试析板式空冷器及其在石化工业中的应用与改进

姜悦

摘 要：板式空冷器是冷凝装置的重要组成部分，由有机融合板式设备以及空冷式设备组成的冷凝装置，与传统空冷器相比，板式空冷器突破了原有的技术约束，同样对冷凝装置构造予以有效地改进。所以，全新板式空冷器与多种类型设备有效结合，对板式元件热量传导的方式进行了灵活地运用。现阶段，板式空冷器被当作冷凝装置被广泛应用在石化工业领域，使得工业实效不断突显出来。所以，石化工业应对板式空冷器特征与构造予以深入地了解与认知，并采取合理的措施进行改进，进一步促进板式空冷器的推广应用。

关键词：板式空冷器；石化工业；应用；改进

中图分类号：TE96 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）24-0142-02

板式空冷器在石化工业中的应用获取了理想的经济效益，而主要的原因就是板式空冷器的流通区域相对宽阔，而且管线的结构也相对紧凑，压力不大。与此同时，板式空冷器所需空间与区域较小，所以，在石化工业中较为适用。现阶段，在技术改造的作用下，板式空冷器的适用范围不断扩大，在不同类型石化工业流程中都十分适用。将板式空冷器应用在石化工业当中，可以全面提升工业实效，使得板式空冷器自身的技术价值充分发挥出来。

1 板式空冷器装置特征研究

对石化工业的发展现状进行研究可以发现，板式空冷器的重要性逐渐突显出来且备受企业关注与认可。从本质上来讲，板式空冷器是冷凝装置中的一种，涵盖了空冷设备以及板式设备，所以在结构方面的优势较为明显[1]。当前，板式空冷器内部的LBK空冷器代表性较强，而该类型空冷器组成部分主要有板束、喷淋装置、架水箱以及风机。其中，轴流风机的结构是垂直性的，其内部传热单元采用的是全焊接板束单元进行设計。在空冷器的内部，板管的作用就是保证热介质流动的顺利性，而喷淋装置能够保证空气始终保持湿润。受引风机的带动作用，热介质可以在板管通道的作用下达到换热的目标，更好地发挥其冷却的功能。而在板式空冷器构造方面，将波纹板片传热元件设置其中，为两侧压浆功能的发挥奠定了坚实的基础。

一般情况下，板片结构波纹触点的位置经常形成复杂性的网状流体，而且板间流道同样存在三维流体结构。由于水力直径相对较小，所以流体的扰动性特征明显。这样一来，一旦流体流动速度较高亦或是传热对流系数设计较大，则会引发水流湍急的情况[2][3]。另外，板式空冷器本身的污垢系数不大，如果雷诺系数不高，同样容易发生湍流的问题。

2 板式空冷器应用优势解构

通常，板式空冷器的流体会沿传热板片方向发生变化，而且变化持续。在这种情况下，处于流动状态的流体必须要有传热元件当作支撑。如果雷诺系数不高，板式空冷器的内部同样容易出现湍急水流，这样一来，可以使传热的功效不断提升，同时还能够实现传热系数增加的目标。若设计工作人员设置叠加板片，还能够对设备干扰予以有效地防控。若对LT型板进行设置，则能够使换热的速度加快而压降则会降低。因此，板式空冷器在流通区域的应用优势明显。

通过以上探讨还可以了解到，板式空冷器换热空间较宽，且传热的效率理想。如果换热的条件相同，那么对板式空冷器的运用能够有效地节省安装费用，技术优势明显[4]。特别是在化工领域中，可以在高耗能电力领域与炼油领域中有效地运用，而在实践过程中，板式空冷器仍需不断改进与完善。

3 现阶段板式空冷器在石化工业中应用的问题

3.1 冷凝方面的问题

与传统的装置进行比较，将板式空冷器应用在石化工业当中，节能与节水的效果十分明显。然而，现阶段板式空冷器中的相关技术并不成熟。具体表现在冬季期间，板式空冷器的应用会受到温差的影响。通常来讲，冬季昼夜温差相对较大，所以在板式空冷器工业适用范围扩大方面并不理想。与此同时，受冬季温度低的影响，空冷器的内部流道也很容易出现冷凝的问题，致使原本直径较小的空冷器通道被堵塞。如果情况较为严重，流道的阻塞还会对空冷器的正常运行产生干扰。

3.2 结垢方面的问题

针对空冷器的内部区域，堵塞与结垢的问题经常发生[5]。究其原因，空冷器的内部沟槽深度较深，且表面沟槽面积也较大。以介质流动作为切入点进行思考，空冷器的表层很容易存在杂质，在流体带动之下，会逐渐沉积。长此以往，流道的堵塞几率会增加，进而对空冷器的换热效果产生了负面影响。

