空冷系統防凍難點及防凍建議

劉虎 徐潔

(烏魯木齊石化公司煉油廠加氫車間， 新疆 烏魯木齊 830019)

空冷系統防凍難點及防凍建議

劉虎 徐潔

(烏魯木齊石化公司煉油廠加氫車間， 新疆 烏魯木齊 830019)

運行裝置在冬季主要的工作就是防凍，特別是在裝置低負荷運行的情況下空冷的防凍將會成為一個難點和關鍵點，如何從根本上解決空冷的防凍問題將會成為一項長期的攻關。

防凍; 管束

1 前言

200 萬噸柴油加氫裝置是2011年建成投用的，為全場解決低凝柴油的提煉問題。 在經過了兩個冬天的防凍考驗后，空冷系統的防凍工作相對成功，因為本裝置的處理量較大，空冷的調節余地較大，但從全廠的空冷系統防凍結果看，空冷系統的防凍存在較大的缺陷，特別是在裝置的處理量較低的情況下，空冷系統的防凍將更加空難。

2 空冷防凍措施

進入冬季運行模式以后車間做了一系列防凍措施：①提高空冷冷后溫度的控制指標。②投用加熱盤管。③適當關小風機的百葉窗。但均未達到根本解決空冷管束偏流凍凝的現象，特別是氣溫驟降至-25℃以下后，部分空冷管束出現凍凝的現象，于是車間及時響應廠里的要求將部分空冷風機的轉向進行了調節，使得空冷風機運轉方式為反響運轉。空氣的流動方式也由原來的向上鼓風變為現在的向下引風，調節原因為，空氣經過空冷管束后與空冷管束換熱后空氣取熱后變為熱空氣，相對于自然空氣(冷空氣)而言，熱空氣的比重較小。所以，熱空氣會向上方流動。所以對于整個空冷管束來說，底部的空冷管束接觸的為冷空氣，若風機正轉，則最下面一層管束的下表面始終接觸的是與室外環境等溫的冷空氣，其上側管束接觸的為經過換熱的熱空氣，所以底部管束凍凝的可能性較大；若風機反轉，則從最上面一層管束的上表面至最下面一層管束的下表面管束接觸的均為熱空氣，故風機反轉將大大降低空冷管束凍凝的可能性。

3 風機反轉的弊端

(1)風機正常運轉時，底部吸風，高速的冷空氣經過電機時，會對電機起到降溫的作用，從而更好地保證電機軸承長周期的運轉。風機的轉向調節后空氣的流動變為由上往下引風，但是由上不所引得空氣為經過換熱的熱空氣，換熱后的熱空氣溫度高達60℃以上，從而風機的電機始終在受到高溫的炙烤，電機軸承的溫度難以得到降低，軸承的運行工況較為惡劣。這樣長周期運行將對軸承產生很大的損傷。

(2)從軸承的受力情況來看在正常運轉時，電機軸承軸向所受的力朝上，這樣就抵消了一部分設備自重產生的軸向力，從而減輕了軸承的軸向應力。風機反轉后電機軸承軸向所受的力朝下，加之設備自重產生的軸向力，電機軸承上、下接觸面所受的力將會倍增加。這樣的運行工況將會對軸承的長周期運行帶來很大的影響。

(3)綜合以上兩點，空冷風機轉向調節后將會對風機的運行壽命有影響，特別是對電機的軸承影響尤為顯著。

風機反轉前后后的各運行參數見下表。

從表中的數據可看出在風機調節轉向后，風機的電機始終是處于一個高溫的劣質工況，長期反轉將會導致電機軸承及電機的內部結構受損，最終將會出現犧牲設備來防凍的被動局面。而且從空冷的冷后溫度來看，在風機反轉以后，由于吸風口距離風扇的距離較遠，相對來說進風量較小，空冷的出口溫度將會得不到有效地控制，有可能會出現超溫的現象。

4 空冷防凍的措施提議

通過對空冷系統的換熱分析可看出：空冷系統的冷源來源主要就是有風扇側來的自然風，在防凍時，最有利的措施就是限制冷源量或者是將冷源的溫度提升。限制冷源的措施有：①調節風機轉速；②在風扇護罩(進風口)搭設隔離墻或罩住部分風扇護罩。在溫度不是較低的情況下，限制冷源將會起到有利的防凍效果。但在較低溫度的情況下，限制冷源將無法滿足防凍要求。于是，將冷源升溫將會成為一種必要的手段。在施工條件允許的情況下，建議在風機的入風口增設加熱盤管，在冬季溫度較低時投用加熱盤管，風機旋轉吸風時自然風經過加熱盤管加熱后變為熱風，在運行時可適當調節蒸汽量來調節進口自然風的溫度至所需溫度，從而杜絕空冷管束凍凝。機組的排放蒸汽還可回到減溫減壓線中，得到充分的利用。

[1]冬季空冷島防凍措施,陳亞楠.

[2]直接空冷的防凍,何玉潔.

①劉虎，男，漢族，2010年畢業于西安石油大學機械工程學院，現任烏石化公司煉油廠加氫車間設備技術員。②徐潔，女，漢族，2011年畢業于西安石油大學石油工程學院，現任烏石化公司煉油廠加氫車間主操。