引风式空冷器构架设计

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浅谈空冷器的配管设计

山　东　化　工收稿日期：２０１９－０８－０８作者简介：程世权（１９８７—），江西余江人，工程师，就职于中石化宁波工程有限公司，主要从事配管工作。

浅谈空冷器的配管设计程世权（中石化宁波工程有限公司，浙江宁波　３１５１０３）摘要：本文对空冷器做了简单的介绍，论述了空冷器的布置及其管道布置的要求。

简述了空冷器在某煤气化项目中的布置，从分析流体偏流量、管道支撑、管道用材和管口受力四个方面，比较了项目中几种空冷器的管道布置方案，并在满足工艺和生产厂家要求的前提下，选择了容易实现的经济型方案，指出了空冷器的管道布置注意事项，对空冷器的管道布置具有参考和借鉴意义。

关键词：空冷器；管道；布置中图分类号：ＴＱ０５１．５文献标识码：Ａ文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１９）１９－０１５８－０２ＤｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅＰｉｐｅｌｉｎｅＬａｙｏｕｔｏｆＡｉｒＣｏｏｌｅｒＣｈｅｎｇＳｈｉｑｕａｎ（ＳＩＮＯＰＥＣＮｉｎｇｂｏＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎｉｎｇｂｏ　３１５１０３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅａｉｒｃｏｏｌｅｒｉｓｂｒｉｅｆｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｌａｙｏｕｔｏｆａｉｒｃｏｏｌｅｒａｎｄｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｐｉｐｅｌｉｎｅｌａｙｏｕｔａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｌａｙｏｕｔｏｆａｉｒｃｏｏｌｅｒｉｎａｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔｉｓｂｒｉｅｆｌｙｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｆｒｏｍｆｏｕｒａｓｐｅｃｔｓｏｆａｎａｌｙｓｉｓｏｆｆｌｕｉｄｐａｒｔｉａｌｆｌｏｗ，ｐｉｐｅｓｕｐｐｏｒｔ，ｐｉｐｅｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｐｉｐｅｏｒｉｆｉｃｅｆｏｒｃｅ，ｓｅｖｅｒａｌｐｉｐｅｌｉｎｅｌａｙｏｕｔｓｃｈｅｍｅｓｏｆａｉｒｃｏｏｌｅｒｉｎｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｏｎｔｈｅｐｒｅｍｉｓｅｏｆｍｅｅｔｉｎｇｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ，ａｎｅｃｏｎｏｍｉｃａｌｓｃｈｅｍｅｗｈｉｃｈｉｓｅａｓｙｔｏｒｅａｌｉｚｅｉｓｓｅｌｅｃｔｅｄａｎｄｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ．Ｔｈｅｍａｔｔｅｒｓｎｅｅｄｉｎｇａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｔｈｅｐｉｐｅｌｉｎｅｌａｙｏｕｔｏｆａｉｒｃｏｏｌｅｒａｒｅｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ，ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒｒｅｆｅｒｅｎｃｅｉｎｔｈｅｐｉｐｅｌｉｎｅｌａｙｏｕｔｏｆａｉｒｃｏｏｌｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｉｒｃｏｏｌｅｒ；ｐｉｐｅｌｉｎｅ；ｌａｙｏｕｔ在传统化工冷却系统中，广泛采用水作为冷却介质，随着水资源的紧张，空冷器逐渐有了广泛应用。

空气冷却器的设计

选择管排数时 ,可参考图 1 。目前 ,通用的管排数主要为 4 排、6 排 ,亦有 2 排、8 排的。
图 1 最佳管排数算图图中 : T 1 ———管内热流体入口温度 , K;
t 1 ———空气入口温度 , K; u0 ———总传热系数 (以光管外表面积为基准) ,J / (m2·s·K) 。
一般来讲 ,希望管内流体的凝固点不超过 5 ℃, 流体较干净且不易聚合。热流体的入口温度 ,一般以 120～130 ℃左右或以下为好 ,且不宜低于 60～ 80 ℃。热流体出口温度 ,对于干式空冷来讲 ,一般应使其与设计气温温差大于 20 ～ 25 ℃, 至少要大于 15 ℃,否则不一定经济。国外亦有人认为[1 ] : 一般情况下 ,热流体出口温度与周围空气温度相差 17～ 22 ℃比较经济 ,最少也要相差 11～14 ℃。
X1 与出口汽相分率
X2
的算术平均值。即 : X
=
1 2
( X1 + X2) 。
X1 =
GWV1 GWV1 + GWL1
X2 =
GWV2 GWV2 + GWL2
式中 : hL ———假定管内全部是液体时的膜传热系
数 ,由式 (6) 计算出 hi 代入。计算时 ,
G = GV1 + GL1 = GV2 + GL2 ,物性数据
算系数 ; A f ———翅片表面积 ,m2 ;
A r ———管子外表面积扣除被翅片所占面积后的剩余面积 ,m2 。
须指出 ,式中的 λ0 ,μ0 , C0 都是以平均温度选取的空气物性。
式 (2) 与式 (3) [3 ] ,误差一般在 5 %左右。
当采用光管管束时 ,可采用简化公式 (5) 进行近

空冷器的设备布置及管道布置设计

空冷器的设备布置及管道布置设计0 前言作为当下较为常见的热交换设备，空冷器是将空气作为冷介质进行换热，高温介质一般从管内流通，通过换热元器件与空气形成对流热交换，与传统水冷却相比，空冷器具有节水、环保的特点，可大幅降低工业废气废水的排放，且设备运营维护成本较低，其中干式空冷器具有占地小、投资少、操作简单的优势，是当下石化行业中应用最为广泛的空冷形式。

从空冷器平面布置、占地、空间限制等考虑，需要加强管道布置、平台布置方面的管理。

一般状况下空冷器管束分为斜顶、水平两种形式，管程包括单管程、双管程等。

本文从空冷器布置方法、管道走向等进行了分析，旨在为设计工作奠定一定的理论基础。

1 空冷设备布置分析1.1 避免热风循环空冷器是借助环境中空气进行冷却的设备，因此空气入口温度的影响极为突出，对整体换热效果具有不可低估的作用，必须加强热风循环现象的防治。

从避免外界热风、高温设备影响的角度出发，空冷器一般需要布置在全年最小频率的下风向。

对于多台空冷器进行处理中，一般是采用成组布置的方法，不可在其间留有空隙。

多组同类空冷设备如果无法进行同时布置处理中，尽量将其维持在同一海拔高度，这是避免热风循环的常规举措。

此外，需要引起重视的是引风式、鼓风式空冷设备运行机理不同，一般不建议混合布置，如果受场地要求等必须混合布置时，需要保证引风空冷设备的管束与鼓风设备的风扇维持在一个高度上。

此外，需要将引风空冷器布置在鼓风空冷器的最小频率下风向上。

1.2 空冷器布置及梯子平台布置的分析空冷器选型环节中，需考虑设备是布置在管廊之上，还是构架之上。

为了保证布置合理，水平空冷器的本体方面，需要保证其构架柱脚跨度与下部支撑吻合，这对管道走向、进出口布置、平台设计等均具有积极的影响，可提高下部支撑结构受力合理性。

此外，空冷器的布置中，需要对管道布置的特殊性进行分析，如塔顶和空冷器的管道连接中，需要考虑低布置的方法，避免“U”形结构的发生，还要缩减管道长度、拐弯等状况，同时竖向布置方面，需要加强塔顶、空冷器之间以及空冷器到冷换构架之间的优化。

天然气压缩机后空冷器的基本结构和选择

天然气压缩机后空冷器的基本结构和选择空冷器主要由以下部分组成（如图一）：1、换热管束2、空气驱动装置，如风扇或鼓风机等。

3、风扇或鼓风机等的动力装置4、空气驱动装置与换热管束之间的风道。

5、支撑结构。

6、维护管汇和风扇的走道、梯子（可选）。

7、控制排气温度的导向栅板（可选）。

8、控制温度和节省能量的可调风扇轮毂（可选）。

换热管束由换热管、支架、管汇、框架组成（如图二）。

通常采用翅片形式来扩大换热管与空气的换热面积，以补偿大气压下空气的低导热系数和风扇在合理能耗下的低转速。

翅片通常为铝制，导热性好、制造成本低，它与换热管的连接主要有三种形式（如图三）：1、挤压成型先将铝管紧密套在换热管上成为一整体，然后利用机械模具挤压外层铝套管形成翅片。

