板式空冷器及其在石化工業(yè)中的應用現(xiàn)狀和改進措施

摘 要：文章分析了板式空冷器在當前石化活動中的具體應用，分析了其結(jié)構(gòu)和活動理念等，而且論述了面對的不利現(xiàn)象以及具體的應對方法。

關鍵詞：板式空冷器；應用現(xiàn)狀；改進措施

這種設備打破了過去那種設備的結(jié)構(gòu)方面的局限性，它把板式的傳熱零件放到其中，它是一項把板式設備和空冷式設備融匯到一起的全新的冷凝裝置。由于板式空冷器采用板式傳熱元件，傳熱板片沿流體流動方向的流道斷面形狀不斷變化，強化了流動的重要性，在很低的雷諾數(shù)下形成湍流，從而增加了流體的對流傳熱系數(shù)，進而提升了傳熱的功效。

將板片互相的疊加放置，排除了設備距離方面的干擾，同時因單獨對其設置LT型板本身，因此具有傳熱效率快，壓降較小，能夠清洗等優(yōu)勢，進而它的流通區(qū)域很寬，壓降不高。因為這種設備的換熱區(qū)域非常寬，而且其傳熱的效率非常高，在開展相同的換熱活動時，板式的設備自身的規(guī)模不大，而且重量較輕，使用之后能顯著的降低其安裝區(qū)域費用等。尤其是它的占地區(qū)域非常小，能夠處理好煉油以及其他活動開展時的場地太小問題。

除此之外，它能夠設置為單元的組合體系，設置為積木式樣，所以，其單臺的換熱區(qū)域不會受到結(jié)構(gòu)的干擾，更加的適宜于安裝在大規(guī)模的裝置中。

因為這種設備的傳熱性非常好，而且流通的區(qū)域非常寬，管線之中的壓力變?nèi)酰Y(jié)構(gòu)很是緊密，占用的區(qū)域非常小等很多優(yōu)勢，在當前的資源緊缺的狀態(tài)中，它在煉油以及電力等等耗費資源較多的領域匯總有著非常優(yōu)秀的使用性。其是當前行業(yè)中最為優(yōu)秀的產(chǎn)品。2001年3月，由甘肅藍科石化設備有限責任公司開發(fā)研制的板式空冷器，在中國石油下屬公司煉油廠250萬噸/年常減壓裝置中投入使用，獲取了非常優(yōu)秀的成就。近些年，經(jīng)多次改進后誕生的第二代產(chǎn)品已經(jīng)在中國石油下屬公司500萬噸/年常減壓裝置中安裝，標志著板式空冷器推廣應用大見成效。

1 在石化行業(yè)中的應用

1.1 板式空冷器的結(jié)構(gòu)

目前石化工業(yè)中使用的LBK板式空冷器是典型設計結(jié)構(gòu)之一。板式空冷器主要由板束、風機、構(gòu)架水箱及噴淋裝置組成。其全焊式板束為傳熱單元，風機大多采用垂直安裝的引風式軸流風機。

1.2 板式空冷器的工作原理

這種設備中的熱介質(zhì)在管線之中是從上到下流通的。因為噴淋設備使用軟化水來設置，經(jīng)由其增濕降溫之后的氣體由引風機帶動通過板管通道橫穿板束，和管子之中的熱媒介生成一種對流，進而實現(xiàn)冷卻的意義。板式空冷器采用全焊式板束作為傳熱單元結(jié)構(gòu)，采用LT波紋板片作為傳熱元件，符合兩側(cè)降壓的規(guī)定。因為板片中存在波紋以及觸點等，此時導致流體的狀態(tài)非常復雜。它在板間的流通被稱作是三維流通，而且因為其水力的直徑并不寬，此時就強化了流通擾動，提升了其湍流性以及對流的指數(shù)，所以在非常多的雷諾數(shù)之下能夠生成湍流，且污垢系數(shù)小。波紋板片的靜攪拌作用也使結(jié)垢大為降低，所以非常便于開展清理以及維護活動。

2 使用時期面對的一些不利現(xiàn)象

這種設備在使用的時候能夠發(fā)揮出非常優(yōu)秀的節(jié)能以及節(jié)水意義，不過也有缺陷。

2.1 我們國家的北方區(qū)域在冬天的時候氣溫較低，有時候能夠低達零下三十度，而且在相同的一天中，其溫差能夠超過十度。此時就干擾到設備的使用。因為它的流道非常窄，如果氣溫不高的話，就會導致其中的介質(zhì)因為太冷而出現(xiàn)凝結(jié)問題，此時就容易導致流道堵塞，干擾到其使用。

