水的空气先进入湿式空冷器，在湿式空冷器内 冷却换热器内的热流体，空气温度略有升高，再进入干 式空冷器管束，而风机一般设置在干式空冷器与湿式 空冷器管束之间，见图 5。
浅谈板式空冷器及其在石化工业中的应用与改进
采用全 焊式结 构 ， 若 出现局 部堵塞 或损坏 ， 操作 简单 、 安装方 便 、 费用低廉 的优点 ， 必须 整台更换 空冷 器 ，如 此必定 造成较 大 但此 改造方 法并不 具备节 能效果 ，因此 亦 级改 进 。 二 、石 化 Ｔ业 领 域 板 式 卒 冷 器 的实 浪费 。 可采用 变频 电机 ， 但 此改造 方法成 本较 高 ， 际应 用 三 、石 化 Ｔ业 领 域 板 式 空 冷 器 应用
的改进
因此 最好根 据实 际情况 ，交换采用 上述改
造措 施 。
（ 一） 板式空 冷器 的结构原 理 我 国石 化 工业 领域 ， Ｌ Ｂ Ｋ板 式 空冷 器 的设 计 结 构 尤 其 典 型。Ｌ Ｂ Ｋ板 式 空 冷 器 主要包括 喷淋装置 、构架 水箱 、风机 、 板柬 四部分 ，其 中风机主要 选用垂 直安装 的引风式轴 流风机 ；全焊 式板束 即传热单 元 。Ｌ Ｂ Ｋ板 式 空 冷 器 内 热介 质 主要 经 板 管实 现上下 流动 ，同时经 喷淋装 置来喷淋 增湿 空气 （ 选用 软化水 ），此外借 助引 风 机 的带动作用 ，喷淋 增湿后 的空气 经板管 通道 横穿板束 与板 管 内热介 质实 现对流换 热 ，如 此 实 现 冷 却 。Ｌ Ｂ Ｋ板 式 空 冷 器 的 传热 单元结构 采用 全焊式板 束 ；传 热元件 采用 Ｌ Ｔ波纹板 片 ， 以满足 两侧 压浆 的相 关要 求。 考 虑到 板 片 的 触 点 及波 纹 形 状 易使 流体 产生 网状复杂 流 ，而板 间流 道内的 流 体呈 三维流 动 ，外加 留到具 有较 小的水力 直径 ，因此 流动 的扰动可 大大加 强 ，对 流 传热 系 数及 流体 的 湍流 程度 亦 大大增 加 ， 所 以即使雷诺 系数极 低亦 能形成 湍流 ，而 且仅 具有较 小的 污垢 系数 。
空冷式换热器介绍
空冷式换热器介绍空冷式换热器是炼油化工、冶金、电站等行业大量使用的冷却设备。
用于冷却各种工业介质。
与其它冷却设备相比：优点，空冷式换热器使用空气作为冷源，节能、节水效果非常显著；缺点，占地面积大，一次性投资大。
空冷器分类：按冷却介质分为：干空冷器湿空冷器表面蒸发空冷器按传热元件分为：列管式换热器板式空冷器等空冷器应用范围：干空冷器可以把介质冷却到高于环境温度200C；湿空冷器可以把介质冷却到高于环境温度3~50C；表面蒸发空冷器可以把介质冷却到接近环境温度，在特殊情况可以冷却到比环境温度低。
可以代替水冷器。
表面蒸发空冷器简介⏹表面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新型空冷器；它是一种传热效率高、投资省、操作费用低、结构紧凑、节能、节水的高效冷凝冷却设备，在炼油、化工、电力、冶金、制冷、轻工等行业中大量使用。
⏹到目前为止蒸发空冷在全国各大石化企业的酮苯装置、气分装置、烷基化装置、丙烷脱沥青装置、焦化装置、蒸馏装置、催化装置、重整装置、硫磺回收装置、轻烃回收装置等得到了广泛的应用。
表面蒸发空冷器结构组成：风机、翅片管、喷淋系统、光管管束、水箱特点：风机-引风式风机;翅片管-双金属轧片管;喷淋系统-不锈钢、双水泵光管管束-表面热侵锌、丝堵管箱;水箱-表面玻璃钢防腐表面蒸发空冷器机理传热机理：在光管表面形成水膜，靠水膜的蒸发带走热量。
既有空气的温升和水的温升带走热量，也有水的气化潜热带走热量。
适用范围：用于进口温度160-80℃左右的低温工艺介质的冷凝冷却，可将介质出口温度冷到接近环境湿球温度。
可以代替后水冷器和湿空冷器。
表面蒸发空冷器工艺选型工艺计算方法:与传统空冷器计算方法不一样，已超出空冷器范畴；目前只有我公司有能力计算。