3.3 成本方面的问题

目前阶段，绝大部分空冷器的结构选择使用的都是全焊接，而在这种结构当中，一旦空冷器局部被损坏亦或是管路出现堵塞，则在维修的过程中必须将空冷器装置整体替换。对空冷器进行实际检修的过程中，相关操作人员虽然也尝试对局部部件替换，但是实际效果并不理想[6]。从本质上来看，将空冷器整体替换对成本节省十分不利，甚至还会出现程度严重的成本浪费问题。在结构限制之下，检修工作人员就必须要投入更多维修成本。

4 改进板式空冷器在石化工业中应用问题的措施

总体来讲，板式空冷器已经对设备的局限予以有效突破并进行了一定的创新，而且新型的空冷器将板式零件和其他的换热部件有机结合，形成全新冷凝装置。这与传统的技术相比，板片叠加这一技术的运用对其他的干扰予以有效地排除，同样也规避了设备的干扰。另外，将板式空冷器应用于实践过程中，其换热效率相对较高，也使得流体流动范围得以有效拓宽。在此基础上，空冷器的规模不大且自重轻，因而对板式空冷器的使用能够有效地缩小占地面积，在场地面积较小的情况下较为适用。而在石化工业领域发展的过程中，将板式空冷器应用其中，需积极采取有效的改进，对存在的应用问题予以解决，并将自身的技术价值充分发挥出来。

4.1 结垢与凝结问题的解决

如果板式空冷器所处环境的温度偏低，那么装置的内部会在短时间内凝结。在冬季期间，应将加湿系统停止，这样可以对板式空冷器进行有效地保护。在将加湿系统停运以后，就可以从根本上避免凝结问题出现。另外，如果遇到温度较低的情况，应对板式空冷器结构进行适当地改造。技术工作人员可以根据具体状况在其中加设循环热风空冷系统，在热风装置的作用下规避凝结问题的发生。endprint

而在板式空冷器投入实际应用以前，必须要积极采取前期的处理工作。特别是在预处理的时候，对空冷器要进行全面地清洗，保证药剂量适中。这样一来，就可以确保空冷器的表层更加光洁，便于对结垢问题的预防与控制[7]。除此之外，为了避免空冷器结垢问题的出现，应及时处理板片，开展介质处理的工作。其中，可以对在线清扫途径予以利用，使得板片的结垢率得以降低。最后，操作工作人員如果发现板片有结垢的问题，必须要及时清洗，以保证尽快将板片污垢清除掉。

4.2 节省空冷器检修的费用支出

因为板式空冷器的空冷器结构是全焊式，所以分层检修的难度较大。在改进技术方面，相关技术人员必须保证管箱总体数量保持不变，将板管各单元进行分解。基本的原理就是空冷器内部各子单元代表独立空冷器的装置，能够降低使用板片数量。而在连接法兰的同时，对密封处理方式进行运用并对密封垫进行设置。这样一来，即便局部出现故障，也仅仅是对故障部分空冷器的构件进行替换即可，而无需将装置整体替换，进而达到缩短维修时间与节省维修成本的目的。

4.3 入口通风量的合理调节

现阶段，板式空冷器中安装了工频电机，所以实时调速的难度增加。为解决这一问题，需要在空冷器的入口位置安装百叶窗。在完成安装以后，能够保证实时对通风进行调节。而在对空冷器结构进行调节的过程中，若将百叶窗安装进去，还能够节省空冷器的能源消耗，进而减少费用支出。如果条件允许，相关技术人员也可以选择使用变频电机，也可以对通风量进行调节，且实际效果更加理想。

5 结束语

综上所述，板式空冷器在石化工业中的应用时间并不长，但是实际效果也相对可观。与传统空冷器相比，板式空冷器的结构更为紧凑，能够有效地节省原材料，拆洗也更加方便。近年来，大部分企业已经认知到板式空冷器在换热方面的优势，所以将其应用在实践过程中。但需要注意的是，板式空冷器在石化工业中的应用仍存在不足，为了进一步推广应用，必须要深入了解板式空冷器实际应用中存在的问题，科学合理地运用措施改进装置的性能。在技术实践当中，作为技术人员，还应当不断总结经验并归纳，全面提高板式空冷器的综合效能。

参考文献：

[1]崔宇.浅谈板式空冷器及其在石化工业中的应用与改进[J].中国新技术新产品，2013（24）：103.

[2]徐月华.板式空冷器及其在石化行业中的应用分析[J].科技创新与应用，2014（14）：89.

[3]张富，陈韶范，陈满，等.紧凑型板式蒸发空冷器在重整装置中的应用[J].石油化工设备，2016，45（4）：72-75.

[4]庞得奇.新型湿式空冷凝汽器在汽轮机上的应用实践[J].冶金能源，2017，36（2）：35-37.

[5]李伯龙.空冷器的形式及应用[J].设备管理与维修，2016（z1）：35-36，37.

[6]宋俊霞，侯霄艳，张向南，等.板式空冷器泄漏原因分析及防护措施[J].石油化工设备，2016，45（z1）：60-63.

[7]张素香，杨雪峰，孙铁，等.板式空冷器导流板式液体分布器结构与流动规律研究[J].石油化工高等学校学报，2010，23（3）：83-85.endprint