板式空冷器及其在石化行業(yè)中的應(yīng)用分析

徐月華

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

關(guān)鍵詞：板式空冷器；應(yīng)用現(xiàn)狀；改進(jìn)措施

這種設(shè)備打破了過去那種設(shè)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(xiàng)把板式設(shè)備和空冷式設(shè)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(dòng)方向的流道斷面形狀不斷變化，強(qiáng)化了流動(dòng)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(duì)流傳熱系數(shù)，進(jìn)而提升了傳熱的功效。

將板片互相的疊加放置，排除了設(shè)備距離方面的干擾，同時(shí)因單獨(dú)對(duì)其設(shè)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(shì)，進(jìn)而它的流通區(qū)域很寬，壓降不高。因?yàn)檫@種設(shè)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(dòng)時(shí)，板式的設(shè)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(fèi)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(dòng)開展時(shí)的場(chǎng)地太小問題。

除此之外，它能夠設(shè)置為單元的組合體系，設(shè)置為積木式樣，所以，其單臺(tái)的換熱區(qū)域不會(huì)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?yàn)檫@種設(shè)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(shì)，在當(dāng)前的資源緊缺的狀態(tài)中，它在煉油以及電力等等耗費(fèi)資源較多的領(lǐng)域匯總有著非常優(yōu)秀的使用性。其是當(dāng)前行業(yè)中最為優(yōu)秀的產(chǎn)品。近些年，經(jīng)多次改進(jìn)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(biāo)志著板式空冷器推廣應(yīng)用大見成效。

1 在石化行業(yè)中的應(yīng)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(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)之一。板式空冷器主要由板束、風(fēng)機(jī)、構(gòu)架水箱及噴淋裝置組成。其全焊式板束為傳熱單元，風(fēng)機(jī)大多采用垂直安裝的引風(fēng)式軸流風(fēng)機(jī)。

1.2 板式空冷器的工作原理

這種設(shè)備中的熱介質(zhì)在管線之中是從上到下流通的。因?yàn)閲娏茉O(shè)備使用軟化水來設(shè)置，經(jīng)由其增濕降溫之后的氣體由引風(fēng)機(jī)帶動(dòng)通過板管通道橫穿板束，和管子之中的熱媒介生成一種對(duì)流，進(jìn)而實(shí)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?yàn)榘迤写嬖诓y以及觸點(diǎn)等，此時(shí)導(dǎo)致流體的狀態(tài)非常復(fù)雜。它在板間的流通被稱作是三維流通，而且因?yàn)槠渌Φ闹睆讲⒉粚挘藭r(shí)就強(qiáng)化了流通擾動(dòng)，提升了其湍流性以及對(duì)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(hù)活動(dòng)。

2 使用過程中存在的一些問題

這種設(shè)備在使用的時(shí)候能夠發(fā)揮出非常優(yōu)秀的節(jié)能以及節(jié)水意義，但也存在以下幾種缺點(diǎn)。

2.1 我們國家的北方區(qū)域在冬天的時(shí)候氣溫較低，有時(shí)候能夠低達(dá)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(shí)就干擾到設(shè)備的使用。因?yàn)樗牧鞯婪浅Ｕ绻麣鉁夭桓叩脑挘蜁?huì)導(dǎo)致其中的介質(zhì)因?yàn)樘涠霈F(xiàn)凝結(jié)問題，此時(shí)就容易導(dǎo)致流道堵塞，干擾到其使用。

2.2 在使用的時(shí)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(huì)存在于板的表層，出現(xiàn)污物的地方的阻力會(huì)有所加大，此時(shí)就使得流速變慢了，生成臟污的速率加快，進(jìn)而導(dǎo)致其堵塞，干擾到換熱活動(dòng)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，因?yàn)樗哂袩o法拆卸的特點(diǎn)，必須整體的替換，此時(shí)就導(dǎo)致浪費(fèi)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(shí)候溫度有非常顯著的差異，特別是在冬天的時(shí)候，其溫差非常高，要對(duì)風(fēng)機(jī)自身的風(fēng)量有效的調(diào)節(jié)。目前工廠使用的多為恒速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸流式引風(fēng)機(jī)。為了結(jié)合氣溫的變動(dòng)性，認(rèn)真的調(diào)整風(fēng)量，確保運(yùn)作穩(wěn)定，就需要工作者對(duì)風(fēng)扇的頁面角度調(diào)節(jié)，此時(shí)就會(huì)導(dǎo)致勞動(dòng)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(jìn)方法

對(duì)于其在使用時(shí)期面對(duì)的不利現(xiàn)象，要積極的分析探索，主要做好如下的一些事項(xiàng)。

3.1 對(duì)于溫度太低的時(shí)候易于發(fā)生凝結(jié)的現(xiàn)象，可在冬天的時(shí)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，就算是采取措施還是無法避免凝結(jié)，此時(shí)就要對(duì)其開展外在的活動(dòng)，為其設(shè)置風(fēng)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(shí)候，保證其不會(huì)發(fā)生凝結(jié)。

3.2 因?yàn)樗鼤?huì)生成很多的污垢，所以在投入使用之前，要對(duì)其開展預(yù)膜設(shè)置。一般使用藥水等對(duì)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(duì)于防結(jié)垢問題，除了關(guān)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(shí)對(duì)空冷器進(jìn)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(gè)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(gè)子單元相當(dāng)于一個(gè)小型空冷器，這樣每個(gè)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(duì)于每個(gè)子單元，仍保留了全焊式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)發(fā)生局部損壞或不可疏通的堵塞時(shí)，只需更換其所在的子單元，即可完成對(duì)整個(gè)空冷器的維修，從而降低維修強(qiáng)度并壓縮修理費(fèi)用和時(shí)間，進(jìn)而減少因停工造成的經(jīng)濟(jì)損失。

3.5 目前使用的板式空冷器的風(fēng)機(jī)大多使用工頻電機(jī)，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(fēng)量，其優(yōu)點(diǎn)是安裝、操作簡(jiǎn)單，費(fèi)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(jī)來達(dá)到調(diào)節(jié)通風(fēng)量的目的，但這種方法改造成本較高，在實(shí)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(shí)使用。

4 結(jié)束語

板式空冷器雖然應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)，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(diǎn)，已被迅速推廣。雖然目前板式空冷器在使用中對(duì)介質(zhì)要求較高，制約了它的使用范圍，但是隨著材料技術(shù)、裝備制造技術(shù)的發(fā)展，板式空冷器將會(huì)在越來越多的場(chǎng)合使用。

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