淺談板式空冷器及其在石化工業(yè)中的應用與改進

高智宇

摘 要：在冷凝裝置內(nèi)部，板式空冷器構成了其中的重要部分。具體而言，板式空冷器融合了板式設備與空冷式設備，在此基礎上構成了冷凝裝置的整體。相比于傳統(tǒng)形式的空冷器，板式空冷器在根本上打破了技術局限，同時也改進了冷凝裝置的基本構造。由此可見，新型的板式空冷器密切結合了不同類型的設備，同時也運用了板式元件的熱量傳導方式。從目前來看，石化工業(yè)普遍運用了板式空冷器作為冷凝裝置，同時也獲得了顯著的工業(yè)實效。因此對于石化工業(yè)而言，有必要明確板式空冷器的基本特征及其構造。本文結合石化工業(yè)中板式空冷器的應用現(xiàn)狀，探求技術改進的可行措施。

關鍵詞：板式空冷器；石化工業(yè)；具體應用；改進措施

中圖分類號：TE96 文獻標識碼：A

對于石化工業(yè)而言，板式空冷器體現(xiàn)了顯著的效益性，這主要是由于板式空冷器本身具備較寬的流通區(qū)域，管線結構十分緊湊并且壓力相對較弱。此外，板式空冷器通常占據(jù)較小的區(qū)域和空間，因而尤其適用于現(xiàn)階段資源緊缺的石化工業(yè)中。近些年來，經(jīng)過數(shù)次技術改造，板式空冷器也擴大了適用范圍，可以運用于多種類型的石化工業(yè)流程中。石化工業(yè)運用板式空冷器的做法有利于確保工業(yè)實效的全面提高，因而發(fā)揮了板式空冷器的技術價值。

一、板式空冷器裝置的基本特征

從石化工業(yè)現(xiàn)狀來看，板式空冷器逐步受到了更多企業(yè)的認可與接受。板式空冷器在本質上屬于一種冷凝裝置，這種裝置結合了板式設備與空冷設備，因而體現(xiàn)了顯著的結構優(yōu)勢。目前的狀態(tài)下，板式空冷器中的LBK空冷器十分典型，這種型號的空冷器具體包括構架水箱、板束、風機與噴淋裝置。在這其中，軸流風機具有垂直的結構，裝置內(nèi)部的傳熱單元設計為全焊接的板束單元。在空冷器內(nèi)部，板管可以確保熱介質的順利流動，噴淋裝置可以用來濕潤空氣。在引風機帶動下，熱介質就可以通過板管通道實現(xiàn)換熱作用，然后確保冷卻功能的實現(xiàn)。從具體構造來看，板式空冷器設置了波紋板片的傳熱元件，這種設計方式有助于兩側壓漿功能的實現(xiàn)。

在板片結構的波紋觸點位置通常容易產(chǎn)生較復雜的網(wǎng)狀流體，與此同時，板間流道也體現(xiàn)了三維的流體結構。受到較小水力直徑的影響，流體將會表現(xiàn)出較強的擾動性。這種情況下，如果流體的流速較高或者設計了較大的傳熱對流系數(shù)，那么很容易造成湍急水流的現(xiàn)象。同時，板式空冷器的污垢系數(shù)相對較小，在較低雷諾系數(shù)的情況下也會導致湍流現(xiàn)象發(fā)生。

二、板式空冷器的獨特優(yōu)勢

在板式空冷器中，流體通常是沿著傳熱板片的方向變化的，這種變化具有持續(xù)的特征。由此可見，流動的流體不能缺少傳熱元件作為支持。在較低雷諾系數(shù)的狀態(tài)下，板式空冷器內(nèi)部也可以構成湍急的水流，通過這種方式來提高傳熱功效并且增加傳熱系數(shù)。然而，設計人員如果設計了疊加的板片，則可以防控來自設備的干擾。如果單獨設置LT型板，那么通常可以得到較快的傳熱速度以及較小的壓降。在流通區(qū)域中，這種優(yōu)勢也是極其顯著的。

因此可以得知，板式空冷器本身具備較寬的換熱空間，傳熱效率也是相對較好的。在相同換熱條件下，板式空冷器有利于在根源上降低安裝費，因而體現(xiàn)了獨特的技術優(yōu)勢。從化工領域的現(xiàn)狀來看，板式空冷器適用于能耗較高的電力和煉油領域。在實際運用中，板式空冷器還是有待改進的。

三、石化工業(yè)中板式空冷器的具體應用

首先是冷凝問題。從石化工業(yè)的角度來看，與傳統(tǒng)裝置相比，板式空冷器體現(xiàn)了優(yōu)良的節(jié)能與節(jié)水實效。但是截至目前，板式空冷器的相關技術并沒有實現(xiàn)完善。具體而言，在較寒冷的北方冬季，板式空冷器將會遇到較大溫差的困擾。一般情況下，北方冬季的白晝與夜晚溫差都會超出10℃，這種現(xiàn)狀從本質上看不利于板式空冷器擴大工業(yè)適用范圍。此外，在遇到極端寒冷的氣候時，空冷器內(nèi)部流道還會發(fā)生冷凝，因此堵塞了較窄的空冷器通道。情況嚴重時，流道阻塞的現(xiàn)象還會干擾空冷器的順利運行。

