关于低温环境中空冷器设计方面的分析

方思源

【摘要】在石油化工领域，空冷器属于炼油工艺中最重要的静装置，空冷器设计方面，因为有些作业环境在冬天存在很低的温度环境，为保障空冷器能够在低温环境正常运转，就需要科学设计低温环境下空冷器。由此，本文详细探究了低温环境下空冷器设计内容。

【关键词】低温环境  空冷器  设计分析

一、低温环境下空冷器应用的现状

我国有些地方在冬天和夏天有明显的温差现象，而且有些地方的冬天温度能达到零下40℃左右。比如，在中国东北区域应用空冷器，在一些低温环境下，有的空冷器每个管排之间的热负荷会产生不均匀，而且会造成不凝气问题，直接限制空冷器的运转质量。此外，若空冷器有设计不当的情况，其一般在常规温度环境下运转还好，但在低温环境中就会暴露出设计不当的现象。在空冷器稳定运转状态下，空冷器最底部的換热管和上部的换热管砼冷空气相接触有不一样的先后顺序，而且蒸汽冷凝地方和冷却地方在换热机管内的分布也不一样。如图1所示，因为空冷器首先和空冷器下方换热基管相接触，如果冷凝于空冷器最顶部的排管终端终止，那么在底排管，冷凝于管子内的某个点终止，其它管长产生冷却区，而且冷凝液如果产生过冷却情况，则不可避免的会造成硬化情况在低温环境下产生。

反应蒸汽冷凝器由于不凝气大量集中所造成的问题。其中，因为空冷器内的第二排换热管冻结的蒸汽量低于第一排的冻结蒸汽量，因此压力降于第二排换热管内反映的更低。这时，若空冷器出口管箱作业压力和进口管箱位置的压力及流体通过第二排管时的压力降一减的值相同，就会导致第一排管的出口压力低于出口管箱的压力。所以，这时蒸汽就会在第一排换热管两边，且造成第一排换热管两边产生不凝气集中，且集中会延展至管厂AB。

二、热风循环式空冷器类型

经过诸多实例显示，热风循环式空冷器能够在低温环境中避免工艺介质产生硬化。针对热风循环式空冷器而言，其一般具有如下几种类型：

（一）鼓风式中热风循环空冷器

一般情况下，空冷器类型能够选择鼓风式中热风循环空冷器，而在这种类型的空冷器之中，内部的1台风机能够调角运行，若温度处在极端低温环境下，调角风机能够在通过调整叶片角度来让空气流向想着相反的方向传送，进而保障热空气能够在构架内循环。

此外，为防止朝下吹送的气流遭到风速和风向的干扰，要求把2米左右高程的风屏安装于风机入口处，而且能够适当调整风机高度。在风向改变环节，有3℃左右的缓冲范围，防止产生风机风向重复改变的现象。而且，当风机送风方向变化后，要对底部装置承担热空气温度的性能进行全面考量[2]。针对鼓风式中热风循环类型的空冷器而言，这种类型的空冷器很难充分混合和循环热空气和冷空气，而且有冷热空气分流情况，若控制方式不当，就有工艺介质硬化风险。

（二）上部带有百叶窗的鼓风式中热风循环空冷器

一般空冷器类型还能够采取上部带有百叶窗的鼓风式中热风循环空冷器。通常在管束顶部规划了百叶窗，有利于提高热风循环水平。针对这种空冷器来说，其包括夏天和冬天两种运转形式。在夏天，空冷器内的风机吹风方向都朝上，并经过把控百叶窗和风机运速来管理介质出口气温。在冬天，空冷器内的1台风机吹风方向产生变化。而且，风机叶片角度能够按照出口气温改变状况进行调整，并按照循环缝的气温来管理百叶窗开度。

（三）鼓风式外界热风循环空冷器

通常空冷器类型也能够使鼓风式外界热风循环空冷器，和其余热风循环空冷器比较，热风循环通路和百叶窗于空冷器两边分布，而且保障风机吹风方向一致固定。在冬天时，为确保循环空气的气温，只要闭合顶部百叶窗且开启旁路百叶窗就行。

针对外界热风循环空冷器而言，为管理管束出口气温，其要求保障管束的吹送气温是固定值，且只通过管理管束的气流就能够管理空冷器出口气温。其中，进到管束的气温是依靠气温调节器调整新风、上部与旁路百叶窗来维持。气流调整依靠流体出口气温调节器管理可调风机来完成。在外界热风循环模式中，风机的最高出力不是在夏天，而是在冬天。主要原因是在这种环境下，气体气流重新循环的需要量是最多的，而且不管环境温度怎样，抵达管束上气温要维持固定。要按照所需要的混合气温计量所需要的循环空气量，再乘以1.5倍。

外界热风循环能够设计为单侧热风循环，主要优点在于：节省钢材。不循环的以便能够与其他空冷器相联接，削减占地范围，方便分布。但一般是根据旁路百叶窗的流通范围在符合标准的最经济的排列进行选取。

以上几类热风再循环计划有些系统较为繁琐，包含的部件很多，某一零件失灵均会影响整个装置运转，因此对部件稳定性要求很高。

三、结束语

总之，随着国内空冷器使用范围的不断扩展，为提高空冷器于低温环境下的运行稳定性，作为制造商需要对低温环境下空冷器设计引起重视，这针对提高空冷器制造单位的市场竞争力具有十分显著的现实作用。

参考文献：

[1]成洲.大型空分装置设计缺陷及改造[J].化工管理，2018，（35）.

[2]王安寅.低温环境中空冷器设计方面的研究[J].科技创新与应用，2018，（27）.