空冷器在密閉循環(huán)水系統(tǒng)中的應(yīng)用

于玲紅 孔麗娜

摘 要：空冷器的主要作用是對被冷卻介質(zhì)進(jìn)行換熱，在整個換熱過程之中，它會將空氣作為冷卻劑，由于其節(jié)能環(huán)保的特點，被廣泛地運用于各項工業(yè)系統(tǒng)之中。相比于水冷器，空冷器有著諸多的優(yōu)點，但也存在著一定的弊端。本文主要針對空冷器在密閉循環(huán)水系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究與分析。

關(guān)鍵詞：空冷器；密閉循環(huán)水系統(tǒng)；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.054

1 空冷器特點分析

1.1 空冷器的優(yōu)勢

目前狀況下，空冷器已經(jīng)被廣泛運用于各項工業(yè)項目之中，這主要是因為空冷器有著自身獨特的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在如下幾個方面：

（1）能源消耗小：在空冷器運行的過程之中，主要是利用金屬散熱管束來實現(xiàn)對于水與環(huán)境空氣之間的熱交換，在這一過程之中并不會發(fā)生水的蒸發(fā)，從理論上來說并不存在水的消耗，因此空冷器有著很強(qiáng)的節(jié)水性能。除此之外，空冷器結(jié)構(gòu)中主要的用電設(shè)備為風(fēng)機(jī)，而風(fēng)機(jī)耗電量相對較小，因此空冷器也具有較強(qiáng)的節(jié)電性能。

（2）占地面積小：對空冷器而言，其冷卻效果與距離地面的高度呈現(xiàn)出一定的正比例關(guān)系，即空冷器距離地面高度越大，所發(fā)揮的冷卻效果越好。因此，在對空冷器進(jìn)行設(shè)置時都會運用到其它建筑物將其抬高，這樣一來，它所占用的面積就能夠得到很大程度上的減小。

（3）環(huán)保性高：相比于水冷器，空冷器在其基礎(chǔ)之上對外部設(shè)施進(jìn)行了一定程度的簡化，如此一來，排污源也得到了有效的控制，因此空冷器具有較高的環(huán)保性。

（4）使用年限長：碳鋼材質(zhì)的水冷器，一般情況下使用年限為4年；相比于水冷器，空冷器在管內(nèi)對系統(tǒng)水加防腐藥劑，管外空氣對管的腐蝕速度較水對管的腐蝕速度小，因此具有較長的壽命，效益也相對較好。除此之外，由于空冷器沒有外部設(shè)施，不需要專人看管，易發(fā)現(xiàn)滲漏故障點，滲漏對主系統(tǒng)無大影響等許多優(yōu)點，因此較水冷器更便于管理。

1.2 空冷器的劣勢

然而，空冷器也存在著固有的弊端，主要表現(xiàn)在兩個方面：一方面，空冷器投資較大，相比于水冷器，空冷器設(shè)備占用的空間較大，且重量也更大，這主要是因為空冷器的傳熱系數(shù)比水冷器低，因此空冷器的投資成本也更大；另一方面，空冷器的適應(yīng)性較差，會受到溫度等一些因素的影響，并不是在所有場合都能夠使用空冷器。

1.3 綜合評價

水冷器與空冷器都能夠滿足系統(tǒng)工藝的需求，但相比于水冷器，空冷器有著更為明顯的優(yōu)勢，其節(jié)能環(huán)保、效益高、占地面積小的優(yōu)點也更能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展。除此之外，水冷器對主系統(tǒng)進(jìn)行換熱的副系統(tǒng)形成一個非密閉供水單元，這在一定程度上削弱了密閉循環(huán)的優(yōu)點。綜上所述，盡管當(dāng)前狀況下空冷器的發(fā)展還不是十分完善與成熟，但憑借著自身的優(yōu)勢以及不斷的發(fā)展，空冷器會具有廣闊的前景。

