空冷器的设备及管道布置设计

张勤铎

（洛阳隆华传热节能股份有限公司，河南洛阳 471132）

空冷器的设备及管道布置设计

张勤铎

（洛阳隆华传热节能股份有限公司，河南洛阳 471132）

介绍了化工行业中空冷器的设备及管道、构架、支架及架构等的设置，根据不同的设备选型，空冷器的设置有不同的要求，空冷器的管道也应符合设计要求，构架和管道布置也须符合受力要求。

空冷器；设备布置；构架；管道

空冷器以空气作为热交换的介质，高温介质通过散热管的翅片与对流的空气进行热交换，相对于水介质的换热器，空冷器能节省更多的冷却用水，减少工业污水的排放，降低设备投资和维护成本，特别适用于水资源匮乏的地区，其中干式空冷器占地面积较小，投资成本低，便于操作，在石油化工行业得到了广泛的应用。

空冷器的平面布置需考虑空冷器的形状和空间的限制，管道布置、空冷器布置、平台布置通常需要统一考虑[1-5]。常见的空冷器按管束布置可分为斜顶式和水平式，风机在管束下侧为鼓风式，风机在管束上侧为引风式，管程数分单管程和双管程。本文概述了空冷器设备的布置、管道布置、以及架构和支架设置等设计，以保证满足设计要求。

1 空冷器的设备布置

空冷器的入口温度十分重要，热风循环能严重影响空冷器的工作性能，因此需要尽可能远离高温设备，布置在装置最小频率风向的下风向。多台空冷器并排布置时，应不留间隙，保持同一高度，减少热风循环的影响。引风式与鼓风式的空冷器应该分开布置，如须同时布置时，须将两者的标高设计一致，将引风式空冷器布置在下风侧[5-8]。热风循环会严重影响热交换效率，受到热风循环的影响，空冷器入口温度可能会增加5℃，降低近30%的传热量。空冷器要根据布置的位置来选型，空冷器的布置需要考虑其管道布置的特殊要求。图1为不同布置方式的空冷器混合布置的示意图。

图1 不同形式的空冷器的混合布置

为了保证空冷器的换热效率，会在空冷器的上方设置不凝气体的放空口，在空冷器出口集合管上方设置放空口，不凝气管线的最高点须超过空冷器0.5m，不需要引出不凝气的空冷器可用盲板封住。

2 空冷器的管线布置

空冷器的管线布置应遵循设计规范，满足对称布置的要求，不产生液袋，保证管路的柔性，并保持一定的美观性[8-10]，空冷器的入口管道采用对称布置，总管到入口管线应逐级减小口径，分支截面应大于等于总管截面积。入口分支管应设置π形弯，减少空冷器管口受力，分流前应该设计布置一定长度的直管，以保证均匀分配流量，直管段长度应该大于管子的内径，集合管两端应采用弯头连接。空冷器的出口也应采用对称布置，可不需要逐级变径，出口管线可直接汇入集合管。图2为空冷器进口管的管线布置，实际走向可根据现场空间进行调整，空冷器入口管线尽量不布置在空冷器上方，如果须布置，必须高度高于2.2m，以便空冷器的安装与检修。

图2 空冷器进口管的管线布置

管道对空冷器的作用力应符合国家标准的要求，管道布置需要一定的柔性，管道在满足设计要求的情况下尽量最短，组件最少，降低了管道的阻力，进口集合管应靠近空冷器管口布置。空冷器的管嘴必须进行详细的应力计算，保证有足够的柔性，管嘴受力跟直管段长度有关，长度越长，管嘴受力越大。

3 空冷器的管道支架布置

空冷器入口管线支架设计采用门形框架支撑，支架一种是用空冷器上方柱子作为梁，用梁作为支撑，保证框架的稳定，另一种是不借助空冷器构架，从平台边缘另起立柱，一般为0.5m处开外，两种情况的立柱跨距相同，门形架平台均要固定在立柱的梁上面。如果空冷器入口管道较高，需要设置专门的管架支撑，空冷器出口的管道管径较小，一般设计采用悬臂梁支撑。一般干式空冷器的架构设置的高度为3 800mm，空冷器与后冷器布置在同一层平台时，应该提高空冷器的构架的高度，如果不在同一层平台，构架高度可设计为200mm，构架与空冷器通过螺栓连接。图3位空冷器架构布置图。

图3 空冷器架构布置图

4 空冷器的平台梯子设置

空冷器四周均应设计有互联互通的操作平台，通道宽度通常为1m，过道最窄处应不低于0.8m， 平台高度低于空冷器管箱0.5m以上，保证可以操作进出口的阀门，空冷器平台应设计两个梯子，斜梯角度设计为45°，如果出口管路较多应该在平台开口，并在开口边缘设计0.4m高的护栏。空气器操作平台上应设置消防蒸汽和吹扫管线，蒸汽和吹扫主管应该布置在平台外侧，距离空冷器平台不超过0.45m，消防蒸汽和吹扫管线设计采用快速接口，接口方向平行于平台栏杆方向，接头高于上栏杆顶部0.2m。

5 结语

空冷器的设备和管道布置具有一定的共性，根据空冷器的规格、管道中的介质、管道布置等不同情况，以及现场实际空间情况有不同的设计要求。空冷器及其管道的布置既要求要符合工艺要求和设计规范，又需要有一定的美观性，便于合理操作，保证安全生产。

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A r r a n g e me n t o f E q u i p me n t a n d P i p i n g f o r A i r C o o l e r

Zhang Qin-duo

Introduces the equipment and pipelines， chemical industry hollow cooler structure， support and structure setting，according to the different selection of equipment， air cooler has a different set of requirements， pipeline air cooler should comply with the design requirements， architecture and pipeline layout should also meet the requirements of stress.

air cooler； equipment layout； framework； pipeline

TQ051.5

B

1003-6490（2017）08-0120-02

2017-06-09

兰林（1985—），男，新疆乌鲁木齐人，工程师，主要从事自动化、仪表、电气和信息化方面的工作。

收稿日期：2017-06-30

作者简介： 张勤铎（1984—），男，河南孟津人，本科，主要从事机械设计及换热设备设计工作。