| 词条 | 空气冷却器 |
| 释义 | 空气冷却器（air cooled heat exchanger）是利用空气冷却热流体的换热器。管内的热流体通过管壁和翅片与管外空气进行换热，所用的空气通常由通风机供给。空气冷却器可用于冷却或冷凝，广泛应用于：炼油、石油化工塔顶蒸气的冷凝；回流油、塔底油的冷却；各种反应生成物的冷却；循环气体的冷却和电站汽轮机排气的冷凝。工作压力可达69兆帕。但耗电量、噪声和占地面积均大，冷却效果受气候变化影响较大。 简介简称空冷器,以空气作为冷却剂的间壁式换热器,可用作冷却器，也可用作冷凝器。空冷器主要由管束、支架和风机组成。热流体在管内流动，空气在管束外吹过。由于换热所需的通风量很大，而风压不高，故多采用轴流式通风机（见流体输送机械）。管束的型式和材质对空冷器的性能影响很大。由于空气侧的传热分系数很小，故常在管外加翅片，以增加传热面积和流体湍动，减小热阻。空冷器大都采用径向翅片。目前，空冷器中通常采用外径为25mm的光管，翅片高为12.5mm的低翅管和翅片高为16mm的高翅管。翅片一般用热导率高的材料（最常用的是铝）制成，缠绕或镶嵌到光管上。为强化空冷器的传热效果，可在进口空气中喷水增湿。这样既降低了空气温度，又增大了传热系数。采用空冷器可节省大量工业用水，减少环境污染，降低基建费用。特别在缺水地区，以空冷代替水冷，可以缓和水源不足的矛盾。 结构空气冷却器主要由管束、通风机和构架 3部分组成（图1）。管束包括传热管、管箱、侧梁和横梁等。它可按卧式、立式和斜顶式（人字式）3种基本形式布置（图2）。其中,卧式布置传热面积大,空气分布均匀，传热效果好；斜顶布置时,通风机安装在人字中央空间,占地面积小，结构紧凑。为抵消空气侧的给热系数较低的影响，通常采用光管外壁装翅片的管子。翅片管作为传热管,可以扩大传热面积。翅片管分层排列,其两端用焊接或胀接方法连接在管箱上。排管一般为3～8排。管束系列尺寸最长达12米。光管外径常为25毫米和38毫米,翅片高度一般取12～15毫米,管束宽为100～3000毫米。翅片管是空气冷却器的核心元件，其形式和材料直接影响设备性能。管子可用碳钢、铜、铝和不锈钢等制成；翅片材料根据使用环境和制造工艺来确定，大多用工业纯铝，在防腐蚀要求很高或在制造工艺条件特殊的情况下也采用铜或不锈钢。翅片可按横向或纵向排列。翅片管的基本形式（图3）有：绕片式、镶片式、轧片式、套片式、焊片式、椭圆管式、紊流式（包括轮辐式、开槽形和波纹形等）。管箱的结构主要有法兰式、管堵式和集合管式（图4）。一般前者用于中低压，后两者用于高压。为适应管束的热膨胀，一端管箱不固定，容许沿管长方向位移。通风机通常采用轴流通风机。 通风方式通风有鼓风和引风两种方式。①鼓风式：空气先流经通风机后流入管束。②引风式：空气先流经管束后流入通风机。前者操作费用较经济，产生的湍流对传热有利，使用较多。后者气流分布均匀，有利于温度精确控制，噪声小，是发展的方向。热流体出口温度主要靠调节通过管束的风量来控制，即调节叶片的倾角、通风机转速和百叶窗的开启程度等。对冬季易凝、易冻的流体，可采用热风循环或蒸汽加热的办法调节流体出口温度。 区分类别1；以环境空气作为冷载体，用来冷却另一种较高温度的介质（如高温水；高温油），使介质的温度降低，以达到预定工艺要求，可以称为空气冷却器，简称“空冷器”。