2、嵌入缠绕先在换热管外壁刻出螺旋槽纹，然后将铝片螺旋缠绕嵌入沟槽，同时挤压沟槽边缘嵌紧铝翅片根部。

3、直接缠绕将铝片直接螺旋缠绕在换热管上，并使根部平折紧贴换热管。

为了提高换热效率，有时将翅片边缘切成齿状，但它会增加空气的流动压差和动力消耗。

散热翅片的选择非常关键，它取决于成本、操作温度和大气条件。

不同的类型有不同的热传导和流动压差特征。

挤压成型翅片可以保护换热管避免大气腐蚀，在空冷器整个使用期内保持恒定的传热效率，特别适用于温度高达600 o F 的场合。

嵌入缠绕翅片也能始终保持预定的传热效率，适用于温度高于600 o F 低于750 o F的场合。

直接缠绕翅片适用于温度低于250 o F的场合，但是随时间推移翅片与换热管的连接会松弛，传热效率就难以预测，建议对直接缠绕翅片的传热效率给予折减，以弥补这种缺陷。

实践中最经济的做法是按若干标准设计来制造翅片换热管。

换热管长度一般6～60英尺，直径5/8～6英寸，最常用的是1英寸。

翅片高度5/16～1英寸，厚度0.01～0.035英寸，每英寸换热管长缠绕7～11圈，翅片扩大的面积与换热管表面积之比为7:1～25:1。

空冷器配管设计规定1

中国石化集团兰州设计院标准SLDI 333C07-2002中国石化集团兰州设计院目录1. 总则 (1)2. 空冷器的布置 (2)3. 空冷器的管道布置 (4)中国石化集团兰州设计院1. 总则1.1 本规定适用于石油化工装置内引风式空冷器（见图1.1-1，图1.1-2）和鼓风式空冷器（见图1.1-3）的管道布置。

1.2 空冷器的管道布置，除应执行本规定外，还应符合空冷器制造厂的安装技术要求。

图1.1-1 引风式空冷器管道布置图1.1-2 引风式空冷器图1.1-3 鼓风式空冷器2. 空冷器的布置2.1空冷器宜布置在装置的上风侧，见图2.1。

2.2两组空冷器应靠紧布置，不应留出间距，见图2.2。

2.3多组空冷器应靠近布置，若分开布置，间距应大于20米。

见图2.3。

图2.0.3 多组空冷器的布置2.4引风式空冷器与鼓风式空冷器布置在一起时，引风式空冷器应布置在鼓风式空冷器的常年最小频率风向的下风侧，见图2.4。

图2.4 引风式空冷器与鼓风式空冷器的相邻布置2.5同类空冷器的管束应布置在同一高度。

引风式空冷器与鼓风式空冷器布置在一起时，其管束高度不得一致，鼓风式空冷器的管束应布置得高些，见图2.5。

图2.5 引风式空冷器与鼓风式空冷器的联合布置2.6空冷器与加热炉之间的距离不应小于15米。

2.7倾斜安装的斜顶式空冷器的通风面不应对着夏季的主导风向。

2.8安装在管廊上方的空冷器，其支腿的间距应和管廊柱的间距一致。

2.9输送操作温度高于340℃的液体物料泵或输送操作温度高于物料自燃点的泵不应安装在空冷器框架下方。

2.10 输送的易燃物料泄漏时会形成蒸气团的泵不应安装在空冷器框架的下方。

2.11放热设备不宜放在空冷器框架的下方。

2.12顶部平台的设置应便于管束的检修以及百页窗角度的调节，见图1.1-3。

2.13风机、电动机检修平台可按图1.1-3的方式设置，也可用管廊顶层作为该检修平台，见图2.12。

如果按图1.1-3的方式设置检修平台时，管道应能在平台与管廊之间进、出管廊，见图1.1-1。

化工厂常见设备的布置要求

化工厂常见设备的布置要求1、塔的布置方式有哪几种？具体要求为？（1）单排布置，一般情况下较多采用单排布置，管廊的一侧有两个或两个以上的塔或立式容器时，一般中心线对齐，如二个或二个以上的塔设置联台平台时，宜中心线对齐或切线对齐；（2）多排布置，对于直径较小本体较高的塔，可以双排布置或成三角形布置，这样，可以利用平台将塔联系在一起，提高其稳定性。

但对平台生根构件应采用可以滑动的导向节点，以适应不同操作温度的热胀影响；（3）构架式布置，对直径DN≤IOOOmm的塔还可以布置在构架内或构架的一侧。

对用构架提高其稳定性和设置平台、梯子。

对于布置在构架上的分段塔，当无法使用机动吊装机具时，应在构架上设置检修吊装设施。

2、塔与其关联的设备的布置有什么要求？塔与其关联设备如进料加热器、非明火加热的重沸器、塔顶冷凝冷却器、回流罐、塔底抽出泵等，宜按工艺流程顺序靠近布置，必要时可形成一个独立的操作系统,设在一个区内，这样便于操作管理。

3、沿管廊布置的塔和立式管器与管廊的间距如何确定？（1）在塔与管廊之间布置泵时，应按泵的操作、维修和配管要求确定；（2）塔与管廊之间不布置泵时，塔外壁与管架立柱中心线之间的距离，不宜小于3m。

4、塔与塔之间或塔与其他相邻设备之间的距离如何确定？塔与塔之间或塔与其他相邻设备之间的距离，除应满足管道、平台、仪表和小型设备等布置和安装的要求外，尚应满足操作、维修通道和基础布置的需耍。

两塔之间的净距不宜小于2.5m。

5、塔和立式容器的安装高度应符合哪些要求？（1）当利用内压或流体重力将物料送往其他设备或管道时，应由其内压和被送往设备或管道的压力和高度确定；（2）当用泵抽吸时，应由泵的汽蚀余量和吸入管道的压力降确定设备的安装高度；（3）带有非明火加热重佛器的塔，其安装高度，应按工艺要求的塔和重沸器之间的相互关系和操作要求确定；（4）应满足塔底管道安装和操作所需要的最小净空，且塔的基础面高出地面不应小于20OmmC6、换热设备的布置一般要求是什么？（1）与分储塔关联的管壳式换热设备，如塔底重沸器，塔顶冷凝冷却器等。

空气冷却器基础

一、基本类型及特点
结构形式及分类
几种典型的空冷器结构特点及适用场合
结构形式
适用场合及特点
优缺点
水平式－鼓风式
适用于任何场合。管束水平放置，为防止冷凝液滞留管中，管子应倾斜3º或１％。
鼓风式风机叶轮呈水平放置，置于管束下方。进入叶片的是冷空气。
优点是结构简单，安装方便、管内热流体和管外空气分布比较均匀。
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第三章空气冷却器
一、基本类型及特点
结构形式及分类
几种典型的空冷器结构特点及适用场合
结构形式
适用场合及特点
优缺点
直立式－风机叶轮垂直放置
管束立放，风机叶轮可垂直或水平放置。多用于湿式空冷，干湿联合空冷或小型冷却装置。安置方向应与平时的风向配合。一般用于气体冷凝冷却，也适用于真空系统。进入叶片的是热空气或增湿后的热空气。
优点是结构紧凑，占地面积小。管内流体阻力较水平式小。缺点是管束中空气分布不均匀，易受外界自然风的干扰；管束不易太长，否则其刚度下降。
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第三章空气冷却器
一、基本类型及特点
结构形式及分类
几种典型的空冷器结构特点及适用场合
结构形式
适用场合及特点
优缺点
直立式－风机叶轮水平放置
管束立放，风机叶轮可垂直或水平放置。多用于湿式空冷，干湿联合空冷或小型冷却装置。安置方向应与平时的风向配合。一般用于气体冷凝冷却，也适用于真空系统。进入叶片的是热空气或增湿后的热空气。
表面蒸发空冷具有结构紧凑，效率较高的优点。当管内介质的温度很低时，由于蒸发量小也会影响表面蒸发空冷的使用效果。当管壁温度处于露点时，易产生露点腐蚀。因采用光管，流动阻力较低。

