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风冷却器的防冻分类

作者:贺力克 浏览:198 发表时间:2019-09-28 08:51:12 来源:www.jshlk.com


为什么要选用风冷却器


在考虑空冷器防冻设计时,按被冷却的工艺介质的不同可分为以下六类:

第一类,水和稀释水溶液的冷却: 

      水和稀释水溶液具有较高的传热系数,因而在操作过程中管壁温度较高。一般不会出现冰冻现象。但是在极低气温下或开、停工时,如不采取相应的预热措施也可能引起冰冻现象。

第二类蒸汽冷凝:
        蒸汽冷凝器的管束通常为多排管的单程结构,在蒸汽冷却过程中,首先与冷空气接触的管排,蒸汽冷凝量大,甚至于过冷;最后的管排则可能有一部蒸汽得不到及时冷凝,部分未凝的蒸汽会从出口端流回温度较低的底层出口端。这会引起两种后果:一是首先接触冷空气的排管内流动受阻,局部过冷并造成积液,当腐蚀介质存在时会引起穿孔;二是由于蒸汽的积聚引起水锤现象,加剧管束的破坏。腐蚀穿孔是非常迅速的,短的仅一天,长的三个月,穿孔迅速也与水锤现象有关。

为了避免这种破坏,应避免或减少蒸汽在冷后温度较低的管排管出口处积聚。为此,有三个措施可以采用,一是要限制管束的长度,一般认为管长不应大于直径的360倍。例如外径为25mm的管子的长度应在9m以下。二是将后管箱分解成每排的单独排出管箱。三是在管子进口端加节孔板,后一种方法局限性大,不能适应流量的变化。

第三类,部分蒸汽冷凝:
       第三种类型是排出口的未凝气量较大,当达到进口蒸汽总量的10% ~ 30% (质)时,会在出口端出现气体积聚,蒸汽从各排连续排出,就应采取相应的防冻措施。

若出口气体的含气量低于10% (质)时,不会产生气体积聚,则呈现类型二的现象,排出的含气量按最低的设计气温时计算确定,采用般简单风量控制即可满足要求。

第四类,可凝气的冷凝:
       第四类冷却类型是第三类的延伸,它强调可凝气体对管壁温度的影响,为了精确计算管壁和流体的温度,对流动状态的预测是非常重要的。例如,被冷却的物流中含有蒸汽或可凝

的烃类时,在冷凝器人口将出现环状流,在管子的冷的内表面形成环状液体,而中心部分则为气体;在出口端呈现层流状态凝结水和液态从管的底部排出,蒸汽在管的上半部冷凝,对于这种类型的冷却采用简单控制风量的防冻系统即可。

第五类,黏稠和高倾点流体冷却:
        黏调流体和高倾点液体的主要问题是流动不稳定性,在同一管程中的各根管子的流速各不相同,其差别甚至达到5:1。由流动不均匀性带来的后果是管侧的总压降可能增加1倍,传热性能下降一半。

为了预防不均匀性不致太大,应注意以下二点:

        ①工艺介质在排出温度下的黏度不应低于50mPa.s;

        ②边壁界面层介质黏度与管内的平均黏度之比不应超过3: 1。对于这种流体的空气冷却器设计时需要特别强调以下几个问题:

        ①空气侧的流量与温度分布尽可能做到均匀,仅仅是单侧设置的外循环将会引起空气流动和温度的不均匀。因此尽可能选用双侧的热风外循环空冷器。

        ②为了防止空气走旁路应减少管束侧梁与管子之间的间隙,按API661的规定这个间隙最大为9mm。

        ③允许压力降应尽可能高- -此,通常应达到0.275MPa( 40psig)。

        ④管侧进口管箱的分配应尽量均匀,可采用多个进口和进口管箱采取保温措施。

        ⑤必要时可在空冷器内增设加热盘管。

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