表面蒸发空冷器表面蒸发空冷器发展方向: 提高换热管耐腐蚀性能解决冷却效果下降问题解决冬季结冰问题提高水箱、百叶窗抗腐蚀能力提高风机轴承寿命表面蒸发空冷器采取的措施：换热管腐蚀问题措施：热侵锌、复合铝管冷却效果下降原因：光管表面结垢措施：有效控制介质进蒸发段温度、加大喷淋空间和严格控制水质冬季结冰问题措施：设计理念改变风机轴承寿命低措施：采用轴承和轴承座一体的整体轴承水箱、百叶窗腐蚀措施：喷漆前喷砂除锈和水箱表面玻璃钢防腐目前应用状况： 表面蒸发空冷器是 节能、节水产品， 在许多装置大量使 用。
板式空冷器使用过程中出现的问题及改进
板式空冷器使用过程中出现的问题及改进摘要：针对板式空冷器的腐蚀现状,通过腐蚀形貌观察、失效分析和机理研究,指出了空气冷却器失效的主要原因与影响因素。
在此基拙上提出了具体的防护措施与建议。
关键词：板式空冷器腐蚀建议在伴有加热或冷却的操作中,总是存在着各种各样的传热过程。
换热器是用于传递热量的装置,近年来选用空气冷却器作为冷却设备倍受用户欢迎。
与水冷相比,板式空冷器是一种结合板式和空冷式换热器优点而发展起来的新型换热装置,具有换热效率高、占地小、可大型化等优点,被广泛应用于石油、化工、电力等行业。
由于冷却器常接触腐蚀性原料,极易发生开裂泄漏。
某石油炼厂硫磺回收装置16台板式空冷器首次冷态投用,两天后进行系统升温,达到操作温度,仅经过五天的运行,8台空冷器最外层板片发生开裂泄漏。
将开裂板片作焊死报废处理后经一个月运行,其中4台空冷器次外层板片又相继发生泄漏。
1、板式蒸发空气冷却器的使用情况板式蒸发空气冷却器是一种将板式换热器与空冷式换热器的优点结合在一起的新型空气冷却器,具有传热效率高,压降小的优点。
适合于压降要求严、占地面积紧张的干净介质冷凝冷却的场合。
管道泵将水箱中的脱盐水输送到板束上方的喷淋管线,由喷淋管线的喷嘴将脱盐水向下喷淋到板束表面,并形成连续水膜。
同时用风机送风,自下而上掠过板束,从而达到冷却目的。
该空气冷却器的传热过程一方面依靠水膜与空气的显热传递进行;另一方面利用水膜迅速蒸发来强化板束外的传热。
由于水的汽化潜热很大,水膜的蒸发强化了板束表面的传热,使设备总体传热效率比单纯的空气冷却器要好。
板式蒸发空气冷却器板束板材选用的是316L。
316L属于超低碳奥氏体不锈钢。
由于含有较高的铬和镍,并呈单向的奥氏体组织,这类钢有较高的的化学稳定性和耐腐蚀性,而且钢的冷热加工性和焊接性也很好。
尽管超低碳奥氏体不锈钢是一种优良的耐腐蚀钢,但是在有应力的情况下,特别是在含有氯化物的介质中,常产生应力腐蚀破裂,而且介质温度越高越敏感。
《空冷式换热器介绍》PPT课件
项目
单位
板式空冷器 2台-3x3
水冷器 BLeabharlann S1200节省 数量 %设备重量 kg
40000
14000
设备造价 万元 155
18
-137
耗电功率 KW
44
冷却水耗量 Kg / hr 5000
600000
595000
操作费用 万元/年 29.6
144
114.4
占地面积 m2
18
16
设备开工率按8000小时/年，电费0.4元/度，软化水费2.7元/吨;
良的抗腐蚀能力； 重量轻：同等负荷下相当于表面蒸发式空冷器的30%； 占地面积更小；
甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司 （兰州石油机械研究所）
板式蒸发空冷器特点
板式蒸发空冷器是继表面蒸发空冷器后又一种将 水冷与空冷、传热与传质过程融为一体且兼有两 者之长的新型空冷器，他对空冷器的发展将是革 命性的；它是一种传热效率高、投资省、操作费 用低、结构紧凑、节能、节水的高效冷凝冷却设
甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司 （兰州石油机械研究所）
表面蒸发空冷器
表面蒸发空冷器发展方向:
提高换热管耐腐蚀性能 解决冷却效果下降问题 解决冬季结冰问题 提高水箱、百叶窗抗腐蚀能力 提高风机轴承寿命
甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司 （兰州石油机械研究所）
表面蒸发空冷器
采取的措施：
换热管腐蚀问题
能力; • 良好的维护性能:由于台数减少，设备的维护性能
大大提高； • 由于传热元件采用特殊的板型，不仅清洗吹灰方
便，而且传热面积均为一次传热面积，同翅片管 相比其传热性能具有长效性。 • 投资优势：设备费用、平台；
甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司 （兰州石油机械研究所）
板式空冷器及其在石化工业中的应用现状和改进措施
板式空冷器及其在石化工业中的应用现状和改进措施文章分析了板式空冷器在当前石化活动中的具体应用，分析了其结构和活动理念等，而且论述了面对的不利现象以及具体的应对方法。
标签：板式空冷器；应用现状；改进措施这种设备打破了过去那种设备的结构方面的局限性，它把板式的传热零件放到其中，它是一项把板式设备和空冷式设备融汇到一起的全新的冷凝装置。
由于板式空冷器采用板式传热元件，传热板片沿流体流动方向的流道断面形状不断变化，强化了流动的重要性，在很低的雷诺数下形成湍流，从而增加了流体的对流传热系数，进而提升了传热的功效。
将板片互相的叠加放置，排除了设备距离方面的干扰，同时因单独对其设置LT型板本身，因此具有传热效率快，压降较小，能够清洗等优势，进而它的流通区域很宽，压降不高。
因为这种设备的换热区域非常宽，而且其传热的效率非常高，在开展相同的换热活动时，板式的设备自身的规模不大，而且重量较轻，使用之后能显著的降低其安装区域费用等。
尤其是它的占地区域非常小，能够处理好炼油以及其他活动开展时的场地太小问题。
除此之外，它能够设置为单元的组合体系，设置为积木式样，所以，其单台的换热区域不会受到结构的干扰，更加的适宜于安装在大规模的装置中。
因为这种设备的传热性非常好，而且流通的区域非常宽，管线之中的压力变弱，结构很是紧密，占用的区域非常小等很多优势，在当前的资源紧缺的状态中，它在炼油以及电力等等耗费资源较多的领域汇总有着非常优秀的使用性。
其是当前行业中最为优秀的产品。
2001年3月，由甘肃蓝科石化设备有限责任公司开发研制的板式空冷器，在中国石油下属公司炼油厂250万吨/年常减压装置中投入使用，获取了非常优秀的成就。
近些年，经多次改进后诞生的第二代产品已经在中国石油下属公司500万吨/年常减压装置中安装，标志着板式空冷器推广应用大见成效。
1 在石化行业中的应用1.1 板式空冷器的结构目前石化工业中使用的LBK板式空冷器是典型设计结构之一。
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板式湿空冷器的特点及优点
板式湿空冷器是一种将板式换热器与空冷式换热器优点结合在一起的新型冷凝冷却设备，具有国际领先技术水平，且为国内自主知识产权。
板式湿空冷器既具有节水效果好，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。
一、结构特点及工作原理
1 板式湿空冷器的结构
右图是典型设计结构之一，主
要由板束、风机、构架水箱及喷淋
装置组成。
其全焊式板束为传热单
元，风机采用垂直安装的引风式轴
流风机。
2 板式湿空冷器的工作原理
板式湿空冷器内热介质在板管中由上向下流动。
由喷淋装置用软化水对空气进行喷淋增湿，经喷淋水增湿降温后的空气由引风机带动通过板管通道横穿板束，与管内热介质形成交叉对流换热，一部分喷淋水进行蒸发用汽化潜热带走了热量，达到冷却介质的效果。
板式湿空冷器采用全焊式板束作为传热单元结构，采用专用波纹板片作为传热元件，可满足两侧压降要求。
由于板片的波纹形状和触点的存在，使流体形成网状复杂流。
流体在板间流道中为三维流动，同时流道的水力直径较小，极大地加强了流动的扰动，增大了流体的湍流程度和对流传热系数，因而在很低的雷诺数下形成湍流，且污垢系数小。
