基于自动化技术的空冷器防冻系统

杨琳

摘 要：电器运转的过程中，空冷器进口经常表现为偏低温。在这种状态下，低温冻结了空冷器内的工艺介质。这是由于，空冷器介质有着较高的凝固点及黏性。若缺失了防冻体系，空冷器将会缺乏保护，造成运转故障。为维持均匀的管壁温度，空冷器有必要配备防冻性设计，防控操作时的偏差。对于此，解析了防冻设计的常用思路。结合空冷器运转的真实状态，探析具体思路。

关键词：空冷器；防冻设计；PLC

通常来看，空冷器都要设定管壁的最低温度，这种温度可设置为临界性的介质温度。在这种状态下，流体状的工艺介质很易冻结，凝固并堵塞了空冷器。对于空冷器而言，工艺的临界温度包含了凝固点及露点。冷凝的状态下，很易腐蚀介质因而增加后续操控时的难度。面对低温环境，空冷器需配备全方位的防控，设计出适当的防冻方式。

1 防冻设计针对的情况

电气运转过程中，空冷器管壁时常显示出最低温度。情况严重时，甚至低于设置好的临界温度。一旦温度过低，原本流动着的空冷介质将会凝固或堵塞空冷器。在防冻设计中，电气空冷器防冻保护针对于如下情况：

首先，是稀释性的水溶液。空冷器设定了先期的传热系数，换热管呈现为偏高温，金属温度相对来看是较高的。如果存在介质，那么必备防冻的完整系统。对于空气流量，需要实时予以调控。温度偏低时，还需附加必备的启停要求。在底部排管内，冷空气会预先接触。冷凝液过快冷却，遇到低温很易冻结。由此即可表明：冷凝器若没能发挥凝气作用，则会聚集杂质因而造成冻结。

其次，是全凝器的装置。蒸汽全凝器在运行进程中表现为单程性，回流的次序为从上至下，从较热端排向较冷端。通常状态下，电气换热管较低温的出口很易聚集杂质，不可快速凝结。杂质堆积至出口处，很易冻结空冷器内的换热管，较易引发腐蚀。如果状态很稳定，那么顶部及底部空冷器则会先后接触至空气。在各个区段内，冷却区及冷凝区表现出来的蒸汽总量并不相等。

最后，是冷凝器内的部分蒸汽冻结。对于工艺流体，出口可用来排出大量蒸汽且不会再次回流。在这时，出口端会排掉所有蒸汽。通常来看，出口包含了30%或更低的流体质量。相比于进口流体，出口包含了较少流体。经过计算之后，即可明确出口排放出来的气体。在这种基础上，设置低温下的精确操作流程。经过归纳可知，回流是可被避免的。为此，还应配备成套性的防冻装置。反之，若引发了回流，则需拓展适度的防冻范围。PLC经过滤波处理，可再次调整而后放大所需的信号。这样做，确保了更优的线性控制，以便于获得精准的空冷器温度。为确保通用性，PLC恒温的调控装置设定为三相及单相负载，加热时借助于可控硅来控制功率。同时，输入及输出也设有必备的接口。

此外，工艺介质还可能附带蒸汽，这种蒸汽是不可凝结的。在这种状态下，管壁温度也密切关系到可凝结的附带物质。对于此，有必要估算得出管壁内侧的介质温度及流动方式。某些流体混杂了不可凝聚物或者烃类蒸汽，因而很易造成進口处的冷凝器环流形态。在管壁的内侧，构成了烃类的液态环，芯部可流过液体。在出口之处，很易附着分层形态的冷凝流体。若发生上述状态，就不可缺少配套的防冻装置。

2 设计防冻保护

2.1 均匀调配流体

若能均匀调配空冷器内侧管道中的流体，即可避免偏流状态。在管路系统内，可以更改原先的连接方式。详细来看，还需适当布置接管的形态并且增加额外的防冻管。对于下侧流动的气流，为防控风速及风向的影响，则要加装入口处的风屏。通常来看，可设置为2m的风屏。在这时，还可更改风机标高。对于复位的上下两侧吹风，需要预留5℃的区间用来缓冲。如果没有缓冲，上下侧鼓风将会呈现为反复性。在特殊状态下，还不应忽视流经空气的较高温度。

PLC调控下的自动化恒温系统配备了传感器及电加热器，可以实时确保空冷器的恒温性。在工业领域内，恒温加热系统设置为自动化的调控方式。传感器可把温度信号变为可识别的电流，输入至温度控制器。依照实时的电流变化，自动调控空冷器的温度以此来确保恒温性。PLC恒温监测可用来生成精准性的空冷器温度信号，测量过程中可配备热电偶。经过恒温调控后，可生成毫伏的电压信号。

2.2 调控电气送风

相比于手动调节，自动调控百叶窗表现为如下优势：针对空气流量，可自动予以控制。在相近条件下，温度控制将会更敏感。降温的状态下，还可节省运转时的能量。百叶窗的调节有着如下优势：可用来精确调控，能够自动启停。在风力变化时，敏感性并不很强。此外，保温设备是全封闭性的。

结合真实情况，优选最适当的某一类送风方式。空冷器系统内，要实时调控精确的送风总量。调节送风量时，可借助百叶窗或自动性的风机。如果遇到低温，还需减小原先的送风量。PLC的稳压电路包含了集成块，设置为输入及输出的接地端子。

2.3 设置传热面积

设计防冻方式，最重要应为传热面积。若面积不合适，就需要更改。环境变冷时，管束可用来调控介质附带的热损耗。这样做，减低了传热进程中的热损失，管内流速也变得更高。表面积减小时，需要更改泵送的流量以此来确保附加性的压降是充足的。对于闲置管束，需要排空或清除内侧附带的物质。

3 结语

空冷器运转环境呈现为偏低温，从现状来看，可选热风循环这种特定的防冻保护。针对热风循环，空冷器都配备了差异的形式。例如：可以配备手动控制下的新风百叶窗，也可设置双重的自动及手动控制。在这之中，自动调节包含了顶部及立式这样两类的百叶窗。具体在设计时，需要结合实情来选取最便捷且简易的防冻设计。

参考文献

[1]张强.空冷器的防冻系统设计与分析[J].应用能源技术，2008，（4）：46-47.

[2]朱大宏，赵弦，冯璟.SCAL型间接空冷系统防冻研究[J].电力建设，2013，（5）：49-52.

[3]刘培忠，杨志军.高寒地区间接空冷机组散热器防冻预暖措施[J].中国电力，2013，（5）：18-22.