空冷器的设备布置及管道布置设计

空冷器的设备布置及管道布置设计作者：任亮来源：《中国新技术新产品》2018年第14期摘要：空冷器具有节水、环保的优势，在水资源匮乏地带广泛的应用。

为了达到良好的冷却效果，空冷设备一般采用成组的布置方法。

本文结合行业标准、实际状况等进行了空冷器布置方法的分析，并结合空冷器管系特点，针对管道布置要素等进行了分析，从防偏流出发进行探讨，旨在提高构架、管道布置的合理性。

关键词：空冷器；设备布置；管道布置；构架中图分类号：TQ051 文献标志码：A0 前言作为当下较为常见的热交换设备，空冷器是将空气作为冷介质进行换热，高温介质一般从管内流通，通过换热元器件与空气形成对流热交换，与传统水冷却相比，空冷器具有节水、环保的特点，可大幅降低工业废气废水的排放，且设备运营维护成本较低，其中干式空冷器具有占地小、投资少、操作简单的优势，是当下石化行业中应用最为广泛的空冷形式。

从空冷器平面布置、占地、空间限制等考虑，需要加强管道布置、平台布置方面的管理。

一般状况下空冷器管束分为斜顶、水平两种形式，管程包括单管程、双管程等。

本文从空冷器布置方法、管道走向等进行了分析，旨在为设计工作奠定一定的理论基础。

从避免外界热风、高温设备影响的角度出发，空冷器一般需要布置在全年最小频率的下风向。

对于多台空冷器进行处理中，一般是采用成组布置的方法，不可在其间留有空隙。

多组同类空冷设备如果无法进行同时布置处理中，尽量将其维持在同一海拔高度，这是避免热风循环的常规举措。

此外，需要将引风空冷器布置在鼓风空冷器的最小频率下风向上。

空冷器课件

空冷器课件空气冷却器空冷器简述空气冷却器是以环境空气作为冷却介质，横掠空气冷却器是以环境空气作为冷却介质横掠翅片管外，使管内高温工艺流体得到冷却或冷凝的设备，简称“空冷器”。

设备，简称空冷器。

采用空气冷却器代替水冷却期进行介质的冷凝冷却不仅可以节约用水，还可以减少水污染。

此外还具有维护费用低、运转安全可靠、使用寿命长等还具有维护费用低运转安全可靠使用寿命长等优点。

在炼油厂和石油化工厂的冷换设备中，空气冷在炼油厂和石油化工厂的冷换设备中空气冷却器成为不可或缺的一类设备。

其应用范围包含了塔顶油气冷凝到汽油、柴油冷却的各种不同工况。

在化学工业、电力、冶金等行业，空气冷却器也有在化学工业电力冶金等行业空气冷却器也有着广泛的应用。

空冷器的基本部件管束：由管箱、翅片管和框架的组合件组成。

需要冷却或冷凝的流体在管内通过，空气在管外横掠流过翅片管束，对热流体进行冷却或冷凝换热；轴流风机：一个或几个为一组的轴流风机，驱使轴流风机一个或几个为一组的轴流风机驱使空气的流动；构架：空气冷却器管束及风机的支撑部件；附件：有百叶窗、蒸汽盘管、梯子、平台等。

空气冷却器部件示意图空冷器的分类按空冷器管束布置型式分类：按空冷器管束布置型式分类?水平式空冷器斜顶式空冷器立式空冷器圆环式空冷器空冷器的分类按空冷器通风方式分类：按空冷器通风方式分类?自然通风式空冷器?鼓风式空冷器引风式空冷器空冷器的分类按空冷器冷却方式分类：按空冷器冷却方式分类?干式空冷器湿式空冷器干－湿联合空冷器?两侧喷淋联合空冷器；空冷器的分类按空冷器风量控制方式分类：按空冷器风量控制方式分类?百叶窗调节式空冷器可变角调节式空冷器电机调速式空冷器空冷器的基本类型水平式的结构型式水平引风式水平鼓风式结构特点及使用场合结构形式适用场合及特点优缺点适用于任何场合。

管束水平放置为了防止冷凝液停留在管水平鼓风式放置，为了防止冷凝液停留在管中，管子应有3°或1％的倾斜。

空冷器样本

空冷式换热器1.空冷器型号的说明为方便用户，我公司空冷器型号均参照GB/T15386-97《空冷式换热器》编制。

1.1管束1.1.1管束型号的表示方法：□□□□□□□/□□□□翅片管基管材料（见1.1.2）法兰密封面形式（见表1）管程数（用罗马数字表示）翅片管形式（见表3）翅化比（见表2）管箱型式（见表1）设计压力管束换热面积管排数管束公称直径：长×宽m管束型式（见表1）1.1.2管束型式与代号见表表1 管束型式与代号翅片管基管材料：当选用碳钢时可缺省，当选用武汉市润之达石化设备有限公司S、Cl-腐蚀稀土合金材料09Cr2AlMoRE时标注D，12Cr2AlMoV时标注R，选用其的抗H2它材料也应标注。

标注示例：a.鼓风式水平管束：长9m、宽2m；6排管；基管换热面积140m2；设计压力4Mpa；可卸盖板式管箱；双金属轧制翅片管，翅化比23.4；Ⅵ管程；接管法兰密封面凹凸面；材料09Cr2AlMoRE，管束型号为：GP9×2-6-140-4.0K1-23.4/DR-VIMFMD。

b.引风式水平管束：长9m、宽3m；6排管；基管换热面积193m2；设计压力2.5Mpa；丝堵式管箱；L型翅片管，翅化比23.4；Ⅱ管程；接管法兰密封面环连接面；材料为碳钢的管束型号为：YP9×3-6-193-2.5S-23.4/L-ⅡRJ。

表2 翅化比及迎风面积比（参照JB/T4740-1997）1.2构架1.2.1构架型号表示方法：□□□□风箱型式（见表3）风机直径×102mm/台数构架公称尺寸长×宽m（对斜顶式构架为长×宽×斜边长）开（闭）型构架型式（见表3）标注示例：a.鼓风式空冷器水平构架长9m、宽4m；风机直径3000mm，2台，方箱型风箱；闭式构架型号为：GJP9×4B-30/2F。

1.2.2型式与代号表31.3风机1.3.1风机型号表示方法：□□□□□□□电动机功率KW风机传动方式（见表4）叶片数（见表4）叶片型式（见表4）叶轮直径×102mm风量调节方式（见表4）通风方式（见表4）标注示例：a.鼓风式，停机手动调角风机；直径2400mm、B型玻璃钢叶片；叶片数4个；悬挂式电动机轴朝上V带传动、电动机功率18.5KW的风机型号：G-TF24B4-Vs18.5b.引风式，自动调角风机；直径3000mm、R型玻璃钢叶片；叶片数6个；悬挂式电动机轴朝上V带传动、电动机功率15KW的风机型号：Y-2FJ30R6-Vs151.3.2型式与代号表41.4百叶窗1.4.1百叶窗型号表示方法：□□公称尺寸，长×宽m调节方式标注示例：a.手动调节百叶窗，长9m，宽3m，其型号SC9×3b.自动调节百叶窗，长6m，宽2m，其型号ZC6×21.5喷淋装置□□喷淋装置的公称尺寸长×宽（m）喷淋装置代号标注示例：喷淋装置长9m、宽3m，其型号为P9×31.6空冷器型号的表示方法：□□□□百叶窗型式，公称尺寸/台数构架型式，公称尺寸开（闭）型式/跨数风机型式，叶轮直径×102，mm/台数管束型式，管束材质、公称尺寸/片数标注示例：鼓风式空冷器，水平式管束，材质09Cr2AlMoRE，长×宽为9m×3m，4片，停机手动调角风机，直径3600mm，4台，水平构架，长×宽为9m×6m，1跨闭式构架，1跨开式构架，手动调节百叶窗，4台，长×宽为9m×6m的空冷器型号为：GPD9×3/4-TF36/4- GJP9×6B/1GJP9×6K/1-SC9×3/42.水平式空冷器2.1水平式空冷器管束2.1.1丝堵式水平空冷器管束2.1.1.1丝堵式水平空冷器管束安装尺寸（图1）。

