板式空冷器及其在石化行业中的应用分析

徐月华

摘 要：板式空冷器是指把空冷式设备、板式设备融汇成整体的新型冷凝装置，其能有效克服此类设备结构方面的某些局限性。目前板式空冷器已被广泛应用到石化工业领域，且应用成效十分显著。文章主要围绕石化工业领域板式空冷器的应用与改造展开论述，以提升板式空冷器的应用水平。

关键词：板式空冷器；应用现状；改进措施

这种设备打破了过去那种设备的结构方面的局限性，它把板式的传热零件放到其中，它是一项把板式设备和空冷式设备融汇到一起的全新的冷凝装置。由于板式空冷器采用板式传热元件，传热板片沿流体流动方向的流道断面形状不断变化，强化了流动的重要性，在很低的雷诺数下形成湍流，从而增加了流体的对流传热系数，进而提升了传热的功效。

将板片互相的叠加放置，排除了设备距离方面的干扰，同时因单独对其设置 LT 型板本身，因此具有传热效率快，压降较小，能够清洗等优势，进而它的流通区域很宽，压降不高。因为这种设备的换热区域非常宽，而且其传热的效率非常高，在开展相同的换热活动时，板式的设备自身的规模不大，而且重量较轻，使用之后能显著的降低其安装区域费用等。尤其是它的占地区域非常小，能够处理好炼油以及其他活动开展时的场地太小问题。

除此之外，它能够设置为单元的组合体系，设置为积木式样，所以，其单台的换热区域不会受到结构的干扰，更加的适宜于安装在大规模的装置中。

因为这种设备的传热性非常好，而且流通的区域非常宽，管线之中的压力变弱，结构很是紧密，占用的区域非常小等很多优势，在当前的资源紧缺的状态中，它在炼油以及电力等等耗费资源较多的领域汇总有着非常优秀的使用性。其是当前行业中最为优秀的产品。近些年，经多次改进后诞生的第二代产品已经在中国石油下属公司 500 万吨/年常减压装置中安装，标志着板式空冷器推广应用大见成效。

1 在石化行业中的应用

1.1 板式空冷器的结构

目前石化工业中使用的LBK板式空冷器是典型设计结构之一。板式空冷器主要由板束、风机、构架水箱及喷淋装置组成。其全焊式板束为传热单元，风机大多采用垂直安装的引风式轴流风机。

1.2 板式空冷器的工作原理

这种设备中的热介质在管线之中是从上到下流通的。因为喷淋设备使用软化水来设置，经由其增湿降温之后的气体由引风机带动通过板管通道横穿板束，和管子之中的热媒介生成一种对流，进而实现冷却的意义。板式空冷器采用全焊式板束作为传热单元结构，采用LT波纹板片作为传热元件，符合两侧降压的规定。因为板片中存在波纹以及触点等，此时导致流体的状态非常复杂。它在板间的流通被称作是三维流通，而且因为其水力的直径并不宽，此时就强化了流通扰动，提升了其湍流性以及对流的指数，所以在非常多的雷诺数之下能够生成湍流，且污垢系数小。波纹板片的静搅拌作用也使结垢大为降低，所以非常便于开展清理以及维护活动。

2 使用过程中存在的一些问题

这种设备在使用的时候能够发挥出非常优秀的节能以及节水意义，但也存在以下几种缺点。

2.1 我们国家的北方区域在冬天的时候气温较低，有时候能够低达零下三十度，而且在相同的一天中，其温差能够超过十度。此时就干扰到设备的使用。因为它的流道非常窄，如果气温不高的话，就会导致其中的介质因为太冷而出现凝结问题，此时就容易导致流道堵塞，干扰到其使用。

2.2 在使用的时候还容易结垢以及堵塞等。以为内其板片的规模很宽，表层有沟槽，流速不快，其中的杂物以及管线之中的污物等会存在于板的表层，出现污物的地方的阻力会有所加大，此时就使得流速变慢了，生成脏污的速率加快，进而导致其堵塞，干扰到换热活动的开展。

2.3 其在厂房中的使用。如今厂房中使用的都是全焊式的构造，如果部分区域发生了破损问题，因为它具有无法拆卸的特点，必须整体的替换，此时就导致浪费现象发生。

2.4 我们国家的北方区域，四季很显著，冬天以及夏天的时候温度有非常显著的差异，特别是在冬天的时候，其温差非常高，要对风机自身的风量有效的调节。目前工厂使用的多为恒速运转的轴流式引风机。为了结合气温的变动性，认真的调整风量，确保运作稳定，就需要工作者对风扇的页面角度调节，此时就会导致劳动量增加，而且有很多不安全因素的存在。

3 板式空冷器的改进方法

对于其在使用时期面对的不利现象，要积极的分析探索，主要做好如下的一些事项。

3.1 对于温度太低的时候易于发生凝结的现象，可在冬天的时候不使用加湿，以此来避免凝结现象。在气温更低的区域之中，就算是采取措施还是无法避免凝结，此时就要对其开展外在的活动，为其设置风循环体系，也就是说结合自身的循环，在不调节外界热源的时候，保证其不会发生凝结。

3.2 因为它会生成很多的污垢，所以在投入使用之前，要对其开展预膜设置。一般使用药水等对其清理，而且要提升板片的加工品质，保证处理之后的表层干净整洁，降低其生成污垢的速率。

3.3 对于防结垢问题，除了关注板式空冷器的板片外，还可以从改善介质状况入手，尽量保证介质的纯净度，及时对空冷器进行在线清扫，以降低结垢速率。

3.4 由于全焊式板式空冷器的不可拆卸性，造成其维修困难。为了解决这个问题，可考虑在管箱数不变的情况下，将板式空冷器板管分为若干子单元，每个子单元相当于一个小型空冷器，这样每个子单元所含的板片数较少；管箱和板管采用法兰连接，密封垫密封。

对于每个子单元，仍保留了全焊式结构的优点，当发生局部损坏或不可疏通的堵塞时，只需更换其所在的子单元，即可完成对整个空冷器的维修，从而降低维修强度并压缩修理费用和时间，进而减少因停工造成的经济损失。

3.5 目前使用的板式空冷器的风机大多使用工频电机，不可调速。可以考虑为板式空冷器入口处增加百叶窗来调节通风量，其优点是安装、操作简单，费用低。但由于其节能效果并不显著，为了节能，还可以使用变频电机来达到调节通风量的目的，但这种方法改造成本较高，在实际操作中可根据具体情况选择合适的措施或两种措施同时使用。

4 结束语

板式空冷器虽然应用时间不长，但其以高效换热、结构紧凑、方便清洗、节省材料等优点，已被迅速推广。虽然目前板式空冷器在使用中对介质要求较高，制约了它的使用范围，但是随着材料技术、装备制造技术的发展，板式空冷器将会在越来越多的场合使用。

参考文献

[1]Schulenberg FJFinned ellipticaltubes and theirapplicationin air-cooled heatexchangersASMEJournal ofEngineeringforIndust，1996（5）：179-190.

[2]屠珊，楊冬，黄锦涛，等椭圆翅片管空冷器流动传热特性的研究[J]热能动力工程，2000，15（5）：455-458.

[3]许旺发，张旭，罗海燕波纹板式空冷器阻力与传热特性实验研究[J]低温与超导，2007，35（2）：139-142.

[4]柳玉海，陈以虎，刘孝伦，等.援减顶板式空冷器在常减压装置中的应用[J].石油化工设备，2005（6）：56-57.