回收塔空冷器風機改造

周長旺（內蒙古榮信化工有限公司，內蒙古鄂爾多斯 017000）

回收塔空冷器風機改造

周長旺
（內蒙古榮信化工有限公司，內蒙古鄂爾多斯 017000）

進入夏季后，回收塔空冷器換熱效果明顯變差，造成生產負荷下降20%，分析原因進行技改，技改后達到良好的效果。

塔頂壓力；空氣冷卻器；管束；風機轉速；風量；功率

1　工藝簡介

內蒙古榮信化工有限公司是年產90萬t的甲醇裝置，亞洲單套產能最大，采用英國戴維最先進的技術。配套精餾系統為三塔精餾即預精餾塔、精餾塔和回收塔。從合成來的粗甲醇分兩路送入預精餾塔上部，在預精餾塔中除去輕組分、溶解氣及其它雜質，然后塔底的甲醇液體經泵加壓進入精餾塔中部，在精餾塔內除去水和重組分，同時從塔頂塔盤采出一部分液相精甲醇；精餾塔底剩余部分液體經減壓閃蒸后進入回收塔中上部，在塔內除去水和其它重組分，塔頂蒸出的甲醇氣經空冷器冷凝后，一部分經泵加壓回流，另一部分做產品采出。

2　空冷器的結構

預塔空冷器主要有管束、風機組成，風機為引風式，風葉位于管束上方，電機位于管束下方，流動的空氣自下而上與管束換熱。管束為不銹鋼管與鋁翅片采用雙金屬扎制工藝制成，換熱管尺寸Φ25*2.5，與管箱焊接，一片管束的數量約為270根列管左右，換熱面積244m2；風機22臺，電機功率37kW，額定電流71.4A，電機與風機之間用三角皮帶傳動。

3　存在的問題

裝置于2014年7月正式投入生產，由于正值夏季，最高氣溫高達30℃。預塔和回收塔的甲醇蒸汽通過空氣冷卻器冷凝為液體甲醇，氣溫高直接影響換熱器的冷卻效果。負荷達到80%時，回收塔的各項操作指標都比設計高出許多，溫度、壓力都嚴重超標，生產負荷只達到100t/h，離設計值（125t/h）相差25t/h，一天少產600t甲醇，嚴重制約產量。

4　原因分析

1）最初設計條件空氣溫度30℃，而在最熱時期受周圍鋼結構的輻射影響溫度超過30℃；入口空氣的溫度升高直接影響空冷器的換熱效果。

2）設計噪聲≤85db，風機的轉速決定噪音大小，電機的實際電流為46A，離額定電流相差較遠，電機功率相對額定值較低；轉速低直接減少風機的風量影響空冷器的換熱效果。

5　技改方案分析

5.2方案1

增加2跨空冷器（和原設備進行并聯布置），考慮到現空冷器的東西兩側均有位置，可以在兩端各增加1跨空冷器，共兩跨（4片）空冷器。優點：空冷器分布總管只要在原管道基礎上東西分別增長一段即可，且工藝介質的分布較為均勻；可以彌補空冷器換熱不足問題，可以利用停車機會提前甩頭并安裝閥門，空冷器到現場后可隨時進行安裝，對生產影響較小。不足：空冷器安裝在管廊的最上部，單片空冷器管束的重量將近13t，需要大噸位的吊車來配合空冷器管束、風機、電機、構架等的安裝。

5.3方案2

增加噴霧裝置的原理是利用西北空氣濕度低，在空冷器進口用噴霧裝置噴霧，濕化空氣，利用干空氣與濕空氣的溫差，給進口空氣降溫。如果能給空氣濕度增加 30%，空氣溫度能降低 4～6℃。如果能達到這樣的降幅，就能滿足我們的空冷器在最熱的天氣的運行要求。優點：占空間小，無需考慮安裝基礎問題；不足：需用軟水量為15～20t/h，工程造價 45～50 萬元，建設周期 45個工作日。

5.4方案3

更換電機皮帶輪尺寸，增大風機轉速；調節葉片角度。以目前風機安裝運行情況看，風機安裝角度φ=11°，風機轉速n=230r/min，軸功率 N=21kW 左右，電機功率還有富余，通過初步計算轉速可提到n=270r/min，風量可增加21%。優點：工程造價4萬元，投資少，建設周期 25 個工作日，改造時不影響生產；不足：轉速增大噪音會增高。

6　推算過程

同一風機，在同一空冷器上，風機性能遵循下面的基本公式：

即風量Q與風機轉速n成1次方成正比

即風壓P與風機轉速n成2次方成正比

即風機軸功率與風機轉速n成3次方成正比

則估算出風機風量還可以增大到：

風機電機的輸出功率在18.5kW。配套電機額定功率37kW，改造后按33kW計算。

則估算出風機風量還可以增大到：

由公式（3）

還有公式（1）

得出公式

所以改變角度，提轉速后風量增加

結論：風量增加21%。

7　技改效果

1）根據方案3改造后，風量提高了21%，效果顯著。每日產量為3 000～3 150t，回收塔負荷達到100%～105%，每天創造效益12萬余元，解決了制約生產瓶頸的問題；

2）不足之處：塔頂壓力、溫度略高于正常值；噪音值87db，略高于設計值。

Retrofit of Air Cooler for Recovery Tower

Zhou Chang-wang

After entering the summer，the heat transfer effect of the tower is obviously reduced，and the production load is reduced by 20%，and the reason is analyzed.

top pressure；air cooler；tube bundle；fan speed；air volume；power

TM621

A

1003-6490（2016）05-0242-01

2016-05-15

周長旺（1973—），男，內蒙古達拉特人，助理工程師，主要研究方向為化工設備改造。