空气冷却器结构及原理（附图说明）

空气冷却器结构及原理（附图说明）在介绍空冷器之前，小编想先问一下大家为什么要使用空冷器呢？我们石油化工行业很多使用空冷的管道温度都超过了100℃，这么多的热量为什么白白送到空气中而不进行回收呢？小编就不卖关子啦，其实石油化工装置中大部分产品都需要冷却到50℃以下，而油品的温度在150℃以下时能量回收的成本就非常高了，为什么呢？这里面其实涉及到能量的一个参数——㶲，㶲是衡量能量品质的重要标准，油品在150℃以下时"㶲"比较低，转化为其他能量的能力也就比较差，所以一般都采用水冷或者空冷的方式将热量带走。

下面就和小编一起看看空气冷却器的结构和原理吧！空气冷却器简称空冷器，利用环境中空气作为冷却介质，横掠翅片管外，使管内高温工艺流体得到冷却或者冷凝的设备。

空冷器结构组成：主要由管束、构架、风机和百叶窗等部分构成。

图片来源于《石油炼厂设备》空冷器的结构类型按照管束布置可分为：水平式、立式斜式、斜顶式；按照通风方式可分为：鼓风式、引风式；按冷却方式可分为：干式、湿式、干湿联合；平顶式空气冷却器1. 平顶式空气冷却器特点：管束水平放置，多用于冷凝，冷却，根据送风方式的不同又分为鼓风式空冷器和引风式空冷器。

鼓风式：管束位于风机上方，风机由下向上送风；引风式：管束位于风机下方，风机由内向外排风。

该空冷器优点在于：受气候环境影响小，热空气不易回流，噪声小于3分贝，但结构复杂，检维修麻烦，功耗比普通空冷大10%。

2. 斜顶式空气冷却器斜顶式空气冷却器特点：管束45°斜置于构架顶部，多用于介质的冷凝。

其优点在于：占地面积小，管阻和膜放热系数比水平式好，但热空气易回流（鼓风式），结构复杂。

3. 湿式空气冷却器结构：管束立置，外侧喷水，引风式。

介质入口温度不宜大于80℃。

特点：增湿降温，效果显著，腐蚀管束，造价高。

4. 干湿联合式空气冷却器干湿联合式空气冷却器特点：占地面积小，运行费用低，投资较小。

空冷器的设计

第四章空冷器的设计4.1 空冷器的设计条件4.1-1 设计条件1. 空气设计温度设计气温系指设计空冷器时所采用的空气入口温度。

采用干式空冷器时，设计气温应按当地夏季平均每年不保证五天的日平均气温[1][2][3]。

采用湿式空冷器时，将干式空冷器的设计气温作为干球温度，然后按相对湿度查出湿球温度，该温度即为湿式空冷器的设计气温。

我国各主要城市的气温列于附表4－1。

从该表可见我国绝大多数地区夏季平均每年不保证五天的日平均气温低于35℃。

当接近温度大于15－20℃时，采用干式空冷器比较合理。

在干燥炎热的地区，为了降低空气入口温度可以采用湿式空冷器。

2. 介质条件（1）适宜空冷器的介质条件适于采用空冷器的介质有石油化工过程中的气体,液体，水和水蒸汽等。

3.热流的操作条件（1）流量。

根据工艺要求而定。

（2）操作压力。

根据国家标准“空冷式换热器”的规定，最高的设计压为35 Mpa，这个压力可以满足石油化行业空冷器的操作要求。

（3）入口温度热流的入口温度越高其对数平均温差越大，因而所需要的传热面积就越小，这是比较经济的。

但是，考虑能量回收的可能性，入口温度不宜高，一般控制在120～130℃以下，超过该温度的那部分热量应尽量采用换热方式回收。

在个别情况下，如回收热量有困难或经济上不合算时，可适当介质入口温度。

就空冷器本身而言，考虑到介质温度升高会导致热阻的增加，传热效率下降，绕片式翅片管的工作温度可用到165℃而锒片式翅片管可用到200℃如果热流入口温度较低（低于70~80℃），可考虑用湿式空冷器。

（4）出口温度与接近温度对于干式空冷器出口温度一般以不低于55~65℃为宜[3]，若不能满足工艺要求，可增设后湿空冷，或采用干－湿联合空冷。

接近温度系指热流出口温度与设计气温之差值。

干式空冷器的最低值应不低于15℃[3]，否则将导致空冷器的面积过大，这是不经济的。

上述的设计数据应填入表4.1-1的”空气冷却器规格表”内.表41-1 空冷器设计规格表构架数量化学清洗片距架中心距特殊接管法兰面型式印记有无百叶窗自动手动温度表振动切换开关有无压力表机械设备风机型号驱动机型式减速机型式风机台数驱动机台数减速机台数风机直径驱动机转数转/分传动比风机功率驱动机功率功率调节型式: 手调自调调频转数:转/分支架支座材料: 叶片轮毂控制发生故障时的风机角度最大最小锁住百叶窗控制发生故障时的风机速度最大最小锁住出口温度控制精度±℃空气再再循环内循环外循环蒸汽盘管有无占地面积M2 总重kg运输重kg图号4.2翅片管参数的优化翅片管是空气冷却器的传热元件，翅片管的参数对空冷器的传热效率、功率消耗和噪声等有直接的关系[4]。

空冷器构架的设计

空冷器构架的设计摘要构架是用来支撑和联系空冷器的管束、风机、百叶窗等主要部件的刚架构部件。

同时还起到导流空气的流动方向的作用，并为空冷器的操作和维修提供方便。

尽管大部分空冷器立于刚框架的顶部，但由于空冷器构架高度一般较小，载荷集中，规格和尺寸繁多，特别与风机和管束的管束的安装和配合精度要求较高，空冷器的构架都不与基础钢框架进行整体设计。

而是把空冷器总体作为独立的机电设备，立于钢框架基础平台上。

空冷器构架的国家标准原则上按照“钢结构设计规范”规定的方法进行，所以空冷器构架必须进行相应的应力分析，校核、强度、稳定性分析、校核，而且需要先进行内力分析才能进行应力核算。

构架的设计在运输条件的允许的情况下，最好各个部件都是通过制造厂商预制进行构架部件完整发货，尽可能最大程度上地减少部件的现场组装，因为现场环境因素影响很大，而且凡是需要现场组装的零件、部件都是需要采用螺栓进行固定，又或是采用螺栓的预紧定位之后进行焊接。

构架的尺寸需要与管束和风机的尺寸相匹配，相同类型、相同长度的管束才能放在设计的构架上。

构架的各个零件、部件，包含立柱、斜撑、衡量、桁架等等，它们的中心轴线才是构架的受力部位的承载线，构架的设计应当去尽量避免产生偏心载荷，而使得惯性轴与其他轴线相重合。

