板式空冷器及其在石化行業中的應用分析

徐月華

摘 要：板式空冷器是指把空冷式設備、板式設備融匯成整體的新型冷凝裝置，其能有效克服此類設備結構方面的某些局限性。目前板式空冷器已被廣泛應用到石化工業領域，且應用成效十分顯著。文章主要圍繞石化工業領域板式空冷器的應用與改造展開論述，以提升板式空冷器的應用水平。

關鍵詞：板式空冷器；應用現狀；改進措施

這種設備打破了過去那種設備的結構方面的局限性，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，在很低的雷諾數下形成湍流，從而增加了流體的對流傳熱系數，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，能夠清洗等優勢，進而它的流通區域很寬，壓降不高。因為這種設備的換熱區域非常寬，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模不大，而且重量較輕，使用之后能顯著的降低其安裝區域費用等。尤其是它的占地區域非常小，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，其單臺的換熱區域不會受到結構的干擾，更加的適宜于安裝在大規模的裝置中。

因為這種設備的傳熱性非常好，而且流通的區域非常寬，管線之中的壓力變弱，結構很是緊密，占用的區域非常小等很多優勢，在當前的資源緊缺的狀態中，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秀的使用性。其是當前行業中最為優秀的產品。近些年，經多次改進后誕生的第二代產品已經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 在石化行業中的應用

1.1 板式空冷器的結構

目前石化工業中使用的LBK板式空冷器是典型設計結構之一。板式空冷器主要由板束、風機、構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，進而實現冷卻的意義。板式空冷器采用全焊式板束作為傳熱單元結構，采用LT波紋板片作為傳熱元件，符合兩側降壓的規定。因為板片中存在波紋以及觸點等，此時導致流體的狀態非常復雜。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，所以在非常多的雷諾數之下能夠生成湍流，且污垢系數小。波紋板片的靜攪拌作用也使結垢大為降低，所以非常便于開展清理以及維護活動。

2 使用過程中存在的一些問題

這種設備在使用的時候能夠發揮出非常優秀的節能以及節水意義，但也存在以下幾種缺點。

2.1 我們國家的北方區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因為太冷而出現凝結問題，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垢以及堵塞等。以為內其板片的規模很寬，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造，如果部分區域發生了破損問題，因為它具有無法拆卸的特點，必須整體的替換，此時就導致浪費現象發生。

2.4 我們國家的北方區域，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節。目前工廠使用的多為恒速運轉的軸流式引風機。為了結合氣溫的變動性，認真的調整風量，確保運作穩定，就需要工作者對風扇的頁面角度調節，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 板式空冷器的改進方法

對于其在使用時期面對的不利現象，要積極的分析探索，主要做好如下的一些事項。

3.1 對于溫度太低的時候易于發生凝結的現象，可在冬天的時候不使用加濕，以此來避免凝結現象。在氣溫更低的區域之中，就算是采取措施還是無法避免凝結，此時就要對其開展外在的活動，為其設置風循環體系，也就是說結合自身的循環，在不調節外界熱源的時候，保證其不會發生凝結。

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

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，仍保留了全焊式結構的優點，當發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濟損失。

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

4 結束語

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

參考文獻

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