2.2 在使用的時候還容易結(jié)垢以及堵塞等。以為內(nèi)其板片的規(guī)模很寬，表層有溝槽，流速不快，其中的雜物以及管線之中的污物等會存在于板的表層，出現(xiàn)污物的地方的阻力會有所加大，此時就使得流速變慢了，生成臟污的速率加快，進而導致其堵塞，干擾到換熱活動的開展。

2.3 其在廠房中的使用。如今廠房中使用的都是全焊式的構(gòu)造，如果部分區(qū)域發(fā)生了破損問題的話，因為它具有無法拆卸的特點，必須整體的替換，此時就導致浪費現(xiàn)象發(fā)生。

2.4 我們國家的北方區(qū)域，四季很顯著，冬天以及夏天的時候溫度有非常顯著的差異，特別是在冬天的時候，其溫差非常高，要對風機自身的風量有效的調(diào)節(jié)。目前工廠使用的多為恒速運轉(zhuǎn)的軸流式引風機。為了結(jié)合氣溫的變動性，認真的調(diào)整風量，確保運作穩(wěn)定，就需要工作者對風扇的頁面角度調(diào)節(jié)，此時就會導致勞動量增加，而且有很多不安全因素的存在。

3 關于改進方法

對于其在使用時期面對的不利現(xiàn)象，要積極的分析探索，在本人看來要重點的做好如下的一些事項。

3.1 對于溫度太低的時候易于發(fā)生凝結(jié)的現(xiàn)象，可在冬天的時候不使用加濕，以此來避免凝結(jié)現(xiàn)象。在氣溫更低的區(qū)域之中，就算是使用如上的方法還是無法避免凝結(jié)，此時就要對其開展外在的活動，為其設置風循環(huán)體系，也就是說結(jié)合自身的循環(huán)，在不調(diào)節(jié)外界熱源的時候，保證其不會發(fā)生凝結(jié)。

3.2 因為它會生成很多的污垢，所以在投入使用之前，要對其開展預膜設置。一般使用藥水等對其清理，而且要提升板片的加工品質(zhì)，保證處理之后的表層干凈整潔，降低其生成污垢的速率。

3.3 對于防結(jié)垢問題，除了關注板式空冷器的板片外，還可以從改善介質(zhì)狀況入手，盡量保證介質(zhì)的純凈度，及時對空冷器進行在線清掃，以降低結(jié)垢速率。

3.4 由于全焊式板式空冷器的不可拆卸性，造成其維修困難。為了解決這個問題，可考慮在管箱數(shù)不變的情況下，將板式空冷器板管分為若干子單元，每個子單元相當于一個小型空冷器，這樣每個子單元所含的板片數(shù)較少；管箱和板管采用法蘭連接，密封墊密封。對于每個子單元，仍保留了全焊式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，當發(fā)生局部損壞或不可疏通的堵塞時，只需更換其所在的子單元，即可完成對整個空冷器的維修，從而降低維修強度并壓縮修理費用和時間，進而減少因停工造成的經(jīng)濟損失。

3.5 目前使用的板式空冷器的風機大多使用的是工頻電機，不可調(diào)速。可以考慮為板式空冷器入口處增加百葉窗來調(diào)節(jié)通風量，其優(yōu)點是安裝、操作簡單，費用低。但由于其節(jié)能效果并不顯著，為了節(jié)能，還可以使用變頻電機來達到調(diào)節(jié)通風量的目的，但這種方法改造成本較高，在實際操作中可根據(jù)具體情況選擇合適的措施或兩種措施同時使用。

4 結(jié)束語

板式空冷器雖然應用時間不長，但其以高效換熱、結(jié)構(gòu)緊湊、方便清洗、節(jié)省材料等優(yōu)點，已被迅速推廣。雖然目前板式空冷器在使用中對介質(zhì)要求較高，制約了它的使用范圍，但是隨著材料技術、裝備制造技術的發(fā)展，板式空冷器將會在越來越多的場合使用。

參考文獻

[1]SchulenbergFJ.Finned ellipticaltubes and theirapplicationin air-cooled heatexchangers.ASMEJournal ofEngineeringforIndust，1996，（5）：179-190.

[2]屠珊，楊冬，黃錦濤，等.橢圓翅片管空冷器流動傳熱特性的研究[J].熱能動力工程，2000，15（5）：455-458.

[3]許旺發(fā)，張旭，羅海燕.波紋板式空冷器阻力與傳熱特性實驗研究[J].低溫與超導，2007，35（2）：139-142.

[4]柳玉海，陳以虎，劉孝倫，等.減頂板式空冷器在常減壓裝置中的應用[J].石油化工設備，2005（6）：56-57.