关键词：空冷器构架，强度，稳定性，校核。

Design Of Air Cooler FrameABSTRACTThe framework is a rigid structural part for supporting and connecting the main parts of the air cooling tube, fan, shutter and so on. At the same time, the utility model can also play the role of guiding the flow direction of the air diversion, and provides convenience for the operation and maintenance of the air cooler. Although most of the air cooler on top of rigid frame, but because of the air cooler frame height is generally small, concentrated load, specifications and dimensions, especially with the fan and the tube bundle with the installation and high precision, structure of air cooler is the overall design of steel frame and foundation. Instead, the air cooler is used as an independent electromechanical device on the steel frame platform. The air cooler structure of national standards in accordance with the principles of "Regulations" design of steel structures, so the air cooler structure must be carried out corresponding stress analysis, strength and stability check, analysis, check, and need to go through the analysis of the forces to stress calculation. The design of the frame in the transport conditions permitting, the best parts are shipped by the manufacturer of prefabricated components complete framework, the maximum extent possible to reduce the parts assembled on site, because the site environment influence, and all parts are assembled on the site to need by bolts or after the pre positioning by bolt welding. The dimensions of the frame need to be matched with the size of the tube bundle and fan, and the same type and the same length of the tube can be placed on the designed frame. The various parts of the structure, including column, diagonal, measure, truss and so on, the central axis is the line of force bearing frame parts, the design of the frame should try to avoid eccentric load, the inertia axis and the other axis coincide.Key Words: air cooler frame, strength, stability, check.目　录前　言 (1)第1章空冷器构架设计的基本要求及参数 (3)1.1设计规范 (3)1.2构架设计的基本要求 (3)1.3构架设计的基本参数 (4)1.3.1自然条件 (4)1.3.2 设备有关标准及规范 (4)第2章构架载荷的计算 (6)2.1构架的总体尺寸和总平面的布局 (6)2.2设备的质量载荷 (8)2.2.2水平风载荷 (9)2.2.3水平地震力 (12)2.2.3垂直动力载荷 (14)2.4空冷器构架主要构件的选取与结构 (14)第3章强度和稳定性校核 (23)3.1 立柱的强度和稳定性校核 (23)3.1.1 立柱 (23)第4章立柱的柱脚设计和其他部件分析 (30)4.1 立柱柱脚的设计 (30)4.2 梁的局部稳定性和风机的防振 (30)结　论 (33)谢辞 (34)参考文献 (35)前　言空冷器的出现是在20世纪30年代的国外，40年代便由于其出色的工作表现出现在大型的石化企业中，但是我国的空冷器的研究与开发工作始于1963年，从早期的时间看我国与国外先进技术的差距是30年左右，但是随着时间的发展肯定在技术上的差距是有很大的缩小的，我通过在洛阳隆化传热节能股份有限公司实习经验可知，在设备加工上使用的都是比较落后的设备，但该公司在外贸领域一直占有很大的利润比例，说明我国的空冷器的技术在国际上处于中等的发展状况。

化工厂常见设备的布置要求

但对平台生根构件应采用可以滑动的导向节点，以适应不同操作温度的热胀影响；（3）构架式布置，对直径DN≤1000mm的塔还可以布置在构架内或构架的一侧。

对用构架提高其稳定性和设置平台、梯子。

对于布置在构架上的分段塔，当无法使用机动吊装机具时，应在构架上设置检修吊装设施。

2、塔与其关联的设备的布置有什么要求？塔与其关联设备如进料加热器、非明火加热的重沸器、塔顶冷凝冷却器、回流罐、塔底抽出泵等，宜按工艺流程顺序靠近布置，必要时可形成一个独立的操作系统，设在一个区内，这样便于操作管理。

两塔之间的净距不宜小于2.5m。

一种带有导风装置的空冷塔

本实用新型公开了一种带有导风装置的空冷塔，包括塔体和安装在塔体中的填料层，所述填料层的下端还设置有导风机构，所述导风机构包括导风筒、出风盖和顶盖，所述导风筒固定安装在塔体的中部，所述出风盖密封固定在导风筒的头部，所述顶盖转动安装在出风盖的上端面，且塔体内部还固定安装有驱动顶盖转动的驱动机构，方便需要使用的时候通过在塔体的内部安装填料层，然后通过在填料层的下端安装导风机构，方便通过导风筒来进行控制风的方向，保证风从塔体入风口进入以后可以进入到导风筒的内部，然后风可以穿过风盖，最后可以通过顶盖上的弧形槽进行排放到填料层上，而由于弧形槽只能对应填料层的一部分。

1、一种带有导风装置的空冷塔，包括塔体（1）和安装在塔体（1）中的填料层（2），其特征在于：所述填料层（2）的下端还设置有导风机构（3），所述导风机构（3）包括导风筒（31）、出风盖（32）和顶盖（33），所述导风筒（31）固定安装在塔体（1）的中部，所述出风盖（32）密封固定在导风筒（31）的头部，所述顶盖（33）转动安装在出风盖（32）的上端面，且塔体（1）内部还固定安装有驱动顶盖（33）转动的驱动机构（4）。

2、根据权利要求1所述的一种带有导风装置的空冷塔，其特征在于，所述导风筒（31）包括锥形底筒（311）和阶梯壳（312），所述阶梯壳（312）设置在锥形底筒（311）的上端，且阶梯壳（312）与锥形底筒（311）一体成形。

3、根据权利要求2所述的一种带有导风装置的空冷塔，其特征在于，所述出风盖（32）上设置有若干排风槽（321），所述排风槽（321）沿出风盖（32）圆周方向均匀设置。

4、根据权利要求3所述的一种带有导风装置的空冷塔，其特征在于，所述顶盖（33）上开设有与排风槽（321）相配合的弧形槽（331），且顶盖（33）的中心处设置有套管（332），所述套管（332）与顶盖（33）垂直固定。

5、根据权利要求4所述的一种带有导风装置的空冷塔，其特征在于，所述驱动机构（4）包括电机（41）和顶架（42），所述电机（41）安装在顶架（42）的下端面，且电机（41）与顶架（42）固定连接。

