空冷器的設備及管道布置設計

張勤鐸

（洛陽隆華傳熱節能股份有限公司，河南洛陽 471132）

空冷器的設備及管道布置設計

張勤鐸

（洛陽隆華傳熱節能股份有限公司，河南洛陽 471132）

介紹了化工行業中空冷器的設備及管道、構架、支架及架構等的設置，根據不同的設備選型，空冷器的設置有不同的要求，空冷器的管道也應符合設計要求，構架和管道布置也須符合受力要求。

空冷器；設備布置；構架；管道

空冷器以空氣作為熱交換的介質，高溫介質通過散熱管的翅片與對流的空氣進行熱交換，相對于水介質的換熱器，空冷器能節省更多的冷卻用水，減少工業污水的排放，降低設備投資和維護成本，特別適用于水資源匱乏的地區，其中干式空冷器占地面積較小，投資成本低，便于操作，在石油化工行業得到了廣泛的應用。

空冷器的平面布置需考慮空冷器的形狀和空間的限制，管道布置、空冷器布置、平臺布置通常需要統一考慮[1-5]。常見的空冷器按管束布置可分為斜頂式和水平式，風機在管束下側為鼓風式，風機在管束上側為引風式，管程數分單管程和雙管程。本文概述了空冷器設備的布置、管道布置、以及架構和支架設置等設計，以保證滿足設計要求。

1 空冷器的設備布置

空冷器的入口溫度十分重要，熱風循環能嚴重影響空冷器的工作性能，因此需要盡可能遠離高溫設備，布置在裝置最小頻率風向的下風向。多臺空冷器并排布置時，應不留間隙，保持同一高度，減少熱風循環的影響。引風式與鼓風式的空冷器應該分開布置，如須同時布置時，須將兩者的標高設計一致，將引風式空冷器布置在下風側[5-8]。熱風循環會嚴重影響熱交換效率，受到熱風循環的影響，空冷器入口溫度可能會增加5℃，降低近30%的傳熱量。空冷器要根據布置的位置來選型，空冷器的布置需要考慮其管道布置的特殊要求。圖1為不同布置方式的空冷器混合布置的示意圖。

圖1 不同形式的空冷器的混合布置

為了保證空冷器的換熱效率，會在空冷器的上方設置不凝氣體的放空口，在空冷器出口集合管上方設置放空口，不凝氣管線的最高點須超過空冷器0.5m，不需要引出不凝氣的空冷器可用盲板封住。

2 空冷器的管線布置

空冷器的管線布置應遵循設計規范，滿足對稱布置的要求，不產生液袋，保證管路的柔性，并保持一定的美觀性[8-10]，空冷器的入口管道采用對稱布置，總管到入口管線應逐級減小口徑，分支截面應大于等于總管截面積。入口分支管應設置π形彎，減少空冷器管口受力，分流前應該設計布置一定長度的直管，以保證均勻分配流量，直管段長度應該大于管子的內徑，集合管兩端應采用彎頭連接。空冷器的出口也應采用對稱布置，可不需要逐級變徑，出口管線可直接匯入集合管。圖2為空冷器進口管的管線布置，實際走向可根據現場空間進行調整，空冷器入口管線盡量不布置在空冷器上方，如果須布置，必須高度高于2.2m，以便空冷器的安裝與檢修。

圖2 空冷器進口管的管線布置

管道對空冷器的作用力應符合國家標準的要求，管道布置需要一定的柔性，管道在滿足設計要求的情況下盡量最短，組件最少，降低了管道的阻力，進口集合管應靠近空冷器管口布置。空冷器的管嘴必須進行詳細的應力計算，保證有足夠的柔性，管嘴受力跟直管段長度有關，長度越長，管嘴受力越大。

3 空冷器的管道支架布置

空冷器入口管線支架設計采用門形框架支撐，支架一種是用空冷器上方柱子作為梁，用梁作為支撐，保證框架的穩定，另一種是不借助空冷器構架，從平臺邊緣另起立柱，一般為0.5m處開外，兩種情況的立柱跨距相同，門形架平臺均要固定在立柱的梁上面。如果空冷器入口管道較高，需要設置專門的管架支撐，空冷器出口的管道管徑較小，一般設計采用懸臂梁支撐。一般干式空冷器的架構設置的高度為3 800mm，空冷器與后冷器布置在同一層平臺時，應該提高空冷器的構架的高度，如果不在同一層平臺，構架高度可設計為200mm，構架與空冷器通過螺栓連接。圖3位空冷器架構布置圖。

圖3 空冷器架構布置圖

4 空冷器的平臺梯子設置

空冷器四周均應設計有互聯互通的操作平臺，通道寬度通常為1m，過道最窄處應不低于0.8m， 平臺高度低于空冷器管箱0.5m以上，保證可以操作進出口的閥門，空冷器平臺應設計兩個梯子，斜梯角度設計為45°，如果出口管路較多應該在平臺開口，并在開口邊緣設計0.4m高的護欄。空氣器操作平臺上應設置消防蒸汽和吹掃管線，蒸汽和吹掃主管應該布置在平臺外側，距離空冷器平臺不超過0.45m，消防蒸汽和吹掃管線設計采用快速接口，接口方向平行于平臺欄桿方向，接頭高于上欄桿頂部0.2m。

5 結語

空冷器的設備和管道布置具有一定的共性，根據空冷器的規格、管道中的介質、管道布置等不同情況，以及現場實際空間情況有不同的設計要求。空冷器及其管道的布置既要求要符合工藝要求和設計規范，又需要有一定的美觀性，便于合理操作，保證安全生產。

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A r r a n g e me n t o f E q u i p me n t a n d P i p i n g f o r A i r C o o l e r

Zhang Qin-duo

Introduces the equipment and pipelines， chemical industry hollow cooler structure， support and structure setting，according to the different selection of equipment， air cooler has a different set of requirements， pipeline air cooler should comply with the design requirements， architecture and pipeline layout should also meet the requirements of stress.

air cooler； equipment layout； framework； pipeline

TQ051.5

B

1003-6490（2017）08-0120-02

2017-06-09

蘭林（1985—），男，新疆烏魯木齊人，工程師，主要從事自動化、儀表、電氣和信息化方面的工作。

收稿日期：2017-06-30

作者簡介： 張勤鐸（1984—），男，河南孟津人，本科，主要從事機械設計及換熱設備設計工作。