濕式空冷引風機葉片傾斜角度的性能研究與應用

蘭勇 張繼龍 任倩茹 趙忠福 李強

摘要：針對煉化行業濕式空冷冬季運行，箱體內百葉窗四周結冰嚴重，冰塊堵塞百葉窗進風風道，導致空冷冷卻效果下降、冷后溫度升高、能耗高，造成產品液收下降、產品質量不合格，結冰嚴重時，容易墜毀百葉窗散熱片。空冷距離地面20米，崗位人員每2小時必須進行人工除冰，勞動強度非常大。本文通過對濕式空冷引風機葉片傾斜角度的性能進行研究，工藝改造后實現熱風自循環除冰，更省時省力、更節能，效果顯著。

關鍵詞：濕式空氣冷卻器 引風式風機 葉片 熱循環 除冰

一、前言

空氣冷卻器是一種廣泛應用于石油化工生產裝置的熱交換設備，按照冷卻方式，空氣冷卻器分為干式空氣冷卻器和濕式空氣冷卻器兩類。干式空氣冷卻器的冷卻介質為空氣，通過風機使環境空氣經過干式空氣冷卻器管束外表面帶走熱量，從而實現冷卻或冷凝管內高溫介質的目的，干式空氣冷卻器受環境溫度影響大。濕式空氣冷卻器彌補了干式空氣冷卻器的缺陷，工作過程是外部冷卻水進入到蒸發式空氣冷卻器的集水槽中，集水槽的循環水泵把冷卻水泵送到光管管束上方，由噴嘴均勻地噴淋到光管管束上，水自管束從上往下流，通過噴淋水使空氣干球溫度降低至濕球溫度，同時，空氣經下部的進風百葉進入設備內部，在引風式風機的強力作用下，自下向上流動，風機的風力使水覆蓋在管束表面，并在管束表面形成連續的水膜，水在較低壓力中蒸發，把管內的熱量帶走，達到冷卻的目的。水蒸發后一部分變成水蒸氣，水蒸氣由上部擋水板收集并匯于集水槽中，未汽化的水沿管束表面流下收集到集水槽中，再由循環水泵繼續循環利用。

濕式空氣冷卻器作為干式空氣冷卻器的改進和發展，綜合了空冷和水冷的優點，在煉化行業得到了越來越廣泛的應用。某廠30萬噸/年催化重整裝置反應產物濕式空氣冷卻器A201有2組4臺、2個蓄水池，穩定塔頂濕式空氣冷卻器A202有1組2臺、1個蓄水池，設計補水為除鹽水。設計要求控制反應產物濕式空氣冷卻器A201入口溫度115℃，出口≦40℃，單臺設備平均水耗1267kg/h;穩定塔頂濕式空氣冷卻器A202入口溫度64.3℃，出口≦40℃，單臺設備平均水耗919kg/h。

由于西北地區冬季氣候原因，低溫覆蓋時間長，環境溫度一般在-15℃以下，濕式空氣冷卻器冬季運行時箱體內百葉窗四周嚴重結冰，外操巡檢每2小時必須用4米長鋼管進行人工除冰，如果不及時除冰，冰塊堵塞百葉窗進風風道，導致空冷冷卻效果差，冷后溫度升高，造成產品液收下降、產品質量不合格。結冰嚴重時，冰塊重量容易墜毀百葉窗散熱片，空冷位置離地面20米，人工除冰勞動強度非常大。

二、引風式風機葉片熱循環的工作原理及應用

某廠30萬噸/年催化重整裝置反應產物濕式空氣冷卻器A201和穩定塔頂濕式空氣冷卻器A202引風式風機葉片傾斜角度11～130，強制空氣以5～7m/s的速度通過冷凝盤管，兩臺空冷選用葉輪直徑均為3米。

針對濕式空氣冷卻器冬季結冰嚴重，冰塊堵塞百葉窗進風風道等上述難題。通過對風機葉片傾斜角度進行研究和分析，葉片傾斜角度是影響冷卻效果性能的重要因素，引風機將冷空氣引入箱體百葉窗內，箱體內自上而下的水在百葉窗內壁結冰，因此考慮調整每組濕式空氣冷卻器兩臺引風機的其中一臺的葉片傾斜角度，引風式風機葉片正常時的傾斜角度是11～130，現將其中一臺引風式風機葉片的傾斜角度調整為-8～100，使一臺濕式空氣冷卻器向上引風，另一臺濕式空氣冷卻器向下引風，在濕式空氣冷卻器的箱體內形成熱風循環，箱體內保持一定的溫度，從而避免結冰。

在高寒地區，濕式空氣冷卻器這類空冷設備的安全過冬問題，長期以來沒有得到很好的解決。通過對引風式風機葉片傾斜角度的調整，開發出了熱風循環濕式空冷器，在環境溫度降至-22℃時成功地運行了三個月時間未出現結冰現象，避免了空冷冷卻效果差，冷后溫度升高，冰塊重量墜毀百葉窗散熱片，大幅度降低了崗位人員除冰勞動強度的難題。

三、結論

針對煉油化工行業濕式空氣冷卻器冬季運行，尤其西北和東北地區，冬季低溫覆蓋時間長，濕式空氣冷卻器箱體百葉窗內四周結冰嚴重的問題，通過對某廠30萬噸/年催化重整裝置3臺濕式空氣冷卻器引風式風機葉片傾斜角度的調整，形成熱風自循環除冰機理。完全避免了濕式空氣冷卻器冬季運行時箱體百葉窗內四周嚴重結冰堵塞百葉窗進風風道的現象，避免了空氣冷卻器冷卻效果差，導致冷后溫度升高，造成產品液收下降、產品質量不合格和結冰嚴重時容易墜毀百葉窗散熱片問題，大幅度降低了崗位人員除冰勞動強度的難題，操作方便，效果顯著。

參考文獻

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