空冷技术知识模板

一. 结构原理1. 什么是空冷器? 答:空气冷却器是以环境空气作为冷却介质,横掠翅片管外,使管内高温工艺流体得到冷却或冷凝的设备,简称"空冷器" ,也称"空气冷却式换热器" .空冷器也叫做翅片风机,常见它代替水冷式壳-管式换热器冷却介质,水资源短缺地区尤为突出. 2. 空冷器主要由哪几部分设备或部件构成? 答: 空冷器主要由管束,风机,构架及百叶窗所组成.其外形如图4.1. 进出口管束管箱平台构架梯子风机图4.1 空冷器外形3. 空冷器与传统水冷器相比有何优点? 答:空气冷却器与水冷器相比有如下优点表4.1 空冷的优点空气冷却器与水冷器相比的优点水冷的缺点a) 对环境没有热污染和化学污染; b) 空气可随意取得, 不需任何辅助设备和费用; c) 选厂址不受限制; d) 空气腐蚀性小,使用寿命长;e) 空气的压降仅有10～20 毫米,故空气的操作费用低; f) 空冷系统的维护费用, 一般情况下仅为水冷系统的20～30%; a) 对环境污染严重; b) 冷却水往往受水源限制,要设置管线和泵站等设施; c) 选厂址时必须考虑有充分的水源; d) 水腐蚀性强,需要进行处理, 以防结垢和脏物的淤积; e) 循环水压头高(取决于冷却器和冷水塔的相对位置) 故水冷, 能耗高; f) 由于水冷设备多,易于结垢, 在温暖气候条件下还易生长微生物,附于冷却器表面,常常需要停工清洗; g) 电源一断,即要全部停产g) 一旦风机电源被切断,仍有30～40%的自然冷却能力. 4. 空冷器有那些基本类型? 答:空冷器的基本类型有水平式,直立式和斜置式这几种结构型式水平式的结构型式水平引风式图4.2 水平式的结构型式水平鼓风式直立式结构型式直立A 型图4.3 直立式结构型式斜置式的结构型式直立B 型斜置A 型图4.4 斜置式的结构型式5. 水平式的空冷器有什么特点? 答: 斜置B 型水平式的结构型式空冷器适用场合,特点及缺点适用场合及特点a.管束及风机叶轮呈水平状放置. b.结构简单,安装方便. c.管排常有一坡度(0.5%—1%) 缺点a.占地面积较大. b.管内阻力比其它型式为大. 6. 直立式的空冷器有什么特点? 答: 直立式结构型式空冷器适用场合,特点及缺点适用场合及特点缺点a. .管束垂直于地面, 风机叶轮可垂直或水平放a. A 型结构略复杂. 置. b. 占地面积比水平式小. b. 安置方向应与常时风向配合. c. 管内阻力比水平式小7. 斜置式的空冷器有什么特点? 答: 斜置式空冷器适用场合,特点及缺点适用场合及特点缺点a. 管束与地面有一夹角. 构造略复杂. b. 占地面积比水平式小. c. 管内阻力比水平式小d. (B 型)一般用于气相冷凝冷却,传热系数比水平式高,也适用于负压真空系统.管束斜置,空气侧阻力小,分配均匀.8. 空冷器如何分类? 答:以空冷器冷却方式分类,可分为:干式空冷器,湿式空冷器,干-湿联合空冷器,两侧喷淋联合空冷器;以空冷器管束布置型式分类,可分为:水平式空冷器, 斜顶式空冷器, 立式空冷器, 圆环式空冷器; 以空冷器通风方式分类, 可分为:自然通风式空冷器,鼓风式空冷器,引风式空冷器. 9. 空冷器翅片管有那些型式? 答:空冷器翅片管有L 型翅片管,LL 型翅片管,G 型(镶嵌式)翅片管,KL 滚花型翅片管,DR 型双金属轧制翅片管,TC 型椭圆管套矩形片翅片管,T60 型板翅片翅片管等结构形式. 10. 空冷器管箱有哪些型式? 答: 空冷器管箱有丝堵型管箱, 可卸盖板管箱, 集合管式管箱, 可卸帽盖板管箱, 全焊接圆帽管箱,整体锻造管箱等结构形式.11. 空冷器的风机有哪些基本型式? 答:风机型式有项目类别说空气先经过风机再至管束. 空气先经过管束再至风机. 停机手调. 运转中手调, 运转中以压缩空气遥控或以仪表自控. 运转中遥控,或以仪表自控. 效率最高,适用于调速控制风机. 运行可靠,效率较高,构造较复杂,噪声较大. 结构较简单,效率略低,噪声忽略不计,但皮带需要更换. 明(1)运行方式(2)调节方式(3)联接方式①鼓风式②引风式①调角方式②调速方式①直接传动②齿轮传动③皮带轮传动12. 空冷器与传统水冷器相比有何缺点? 答: 空冷器与传统水冷器相比有如下缺点表4.2 空冷的缺点a) 由于空气比热小,且冷却效果取决于干球温度,一般不能把工艺流体冷却到环境温度; b) 大气温度波动大,风,雨,阳光,以及季节变化,均会影响空冷器的性能,在冬季还可能引起管内介质冻结; c) 由于空气侧膜传系数低,故空冷器的冷却面积要大得多; d) 空冷器不能紧靠大的障碍物, 如建筑物,大树,否则会引起热风循环; e) 要求用特殊工艺制造的翅片管和风机; f) 有一定的噪声空冷与水冷却相比的缺点水冷的优点a) 水冷一般能使工艺流体冷却到低于空气温度2～3℃,且循环水在水塔中可被冷却到接近环境湿球温度; b) 水冷对环境温度变化不敏感; c) 水冷器结构紧凑,其冷却面积比空冷器要小得多; d) 水冷器能够设置在其它设备之间, 如管线下面; e) 用一般列管式换热器即可满足要求; f) 无噪声13. 引风式风机有哪些优缺点? 答: 引风式风机的优点有:1.气流分布均匀,2.噪音较小,3.管束下部空间能够利用, 缺点有: 1.风机安装在管束的上部, 受管束高温的影响, 不利于维护风机. 2.经管束后进入风机的空气温度较高,故引风式比鼓风式消耗功率约大10%.3. 管束需从下部检修,操作不方便. 14. 鼓风式风机有哪些优缺点? 答: 鼓风式风机的优点有:1.易于产生湍流,对传热有利.2.操作费用较低.3. 能够从上部检修管束,操作方便.缺点有:1.气流分布不均匀.2.管束上部敞开容易受日光和雨水的影响. 二. 设计制造15. 空冷器风机的叶片制造材料有哪些?有何特点? 答:1.铸铝叶片强度及耐温性均好,但总量因素使其只能用于薄翼型叶片,空气效率较低. 2.玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)叶片强度好, 耐温性差, 一般为空腔薄壁结构或泡沫塑料填充, 适用于各种叶型截面, 制造精度高,空气效率亦高. 16. 空冷器风机的叶片型式种类有哪些?有何特点? 答:当前国内空冷中采用较广的叶片型式共有三种系列: a,B 型叶片系列. b,W 叶型系列. c,HK 哈空调叶型系列. B,R 型叶片系列. E,铸铝叶片F,HARTZELL 公司(英)叶型系列. G,HUDSON 公司(美)叶型系列. 17. 什么是空冷器的喷淋系统? 答: 喷淋系统是湿式空冷器的特有系统, 其性能好坏直接影响着湿空冷器的效果. 当前用的喷淋方法有两种. 一种为小型电机带动的回转式喷淋; 一种为固定喷淋, 为中国当前所常见.18. 喷淋系统的喷嘴有哪几种型式? 答: 有如下几种型式:1 漩流型喷嘴, 2 集合型喷嘴, 3 螺旋型喷嘴19. 什么是漩流型喷嘴?性能如何? 答: 漩流喷嘴结构由分流片(与喷嘴座加工为一体) ,雾化片和外壳组成. 具有一定压力和初速的水,经分流片小孔进入雾化片的环形槽,再经由切向槽进入旋流室作旋转运动, 根据自由旋转动量守恒, 旋转速度与旋转半径成反比. 因此,当水从旋转室边缘流向中心时,在喷口处达到最大值.但由于在旋流室内各点的总能量不变(能量守恒) ,因此在喷口处的静压最小,在其中心处水的压力将低于外界的气体压力,成负压状态成一个气体旋涡.水就从气体旋涡边缘以旋转状态的环形薄膜从喷口喷出. 这个中空的圆锥形水膜将随着距离的加长变薄成丝,最后断裂成小水滴,形成空心锥形水雾. 20. 什么是集合型喷嘴?性能如何? 答: 集合型喷嘴是将数个喷头集合在一个喷嘴座上,把纯旋流型改为非纯旋流型,使旋流室内的流体不完全作切向(环向)运动,而使流体在旋流时再增加一轴向推力,即在旋流片中心增加一束轴向射流,以补充空心圆锥体的不足.该轴向射流在受周围旋流作用后即扩散成雾滴.这样就填补了中心空隙,构成了实心锥形水雾.集合型喷嘴与旋流型喷嘴相比具有喷雾面积大,射程远,穿透力强, 喷淋系统简单以及操作方便等优点.在无风情况下射程可达1～1.5m;喷头与管束表面距离为0.6m 时,一个喷嘴喷洒面积可达2×2m. 21. 什么是螺旋型喷嘴?性能如何? 答: 螺旋型喷嘴克服了漩流型,集合型喷嘴易堵塞喷洒不均匀的弱点,同时增加了喷嘴内流道截面和喷孔直径. 集合型与旋流型喷嘴都有致命弱点, 即容易堵塞, 使喷出的水不均匀或喷孔完全堵死,这就严重的影响湿空冷器的操作.堵塞的原因除了喷嘴内流道截面过小及喷孔直径过小(只有1～2mm)外,还与水质经循环后太脏, 水管生锈有关. 而螺旋型喷嘴的流道截面和喷孔直径有所增加并改进, 使得喷洒均匀且不易堵塞,当前已用到湿空冷器上,其喷射压力高,喷射角为90℃左右,但其耗水量较大. 22. 喷淋系统的喷嘴有何要求? 答:对喷嘴的一般要求a.不易堵塞,维护方便; b.雾化效果好,喷雾均匀; c.喷射角大,喷射压力高且耗水量较低; d.喷水能量随压力改变,以适应各种管排的喷雾要求. 23. 喷嘴的布置有何原则? 答:喷嘴布置的原则a. 上密下疏.由于水滴的重力作用,喷出的水滴必然呈抛物线下落,为使在管束上喷雾均匀,喷嘴自上而下应由密渐疏;b.交叉排列;c. 避免死角. 喷嘴排列一般为三角形,但也可排成正方形.正三角形排列合理,但排列时应保证喷嘴有较大的喷洒面积.从理论上讲,喷到翅片管束上的圆面积应稍有重叠或相切,才能保证漏喷面积达到最小.但也应尽量避免过多重叠,否则雾滴会重叠聚集形成大水滴沿翅片管自由下落,既不能喷透,又造成水的浪费.立式管束喷射距离以450mm 为宜,对平放湿式空冷器应采用正三角形切线均匀布置. 喷射距离500～550mm 之间为宜,从而保证有较大的喷射角和雾滴的均匀. 24. 喷淋水的压力和温度有何要求? 答: 喷水压力应符合设计要求,水压应稳定.喷水温度要求适当,既不能引起管束的腐蚀和结垢,又有利于翅片管的散热. 25. 喷淋水质有何要求? 答:由于喷淋水的硬度,酸碱性,温度的不同会引起翅片表面上的结垢.因此, 除限制管内流体温度外,还要对喷淋水质提出要求.a. 硬度水的硬度在50ppm 以下,不致于在翅片管表面形成硬垢,即使有盐分沉淀也是软垢,可用水冲掉.b. 酸碱度水的酸碱度过大或过小,均可使管束腐蚀,即使是中性冷水(pH=6～8) ,由于水中溶解有氧对设备仍有腐蚀作用.因此,要经常检查水的酸碱度. c. 温度翅片管的散热. 26. 喷淋水循环系统的设计原则? 答:喷淋水循环系统的设计原则如下: a.为防止喷嘴堵塞,回水进回水罐前必须过滤,应装设过滤器.在喷水管线前的主干线上也可装过滤器. b.在泵出口管线上要装设水流量计. c.回水罐应装设液位指示及控制器. d.在喷水干线上,应与压缩空气管连接,以便随时清扫喷嘴及管线. e.不要在泵入口管线上装设过滤器. 喷水温度要求适当,既不能引起管束的腐蚀和结垢,又有利于27. 