2；以一种冷介质为载体（如冷却水；冷冻水；氟利昂），用来冷却空气，使空气的温度降低到预定工艺要求，也称为空气冷却器。 发展采用空气冷却器可节省大量工业用水，减少污染，保护环境，降低基建费用。为扩大空气冷却器的使用范围,20世纪60年代出现了增湿式空气冷却器,即在管束前增加喷水装置，利用少量雾化水在翅片表面的蒸发作用显著地强化传热，其传热效能较干式提高2～4倍。增湿式空气冷却器已在炼油厂得到广泛应用。干式空冷管束和湿式空冷管束亦可组成联合型空气冷却器。研制低接触热阻和高传热效能的翅片管、低电耗、低噪声的通风机是空气冷却器发展的关键。 空气冷却器的清洗因冷却水大多数含有钙、镁离子和酸式碳酸盐。当冷却水流经金属表面时，有碳酸盐的生成。另外，溶解在冷却水中的氧还会造成金属腐蚀，形成铁锈。由于锈垢的产生，冷凝器换热效果下降。严重时不得不在壳体外喷淋冷却水，结垢严重时会堵塞管子，使换热效果失去作用。研究的数据显示水垢沉积物对热传输的损失影响巨大，随着沉积物的增加会造成能源费用的加大。即使很薄的一层水垢就要增加设备中结垢部分40%以上的运行费用。保持冷却通道中不含矿物沉积物可以很好的提高功效、节约能源、延长设备的使用寿命，同时节约生产时间和费用。 长期以来传统的清洗方式如机械方法（刮、刷）、高压水、化学清洗(酸洗)等在对设备清洗时出现很多问题：不能彻底清除水垢等沉积物，酸液对设备造成腐蚀形成漏洞，残留的酸对材质产生二次腐蚀或垢下腐蚀，最终导致更换设备，此外，清洗废液有毒，需要大量资金进行废水处理。 针对上述情况，国内外努力研制对金属腐蚀性小的清洗剂，而目前研发成功的有福世泰克清洗剂。其具有高效、环保、安全、无腐蚀的特点，不但清洗效果良好而且对设备没有腐蚀，能够保证空气冷却器的长期使用。福世泰克清洗剂（特有的添加湿润剂和穿透剂，可以有效清除用水设备中所产生的最顽固的水垢（碳酸钙）、锈垢、油垢、粘泥等沉淀物，同时不会对人体造成伤害，不会对钢铁、紫铜、镍、钛、橡胶、塑料、纤维、玻璃、陶瓷等材质产生侵蚀、点蚀、氧化等其他有害的反应，可大大延长设备的使用寿命。 同名图书基本信息《空气冷却器》 作 者：赖周平 等 著 丛 书 名： 冷配在线 出 版 社：中国石化出版社 ISBN：9787802299771 出版时间：2010-01-01 版 次：1 页 数：509 装 帧：精装 开 本：16开 内容简介《空气冷却器》主要介绍了空气冷却器的基本型式.工艺和结构的设计方法，其中包括空气冷却器的总体设计要求，干式空冷器和湿式空冷器的各种结构型式，空冷器管内的传热和阻力降计算，管外阻力和风机的能耗计算，空冷器各部件如管束、构架、风机和百叶窗的设计方法等。同时，还以实例的形式详细介绍了各种型式空冷器的工艺结构、设计方法和步骤。 《空气冷却器》可供从事石油化工工艺、设备专业技术人员和空冷器制造行业的技术人员参考，也可作为大专院校石油化工工艺和过程装备专业的教学参考。 