波纹板片的静搅拌作用也使结垢大为降低，从而使设备的清扫和维护较为方便。
板式湿空冷器的风机可采用变频电机，针对不同工况进行调节。
在北方的冬季，水泵即可关停，解决冬季易结冰问题，依靠风冷即可满足工艺的要求。
二、板式湿空冷器的优点
1. 传热系数提高2倍以上；
板式湿空冷器采用板式传热元件，传热板片沿流体流动方向的流道断面形状不断变化，大大加强了流动的扰动，在很低的雷诺数下形成湍流，从而增加了流体的对流传热系数，大大提高传热效率，较传统空冷器传热系数提高2倍以上。
2. 单台(3x3规格)换热面积可达800余㎡；
板式湿空冷器立式布置，紧凑度约为220m2/m3，远大于列管式换热器的78m2/m3。
3. 压降极小，可达2~4mmHg；
板片相互叠放，不存在传统空冷器管间距的限制，加上为板式湿空冷器开发的专用板型本身具有传热效率较高、压降较低、可机械清洗的特点，因此其具有流通面积大、压降低的特点。
极小的压降，特别适合在常减压装置微压或负压工况下推广使用。
4. 占地小，是普通空冷的1／6, 框架投资节省2倍以上；
由于板式湿空冷器单板的换热面积大，加上传热效率高的特点，在同样换热负荷下，板式湿空冷器的体积小、重量轻，可大大节约用户的设备安装空间及安装成本。
特别是其占地小，可有效节省新建装置的占地规模和建设成本，也可解决炼油、化工装置扩能改造时的场地不足的矛盾。
5. 重量轻，是普通空冷的1／3；
换热板片一般为0.6~0.8mm，远小于普通管式空冷2~2.5mm壁厚，加之传热性能的大幅提升，大大降低了金属耗量和设备重量。
6. 设备造价低；
在一般工况下，板片材质选用2205，在高浓度氯离子环境或易发生露点腐蚀工况下，板片材质必须用钛材。
由于板式空冷器传热效率高，材料耗量低，在选用相同材料情况下，同传统空冷器相比一次性投资和占地面积大大降低，可以降低设备造价40%左右。
7. 清洗方便，操作灵活，操作费用低；
传统空冷器设备数量多，风机等动设备数量极多，给后期的操作维护带来了很多不便，也增加了后期检维修费用。
传统空冷器运行时间长后，翅片管积灰挂垢情况严重，大大降低了设备的性能。
传统空冷器管束寿命较低，一般5-8年即需全部更换，大大增加了成本。
板式湿空冷器在很低的雷诺数下形成湍流，污垢系数小。
波纹板片表面光洁，独有的静搅拌作用也使结垢大为降低，从而使设备的清扫和维护较为方便，长周期操作后换热性能下降不明显。
板式湿空冷器的设备台数较少，动设备数量大大减少，也降低了长周期运行操作费用，综合10年期成本，操作费用可节省2倍以上。
8. 设备寿命高
设备采用耐腐蚀材料，大大提高了设备整体寿命；喷淋水箱内采用玻璃钢防腐，防止喷淋水的腐蚀。
设备经过多次结构改进，整体寿命比普通空冷器提高3倍以上。
自2000年板式湿空冷器研发成功以来，在各大炼厂进行了推广应用，取得了良好的效果，节能节水效益显著。
近些年，经多次改进后诞生的新一代产品已经在兰州、上海高桥、珠海、独山子、燕山、镇江、济南、抚顺等地区石化企业常减压、芳烃抽提、糠醛、聚苯乙烯等工艺装置中得到了应用。
板式湿空冷器具有传热效率高、流通面积大、管内阻力降低、结构紧凑、占地面积小、可大型化等优点，在当前全球水源、能源紧张的情况下，其在炼油、化工、电力、核能及冶金等能耗、水耗较大的行业中有着广阔的应用前景，是这些行业中空冷器升级换代的理想产品。
板式湿空冷器的推广应用具有巨大的经济效益和社会意义。
三、应用
换热元件2205材料板式湿空冷器应用：
常减压装置减顶一级、二级、三级冷却器；
炼油、化工行业各装置汽轮机乏汽凝汽器；
烃重组装置回收塔顶冷凝冷却器；
焦化装置分馏塔顶冷凝冷却器；
蜡催装置分馏塔顶冷却器；
糠醛装置塔顶冷却器；
硫磺回收装置塔顶空冷器；
环丁砜抽提蒸馏装置塔顶空冷器。
换热元件钛材料板式湿空冷器应用：
常减压装置初顶油气冷凝冷却器；
常减压装置常顶油气冷凝冷却器。
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