空冷器翅片管的管子材料如何选用? 答:一般来说,翅片管的基管和翅片可采用各种金属材料进行组合,但在具体选用时既要考虑被冷介质的性质,操作条件,也要考虑材料本身的工艺性能, 价格等因素.管子的材料一般用碳钢,不锈钢,铜,铝,钛,镍,铜合金,蒙乃尔合金以及碳钢-不锈钢双金属管,也有在碳钢管内衬一层搪瓷.下表出示了几种常见材料和使用条件表4.34 翅片管基管的常见材料及其应用条件管子材料适用管内介质一般油品(汽油,煤油,柴油……)和溶碳钢10 剂含H2S,H2 的介质酸性腐蚀介质碳酸介质(含CO,CO2 的水溶液等) 应用最多的是无缝钢管. 在工作压力和温度较低而对防腐要求又不高的空冷器中,可采用高频焊接的有缝碳钢管,以降低造价.铝和铝合金管子只在低于0.2 MPa 和150℃条件下使用. 28. 空冷器管箱的材料如何选用? 答: 管箱的材料钢材碳素钢奥氏体钢进出口温差〉110℃〉80℃铬钼钢Cr5Mo,15CrMo,15CrMo 不锈钢1Cr18Ni19Ti铝L4 管箱元件采用碳素钢和低合金钢锻件时,一般按JB4726 规定的Ⅱ级选用, 采用不锈钢锻件时,一般按JB4728 规定的Ⅱ级选用,并在图样中注明. 管箱隔板或加强板,一般与管箱材料相同;不允许使用铸件做丝堵29. 空冷器风机叶片的材料如何选用? 答:a.铸造铝叶片材料应符合YB143 的规定. b.玻璃纤维增强复合材料(即玻璃钢)叶片的性能应符合下表的规定图4.36 玻璃纤维增强复合材料叶片的性能允许使用温度范弯曲强度≥180 层间剪切强度≥20 弹性模量≥1500 围-40～90℃30. 空冷器百叶窗的材料如何选用? 答:窗叶应采用镀锌钢板或铝板;销轴应采用不锈钢或铝合金;销轴轴套应采用氟塑料或尼龙. 31. 空冷器钢结构的材料如何选用? 答:钢结构构件用材按GBJ17 的规定.请将规定的内容用通俗语言直接写在技术问答中. 32. 空冷器管束的翅片制造工艺有哪些? 答:翅片管的制造主要是翅片的成型和翅片与管子的连接.根据成型可分为:串片,烧片,冷轧片和压铸片四种类型.根据翅片与管子的连接方式,可分为:张力连接,机械连接和金属连接.在串片和绕片工艺中还有焊接,镶嵌热绕以及胀接等方法. 33. 什么是翅片管的串片工艺答:串片工艺是把金属薄板裁切或冲剪成单孔或多孔的矩形,圆形或多角形的翅片,再逐片串在一根或多根管子上,经浸镀锌或锡,胀接或焊接等方法,将翅片紧固,密合在管子上. 34. 翅片管的串片工艺有哪几种密接方法? 答:因为串片管是将翅片逐片串到管子上的,由于管子往往不圆(特别是焊接钢管) ,因此翅片与管壁之间难免有间隙.有间隙,就有间隙热阻,为此常采用以下几种密接措施. (1)浸镀法镀层金属主要是锌和锡,其次是镉.浸镀前管子和翅片都必须经过化学处理,以清除其表面上的氧化物和油垢.铬镍钼合金钢用盐酸,硫酸加氧化剂(如硝酸)进行清洗;碳钢用冷盐酸和热稀硫酸溶液进行清洗;铜翅片只用稀硫酸清洗.翅片管经过必要的清洗去油垢后,再用含有氯化亚锡成分的氯化铵溶液进行处理一次(铜翅片除外) .才可置入熔融的锌(或锡)槽中(锌的熔点为400℃,锡的为230℃) .由于毛细作用,锌(或锡)能均匀地充满翅片和管子之间的所有间隙.凝固后二者即可构成牢固的连接,并在翅片和管子表面构成一层20～50 微米厚的保护膜.但这种方法耗费金属较高,成本较高,每平方米换热面积约耗锌1.25～1.30kg. (2)胀管法将串好的翅片管接到专用的加压设备上,用液压法(一般加压到30 MPa 以上)胀大管子通道,使翅片管紧箍在管子上.胀管法比较简单, 一般只能用于延展性能良好的铜,铝等有色金属翅片管.很少用于钢管. (3)接触焊采用专用的电焊机和缝焊机一边串片(或绕片)一边将翅片焊到管子上. 为避免焊的过程中管子变形, 一般要插入芯轴. 在采用此种工艺时, 翅片的穿孔处一般要有折边, 以便焊接. 这种方法被公认是一种比较理想的方法, 但其缺点是要求有较复杂的专用设备. (4)电阻焊接法在经清洗磨光的管壁上先涂敷一层焊剂,再把翅片串(或绕)到管子上,然后在翅片管两端接通电源,以较大的电流使焊剂中的金属融化, 将管子与翅片焊在一起. 35. 什么是翅片管的绕片工艺? 答:绕片工艺是将条形的金属薄片(金属薄带,螺旋弹簧形金属丝,金属条等) 经过绕片机沿管子横向螺旋形地缠绕到管子上.然后根据需要再进行浸镀或胀, 焊等工艺.使翅和管子进一步密合. 这种工艺工序少,生产效率高,节约材料,产品质量稳定,长期以来一直是各国制造翅片管的主要工艺.经过几十年来的不断发展,出现了多种型式的绕片工艺和专用设备,可生产出Ⅰ型,L 型,LL 型,G 型,DR 型,KL 型,TC 型, 锯齿型,轮辐型以及镶嵌型等各种型式的翅片管. 36. 绕片工艺有哪几种? 答:主要有以下几种: (1)绕L 型光滑翅片在绕片机上将金属薄带压成L 形状(短边长度等于翅片间距,长边等于翅片高度) ,再经过辊轮机构将短边紧紧地缠压在管子表面上.此工艺在国内外都被广泛应用.管子材质不受限制,碳钢管,不锈钢管,铜管铝管均可,但翅片只能用铜,铝等延展性能好,抗拉强度较高的金属. (2)镶嵌光滑翅片金属基管被清理之后,在镶片机床前部将外表面挤出螺旋槽,槽深0.1~0.5mm.按槽深,浅分别称为"重镶""轻镶" , .槽的螺距即为翅片的螺距, 槽较翅片根部约宽0.1mm. 在镶片机中间的成型部分与上述绕片工艺相似,金属薄带被螺旋地绕到管子上形成翅片.其区别就在于,翅片的根部被嵌入管子表面上的螺旋槽内,再在机床尾部经辊模挤压,使翅片被牢牢地镶在管壁内. 它能制造出翅片高, 间距小, 翅化系数大的翅片管. 但设备工艺较复杂. 另外,在法国还有一种绕片工艺,基本上也属镶片工艺.其特点是,螺旋槽不是在管壁上挤压出来的,而是在管外螺旋地缠绕一层平钢带,钢带宽面紧贴管壁,其螺距比钢带的宽度稍宽一些,所形成间隙稍大于翅片的厚度,钢带绕完后与管子焊在一起,这样在管子表面上就形成螺旋槽,钢带的厚度却等于槽深.然后再将翅片带材沿着已形成的螺旋槽镶嵌进去.这种工艺似乎麻烦些,生产效率低,因此用的不多. (3)绕皱折翅片在上述两种工艺中,由于翅片带材在沿管子横向缠绕时, 内缘(翅片根部)受压紧缩,外缘(翅片端部)受拉延伸,故必须用延性,抗拉强度均要较好的材料.为了扩大翅片材料,如钢带,便出现了皱折绕片工艺.它是在绕片之前先将金属带靠内缘一侧挤压成波纹皱折, 使内缘缩短, 再进行缠绕. 绕成后翅片根部呈现波纹皱折.端部切线方向稍有拉伸变薄,这种工艺生产出的翅片管,翅片与管子的接触面积稍有增加,同时也增加了气流的扰动,有利于传热.可是,也正由于这种皱折,增加了空气阻力.另外,翅片间距较大,翅化系数不易提高等,因此这种工艺经济性较差. (4)其它绕片工艺法也在不断改进. 37. 什么是翅片管的轧片工艺? 答: 轧片工艺是利用厚壁金属管在专用轧片机床上直接从管壁上挤压出光滑的螺旋翅片,也是制造炼油和石油化学工业有空冷器翅片管的主要工艺之一.这种工艺国外在四十所代就已广泛应用.初期主要有铜,铝等延展性较好的单层有色金属管轧制, 以后为了适应高温, 高压和耐腐蚀等介质的要求, 多用双金属管轧制. 例如为了抗腐蚀耐高压,在铝管内套上不锈钢管或黄铜管,然后放到轧机上将外管管壁金属轧出翅片. 因为缠绕翅片形式仍在不断发展,因此其制造设备方38. 什么是翅片管的开槽工艺? 答:在翅片管的翅片上开径向槽,看起来似乎很简单,但作起来并不容易.国内失败的主要原因是: 外很多人的努力和试验也不成功. 美国3355788 号专利认为, Ⅰ,翅片太柔软,锯齿稍微一碰就会沿着管子中心线方向倒下去;Ⅱ,锯齿不能准确地切入翅片,往往是摩擦而不是清晰地切削,因此在槽口上总是粘着许多金属须.用这样的管子显然会增加压降.为此,有些人认为,必须用蜡模或同类物对翅片进行支持,但实践证实,都不理想.该专利提出的开槽设备和方法如下图所示.据称,不论用什么工艺成型的螺旋翅片管或套片管均可用本专利的方法切出很规正的径向槽."图4.38(a)设备正视图"为锯组件和管子给进,送出的机构的正面图,"图4.38(b)锯组件"为锯组件的布置详图.图中1 为转动轴,2 为圆盘锯片.3 为锯齿.每个锯组件有4 个锯片,相对180°成对安装,两对互为90°,工作时交替切削.锯组件安装在筒形壳体4 的厚壁5 上.因壳体又固定在轴套6 上,因此,能够把锯片的圆弧转到需求的任何位置上.锯组件的单元数目不受限制,但本专利认为,6 件(每件4 个锯片)开24 条槽,弧间距15°为最好, 因为翅片上开槽过多管束在安装,运输过程中翅片很容易被碰弯,倒伏.为了提高翅片的传热效率,开槽后的翅片应向翅片管前,后两端交替成八字形收敛,八字形收敛是经过圆环7,拔钉实现的,每隔一个切槽对一个拔钉,拔钉的直径稍大于切槽的宽度,当开好槽的翅片在圆环7 中经过时,切槽两边的翅片就被拔钉扭成八字形.39. 为什么管箱要作焊后热处理? 答:管箱作焊后热处理是为了消除或者降低焊接部位的残余焊接应力,避免产生应力腐蚀开裂.其中要求: 1).碳素钢和低合金钢管箱均应作焊后热处理. 2).焊接的铁素体金属垫片须在焊后作退火热处理. 40. 翅片管制造前基管外表面为什么要除锈?除锈后外径有何要求? 答:除锈是为了尽量消除翅片和管子表面结合不良的问题,减少翅片与管壁之间的间隙,减少间隙热阻.基管外表面须除锈至露出光泽,不得有锈痕.除锈后的管端圆度为0.1 mm.管端外径最小尺寸见下表. 表4.37 基管公称直径最小管端外径25 24.75 管端外径最小尺寸32 31.65 单位: mm 38 37.65 41. 空冷器翅片管的翅片材料如何选用? 答: 一般来说,翅片管的基管和翅片可采用各种金属材料进行组合,但在具体选用时既要考虑被冷介质的性质,操作条件,也要考虑材料本身的工艺性能,价格等因素.在炼油和石油化学工业中翅片材料多为铝.双金属的外管一般用含硅锰的铝合金管,既利于提高轧出翅片的硬度.在电力等工业中用的套片,焊接片或皱折型绕片多用碳钢带料,若在这些翅片表面简单地镀以锌,锡或铝即可大大延长使用寿命.只有当防腐蚀要求很高或有特殊的工艺制造条件下,才采用不锈钢带作翅片材料. 按照管内外流体的性质,管子与翅片的材料可任意组合,例如英国SPIR-GILLS 公司生产的SG-K 型翅片管就不下数十种组合型式.在国内不同材料组合的翅片管,绝大部分是碳钢管-铝翅片,少量的铜-铜,铜-铝,铝-铝,不锈钢-铝和钢-钢等. 翅片管端防止翅片松动所用的固定件应采用不锈钢或镀锌处理的碳素钢. 42. 什么是浸镀法? 答: 浸镀法是串片工艺的一种密接方法,镀层金属主要是锌和锡,其次是镉.浸镀前管子和翅片都必须经过化学处理,以清除其表面上的氧化物和油垢.铬镍钼合金钢用盐酸,硫酸加氧化剂(如硝酸)进行清洗;碳钢用冷盐酸和热稀硫酸溶液进行清洗;铜翅片只用稀硫酸清洗.翅片管经过必要的清洗去油垢后,再用含有氯。

