回收塔空冷器风机改造

周长旺（内蒙古荣信化工有限公司，内蒙古鄂尔多斯 017000）

回收塔空冷器风机改造

周长旺
（内蒙古荣信化工有限公司，内蒙古鄂尔多斯 017000）

进入夏季后，回收塔空冷器换热效果明显变差，造成生产负荷下降20%，分析原因进行技改，技改后达到良好的效果。

塔顶压力；空气冷却器；管束；风机转速；风量；功率

1　工艺简介

内蒙古荣信化工有限公司是年产90万t的甲醇装置，亚洲单套产能最大，采用英国戴维最先进的技术。配套精馏系统为三塔精馏即预精馏塔、精馏塔和回收塔。从合成来的粗甲醇分两路送入预精馏塔上部，在预精馏塔中除去轻组分、溶解气及其它杂质，然后塔底的甲醇液体经泵加压进入精馏塔中部，在精馏塔内除去水和重组分，同时从塔顶塔盘采出一部分液相精甲醇；精馏塔底剩余部分液体经减压闪蒸后进入回收塔中上部，在塔内除去水和其它重组分，塔顶蒸出的甲醇气经空冷器冷凝后，一部分经泵加压回流，另一部分做产品采出。

2　空冷器的结构

预塔空冷器主要有管束、风机组成，风机为引风式，风叶位于管束上方，电机位于管束下方，流动的空气自下而上与管束换热。管束为不锈钢管与铝翅片采用双金属扎制工艺制成，换热管尺寸Φ25*2.5，与管箱焊接，一片管束的数量约为270根列管左右，换热面积244m2；风机22台，电机功率37kW，额定电流71.4A，电机与风机之间用三角皮带传动。

3　存在的问题

装置于2014年7月正式投入生产，由于正值夏季，最高气温高达30℃。预塔和回收塔的甲醇蒸汽通过空气冷却器冷凝为液体甲醇，气温高直接影响换热器的冷却效果。负荷达到80%时，回收塔的各项操作指标都比设计高出许多，温度、压力都严重超标，生产负荷只达到100t/h，离设计值（125t/h）相差25t/h，一天少产600t甲醇，严重制约产量。

4　原因分析

1）最初设计条件空气温度30℃，而在最热时期受周围钢结构的辐射影响温度超过30℃；入口空气的温度升高直接影响空冷器的换热效果。

2）设计噪声≤85db，风机的转速决定噪音大小，电机的实际电流为46A，离额定电流相差较远，电机功率相对额定值较低；转速低直接减少风机的风量影响空冷器的换热效果。

5　技改方案分析

5.2方案1

增加2跨空冷器（和原设备进行并联布置），考虑到现空冷器的东西两侧均有位置，可以在两端各增加1跨空冷器，共两跨（4片）空冷器。优点：空冷器分布总管只要在原管道基础上东西分别增长一段即可，且工艺介质的分布较为均匀；可以弥补空冷器换热不足问题，可以利用停车机会提前甩头并安装阀门，空冷器到现场后可随时进行安装，对生产影响较小。不足：空冷器安装在管廊的最上部，单片空冷器管束的重量将近13t，需要大吨位的吊车来配合空冷器管束、风机、电机、构架等的安装。

5.3方案2

增加喷雾装置的原理是利用西北空气湿度低，在空冷器进口用喷雾装置喷雾，湿化空气，利用干空气与湿空气的温差，给进口空气降温。如果能给空气湿度增加 30%，空气温度能降低 4～6℃。如果能达到这样的降幅，就能满足我们的空冷器在最热的天气的运行要求。优点：占空间小，无需考虑安装基础问题；不足：需用软水量为15～20t/h，工程造价 45～50 万元，建设周期 45个工作日。

5.4方案3

更换电机皮带轮尺寸，增大风机转速；调节叶片角度。以目前风机安装运行情况看，风机安装角度φ=11°，风机转速n=230r/min，轴功率 N=21kW 左右，电机功率还有富余，通过初步计算转速可提到n=270r/min，风量可增加21%。优点：工程造价4万元，投资少，建设周期 25 个工作日，改造时不影响生产；不足：转速增大噪音会增高。

6　推算过程

同一风机，在同一空冷器上，风机性能遵循下面的基本公式：

即风量Q与风机转速n成1次方成正比

即风压P与风机转速n成2次方成正比

即风机轴功率与风机转速n成3次方成正比

则估算出风机风量还可以增大到：

风机电机的输出功率在18.5kW。配套电机额定功率37kW，改造后按33kW计算。

则估算出风机风量还可以增大到：

由公式（3）

还有公式（1）

得出公式

所以改变角度，提转速后风量增加

结论：风量增加21%。

7　技改效果

1）根据方案3改造后，风量提高了21%，效果显著。每日产量为3 000～3 150t，回收塔负荷达到100%～105%，每天创造效益12万余元，解决了制约生产瓶颈的问题；

2）不足之处：塔顶压力、温度略高于正常值；噪音值87db，略高于设计值。

Retrofit of Air Cooler for Recovery Tower

Zhou Chang-wang

After entering the summer，the heat transfer effect of the tower is obviously reduced，and the production load is reduced by 20%，and the reason is analyzed.

top pressure；air cooler；tube bundle；fan speed；air volume；power

TM621

A

1003-6490（2016）05-0242-01

2016-05-15

周长旺（1973—），男，内蒙古达拉特人，助理工程师，主要研究方向为化工设备改造。