其次是結垢問題。在空冷器裝置的內(nèi)部，結垢或堵塞問題是尤其常見的。這是由于，空冷器通常具有較深的溝槽，表面溝槽的面積相對很大。從介質流動的角度來看，空冷器表層也經(jīng)常存在某些雜質，這些雜質在流體的帶動下將會緩慢沉積。在反復多次后，流道就很容易受到堵塞，因此空冷器將會表現(xiàn)出較差的換熱效果。

再次是成本浪費的問題。從現(xiàn)狀來看，多數(shù)空冷器都設置為全焊接的結構。在這種結構中，如果空冷器出現(xiàn)了某個局部的損壞或者管路堵塞，那么在維修時就需要更換整個的空冷器裝置。在檢修空冷器的操作實踐中，操作人員曾經(jīng)嘗試替換某些局部的部件，然而這種做法并不具備可行性。實質上，替換全部空冷器的做法不利于節(jié)省成本，同時也導致了較高的成本浪費。受到結構局限，檢修人員不得不投入較高成本用來修理空冷器。

四、探析改進思路

板式空冷器的出現(xiàn)在根本上突破了設備局限，這種新型空冷器結合了板式零件與其他換熱部件，在此基礎上也構成了新式的冷凝裝置。相比于傳統(tǒng)技術，板片疊加的技術方式有利于排除其他干擾，進而避免了較大的設備干擾。由此可見，板式空冷器本身的換熱效率是較高的，同時也拓寬了流體流動的區(qū)域。由于空冷器規(guī)模較小并且重量較輕，因而板式空冷器縮小了占地面積，可以適用于較狹窄的場地。未來的石化工業(yè)具體應用中，還需要依照如下思路來改進板式空冷器：

（一）避免結垢與凝結

板式空冷器在遇到低溫環(huán)境時，裝置內(nèi)部將會迅速凝結。為此在寒冷冬季，有必要停止對于加濕系統(tǒng)的運用，通過這種方式來保護板式空冷器。一旦停止了系統(tǒng)的加濕功能，則可以從根源上杜絕凝結的發(fā)生。此外在遇到低溫時，通常也可以適當改造板式空冷器的自身結構。具體的措施為：技術人員可以視情況增加循環(huán)熱風的空冷系統(tǒng)，通過增設熱風裝置的方式來杜絕凝結問題。

板式空冷器在正式投運之前，有必要做好先期的處理。在預處理過程中，可以選擇適量的藥劑用于清洗空冷器，這種做法保障了空冷器表層的光潔度，因而有利于防控結垢現(xiàn)象。為了阻止空冷器結垢，還可以對于板片予以適當處理，增加適當?shù)慕橘|處理。在處理介質的過程中，也可以運用在線清掃的方法來降低板片結垢率。此外，操作人員一旦發(fā)現(xiàn)了板片結垢，那么就要立即予以清洗，確保在短時間內(nèi)清除板片上面的污垢。

（二）降低空冷器的檢修費用

板式空冷器運用了全焊式的空冷器結構，這種結構不利于分層的檢修。在技術改進的過程中，技術人員可以在保持管箱總數(shù)恒定的前提下，具體分解板管的各個單元。這種技術原理為：空冷器的各個子單元都代表了獨立的空冷器裝置，以此來減少所需板片的總數(shù)。在法蘭連接的基礎上，運用密封處理的方式來設置密封墊。這種情況下，即便某個局部發(fā)生了故障，維修人員也只需替換故障部分的空冷器構件，而不必再去更換整個裝置。這樣做，就縮短了維修時間，并且降低維修經(jīng)費。

（三）調節(jié)入口的通風量

目前的狀態(tài)下，板式空冷器在安裝工頻電機的前提下，很難確保實時性的調速操作。為了改進現(xiàn)狀，有必要把百葉窗安裝于空冷器入口。在安裝百葉窗之后，就可以確保實時性的通風調節(jié)。技術人員在改進空冷器結構時如果能加裝百葉窗，那么就能在最大程度上減少安裝空冷器消耗的費用。在條件允許時，技術人員還可以選擇安裝變頻電機的方式來調節(jié)通風量。

結論

自從誕生以來，石化領域運用板式空冷器的時間較短，然而板式空冷器卻體現(xiàn)了良好的工業(yè)實效性。相比于傳統(tǒng)空冷器，板式空冷器具備更緊湊的結構，可以節(jié)省原材并且便于拆洗。因此最近幾年，更多企業(yè)逐步意識到了板式空冷器的換熱優(yōu)勢，因而開始嘗試運用板式空冷器。然而不應當忽視，在石化領域的具體運用中，板式空冷器并沒有達到完善，例如在較寒冷季節(jié)里這種裝置很容易受到堵塞。由此可見，化工應用中的板式空冷器仍存在弊病與漏洞，亟待改進裝置性能。未來的技術實踐中，技術人員還需要摸索經(jīng)驗，在此基礎上服務于板式空冷器綜合效能的改進與提高。

參考文獻

[1]顧錦彤，馬貴陽，吳強.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[J].石油和化工設備，2012（6）：22-24.

[2]崔宇.淺談板式空冷器及其在石化工業(yè)中的應用與改進[J].中國新技術新產(chǎn)品，2013（24）：103.

[3]馬也.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[J].科技創(chuàng)新與應用，2013（21）：19.

[4]顧錦彤，馬貴陽，吳強.板式空冷器在石化工業(yè)中的應用[J].石油化工設備，2012（S1）：78-79.