空冷器基本知识

空冷器基本知识在石油化工生产中，工艺介质的冷却通常用水冷器，用得最多的冷却器是空冷器。

现将空冷器的基本知识简介如下：一、空冷器型号的意义1.管束型号的解释管程数及法兰密封面型式：S光洁面；b凹凸面；c榫槽面；d梯形槽翅化比/翅片管型式设计压力(MPa)及管箱型式S丝堵型；L法兰型；Q全焊型；J集合管型光管换热面积(㎡)翅片管排数管束公称尺寸：长×宽（m）管束放置方式：P水平式；X斜式；SL湿立失；SLX湿立斜式；XT斜顶式例：P9＊3－4－13－1.575－23。

4/GJ－Ⅱa表示：水平式管束长9m，宽3m，4排翅片管，光管面积为130m2，设计压力为1.57 Mpa,丝堵型管箱，翅化比23.4GJ型翅片管，二管程，光滑面密封。

2.构架型号的解释风机直径×102mm/数量A ：构架开式；B：闭式构架公称尺寸：长×宽（m）构架型式：JP水平式；JXT斜顶式；JS湿立式；JSL干、湿联合式；JSLX湿立斜失例：JP9＊6B－36/2表示：水平式构架，公称尺寸为9m,宽6m,闭式，风机直径3600mm，风机2台。

3.风机型号的解释电机功率（kw）风机转动方式：ａ～k风机叶片数叶片型式：B标准型；C加宽型；W宽型叶片直径：×102mm风量调节方式：SF停机手调式；BF半自调式；ZF自动调节式通风方式G鼓风式；Y引风式例：G－SF36B4－K22鼓风式，停机手调式风机，叶轮直径3600mm，B型时片，4叶，K式行动，电机功率22KW。

4.百叶窗型号的解释公称尺寸（长×宽）（m）百叶窗C调节型式：S手调；Z自调例：SC6＊3手动调节百叶窗，公称尺寸长6m,宽3m。

5.喷水装置型号的解释喷水装置代号及公称尺寸（m ）例：PS6＊3表示：喷水装置公称尺寸：长6m,宽3m. 6. 全套“空气冷却器”型号喷水装置型号/台数（干空冷无此单元）百叶窗型号/台数构架型号/台数风机型号/台数管束型号/台数通风方式：引风Y ；鼓风G例：2939592/4362939⨯⨯-⨯--⨯⨯-SC SC JP B SF P P G表示：a . 鼓风式。