2 空冷器在密閉循環(huán)水系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

2.1 解決振動問題

對于空冷器而言，其材質(zhì)主要為鋼結(jié)構(gòu)，在這種情況之下會與風(fēng)機(jī)形成剛性傳動，進(jìn)而出現(xiàn)較為嚴(yán)重的振動現(xiàn)象，這會在一定程度上威脅到空冷器在系統(tǒng)之中的正常運行。在實際的運行過程中，較常出現(xiàn)的故障主要有風(fēng)筒網(wǎng)罩?jǐn)嗔选⒙菟摽鄣龋谶@些故障之中，風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障的頻率最高。針對這一情況，可以在電動機(jī)底座安裝相應(yīng)的減震裝置，并將原先的剛性傳動改為柔性傳動，這樣一來，就能夠在一定程度上對振動起到緩解作用，從而降低故障發(fā)生的頻次。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計改進(jìn)

從空冷器的組成結(jié)構(gòu)上來看，其換熱部分較為復(fù)雜，主要是由28片管束共同組成，而每一片管束則是由92根翅管組成。如此多的管束組合成一個整體的結(jié)構(gòu)，如果某一根管束出現(xiàn)問題，就很有可能對整體結(jié)構(gòu)造成影響。一般情況下，如果單管出現(xiàn)了問題，需要對其進(jìn)行一定程度的補(bǔ)焊操作，而完成這一操作就必須破壞翅片。因此，這種單個管束框架排列結(jié)構(gòu)的空冷器在設(shè)計上是存在著一定的缺陷的，為此我們對設(shè)計結(jié)構(gòu)做出了一定的改進(jìn)，即用組合管束代替原先多個單個管束，既能保證空冷器的正常運行，同時又為檢修工作提供了便利。

2.3 特殊環(huán)境運行

空冷器的冷卻效果十分優(yōu)良，即便夏天溫度較高，空冷器也能發(fā)揮出很好的效果。然而如果在冬天當(dāng)高爐出現(xiàn)修風(fēng)時，工藝要求水系統(tǒng)須保持一定的溫度，針對這種情況我們采用加聯(lián)通、放空部分管束等手段來對系統(tǒng)內(nèi)的溫度進(jìn)行一定程度上的提高，但是這種操作方法較為繁瑣，經(jīng)過分析與研究，對原先的操作方法進(jìn)行了改進(jìn)，在管束放空時，利用壓縮空氣對其進(jìn)行吹掃，效果較好。除此之外，放空后的管束內(nèi)壁與大氣直接接觸，當(dāng)再次投用時，必然要將一些臟物帶入系統(tǒng)，因此對停用保護(hù)裝置進(jìn)行了設(shè)置。在實際的運行過程中，常常會對部分管束進(jìn)行放空處理，一方面是為了對問題進(jìn)行調(diào)節(jié)，另一方面在冬天也起到了一定的防凍作用。對部分管束進(jìn)行放空操作，能夠?qū)ξ捶趴展苁鴥?nèi)的單翅管水流速進(jìn)行一定程度的提高，如此一來冷卻的溫差就會得到相應(yīng)的降低，起到防凍的作用。

2.4 優(yōu)化排氣問題

密閉循環(huán)水系統(tǒng)突出在“密閉”二字，因為一旦有空氣進(jìn)入到密閉循環(huán)水系統(tǒng)中，會對系統(tǒng)的運行造成不良的影響，一方面會影響到循環(huán)水運行冷卻效果，另一方面也會對防腐膜造成一定程度的破壞，進(jìn)而對系統(tǒng)壓力造成影響。因此優(yōu)化系統(tǒng)的排氣問題十分重要。在整個系統(tǒng)之中，液體中存在的氣體總是向高處浮升，基于這一方面的考慮，在系統(tǒng)中設(shè)置了相應(yīng)的放氣裝置，經(jīng)過一短時間的觀察與研究，取得了很不錯的效果。

3 結(jié)束語

本文主要針對空冷器在密閉循環(huán)水系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究與分析。首先對比水冷器與空冷器的優(yōu)劣勢進(jìn)行了一定程度上的闡述，說明了空冷器在能源消耗小、占地面積小、環(huán)保性高以及使用年限長等方面的優(yōu)勢，也指出了投資成本大與適應(yīng)性差的弊端。然后在這基礎(chǔ)之上從解決振動問題、結(jié)構(gòu)設(shè)計改進(jìn)、特殊環(huán)境運行以及優(yōu)化排氣問題四個方面分析了空冷器在密閉循環(huán)水系統(tǒng)中的具體應(yīng)用。

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