图书目录第一章 概述 第一节 我国空气冷却器的发展简介 第二节 空气冷却器的基本结构 第三节 空气冷却器的类型 第二章 总体设计 第一节 总体设计应考虑的事项 第二节 冷却方式 第三节 空冷器的工艺流程 第四节 空冷器的结构型式 第五节 空冷器的通风方式 第六节 空冷器的调节方式 第七节 空冷器的防冻措施 第八节 空冷器的平竖面布置 第九节 空冷器的空气流道密封结构设计 第十节 操作平台要求 第三章 空气冷却器的传热与流动阻力 第一节 热负荷的计算 第二节 热交换的基本方程 第三节 管内膜传热系数 第四节 管外膜传热系数 第五节 传热热阻 第六节 总传热系数 第七节 空气出口温度 第八节 传热平均温差 第九节 传热面积 第十节 管内流体压力降 第十一节 管外空气压力降 符号说明 第四章 空冷器管束 第一节 管束的基本结构型式及代号 第二节 管束参数 第三节 翅片管型式 第四节 管箱结构型式 第五节 翅片管与管板的连接 第六节 管束材料 第七节 管束支持梁的计算 第八节 管束定距结构 第九节 管束热补偿设计 第十节 管箱设计的一般原则 第十一节 丝堵式焊接矩形管箱的设计计算 第十二节 半圆形法兰管箱的设计计算 第十三节 可卸盖板式管箱的设计计算 第四节 集合管式管箱的设计计算 第五节 开孔补强的设计 符号说明 附录A4．1水平式空冷器管束排管模数表 附录A4．2翅片面积、风面比及综合系数K、Kl查取表 附录A4．3湿式空冷器管束设计模数表 第五章 风机 第一节 风机结构型式和代号 第二节 风机风量调节原理和主要机构 第三节 风机的叶片和特性曲线 第四节 风机功率 第五节 风机性能参数计算实例及说明 第六节 传动机构 第七节 风机的噪声计算与控制 符号说明 附录A5．1美国HUDSON叶型风机性能曲线 附录A5．2日本笸仓-HARTZELL叶型风机性能曲线 附录A5．3保定市航桨风机技术有限公司风机特性曲线 附录A5．4石家庄红叶风机有限公司TD型叶片风机 附录A5．5哈尔滨空调股份有限公司风机叶型性能曲线 附录A5．6兰州长征机械厂风机特性曲线 附录A5．7西安三桥机电设备有限公司风机性能曲线 第六章 空冷器的设计步骤和计算实例 第一节 空冷器的设计条件 第二节 空冷器的方案计算和整体规划 第三节 空冷器的传热和阻力计算 第四节 无相变流体空冷器设计实例 第五节 气相冷凝空冷器设计实例 第六节 湿空冷器的设计方法和计算实例 第七节 干、湿联合型空冷器的设计和计算实例 第八节 冶金高炉空冷器的设计和计算实例 第九节 空冷器的防冻设计 第十节 炎热地区空冷器设计要点 第十一节 空冷器的节能设计要点 符号说明 附录A6．1干空气的热物理性质 附录A6．2常用材料的导热系数 附录A6．3我国主要城市石油化工常用气象参数表 第七章 构架 第一节 空冷构架设计的一般要求 第二节 构架的型式与参数 第三节 构架载荷的计算 第四节 构架的内力分析 第五节 构架的强度和稳定核算 第六节 主要构件的截面选择和计算 第七节 构架计算步骤及实例 第八节 空冷器构架系列图的设计和采购中的若干问题 符号说明 附录A7．1我国主要城镇抗震设防烈度、 设计基本地震加速度和设计地震分组 附录A7．2全国基本风压分布图 附录A7．3轴心受压构件的稳定系数 附录A7．4梁的整体稳定系数 第八章 百叶窗 第一节 用途与安装方式 第二节 百叶窗的一般要求和结构 第三节 百叶窗的叶片形式和调节机构 第九章 空气冷却器的安装、操作、维护 第一节 空冷器的安装 第二节 空冷器的操作 第三节 空冷器的维护 第十章 现场测试方法 第一节 热工性能测试方法 第二节 电功率测试方法 第三节 空冷器的噪声测试方法 第十一章 我国空冷器研究工作的最新进展 参考文献 |
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