湿式空冷引风机叶片倾斜角度的性能研究与应用

兰勇 张继龙 任倩茹 赵忠福 李强

摘要：针对炼化行业湿式空冷冬季运行，箱体内百叶窗四周结冰严重，冰块堵塞百叶窗进风风道，导致空冷冷却效果下降、冷后温度升高、能耗高，造成产品液收下降、产品质量不合格，结冰严重时，容易坠毁百叶窗散热片。空冷距离地面20米，岗位人员每2小时必须进行人工除冰，劳动强度非常大。本文通过对濕式空冷引风机叶片倾斜角度的性能进行研究，工艺改造后实现热风自循环除冰，更省时省力、更节能，效果显著。

关键词：湿式空气冷却器 引风式风机 叶片 热循环 除冰

一、前言

空气冷却器是一种广泛应用于石油化工生产装置的热交换设备，按照冷却方式，空气冷却器分为干式空气冷却器和湿式空气冷却器两类。干式空气冷却器的冷却介质为空气，通过风机使环境空气经过干式空气冷却器管束外表面带走热量，从而实现冷却或冷凝管内高温介质的目的，干式空气冷却器受环境温度影响大。湿式空气冷却器弥补了干式空气冷却器的缺陷，工作过程是外部冷却水进入到蒸发式空气冷却器的集水槽中，集水槽的循环水泵把冷却水泵送到光管管束上方，由喷嘴均匀地喷淋到光管管束上，水自管束从上往下流，通过喷淋水使空气干球温度降低至湿球温度，同时，空气经下部的进风百叶进入设备内部，在引风式风机的强力作用下，自下向上流动，风机的风力使水覆盖在管束表面，并在管束表面形成连续的水膜，水在较低压力中蒸发，把管内的热量带走，达到冷却的目的。水蒸发后一部分变成水蒸气，水蒸气由上部挡水板收集并汇于集水槽中，未汽化的水沿管束表面流下收集到集水槽中，再由循环水泵继续循环利用。

湿式空气冷却器作为干式空气冷却器的改进和发展，综合了空冷和水冷的优点，在炼化行业得到了越来越广泛的应用。某厂30万吨/年催化重整装置反应产物湿式空气冷却器A201有2组4台、2个蓄水池，稳定塔顶湿式空气冷却器A202有1组2台、1个蓄水池，设计补水为除盐水。设计要求控制反应产物湿式空气冷却器A201入口温度115℃，出口≦40℃，单台设备平均水耗1267kg/h;稳定塔顶湿式空气冷却器A202入口温度64.3℃，出口≦40℃，单台设备平均水耗919kg/h。

由于西北地区冬季气候原因，低温覆盖时间长，环境温度一般在-15℃以下，湿式空气冷却器冬季运行时箱体内百叶窗四周严重结冰，外操巡检每2小时必须用4米长钢管进行人工除冰，如果不及时除冰，冰块堵塞百叶窗进风风道，导致空冷冷却效果差，冷后温度升高，造成产品液收下降、产品质量不合格。结冰严重时，冰块重量容易坠毁百叶窗散热片，空冷位置离地面20米，人工除冰劳动强度非常大。

二、引风式风机叶片热循环的工作原理及应用

某厂30万吨/年催化重整装置反应产物湿式空气冷却器A201和稳定塔顶湿式空气冷却器A202引风式风机叶片倾斜角度11～130，强制空气以5～7m/s的速度通过冷凝盘管，两台空冷选用叶轮直径均为3米。

针对湿式空气冷却器冬季结冰严重，冰块堵塞百叶窗进风风道等上述难题。通过对风机叶片倾斜角度进行研究和分析，叶片倾斜角度是影响冷却效果性能的重要因素，引风机将冷空气引入箱体百叶窗内，箱体内自上而下的水在百叶窗内壁结冰，因此考虑调整每组湿式空气冷却器两台引风机的其中一台的叶片倾斜角度，引风式风机叶片正常时的倾斜角度是11～130，现将其中一台引风式风机叶片的倾斜角度调整为-8～100，使一台湿式空气冷却器向上引风，另一台湿式空气冷却器向下引风，在湿式空气冷却器的箱体内形成热风循环，箱体内保持一定的温度，从而避免结冰。

在高寒地区，湿式空气冷却器这类空冷设备的安全过冬问题，长期以来没有得到很好的解决。通过对引风式风机叶片倾斜角度的调整，开发出了热风循环湿式空冷器，在环境温度降至-22℃时成功地运行了三个月时间未出现结冰现象，避免了空冷冷却效果差，冷后温度升高，冰块重量坠毁百叶窗散热片，大幅度降低了岗位人员除冰劳动强度的难题。

三、结论

针对炼油化工行业湿式空气冷却器冬季运行，尤其西北和东北地区，冬季低温覆盖时间长，湿式空气冷却器箱体百叶窗内四周结冰严重的问题，通过对某厂30万吨/年催化重整装置3台湿式空气冷却器引风式风机叶片倾斜角度的调整，形成热风自循环除冰机理。完全避免了湿式空气冷却器冬季运行时箱体百叶窗内四周严重结冰堵塞百叶窗进风风道的现象，避免了空气冷却器冷却效果差，导致冷后温度升高，造成产品液收下降、产品质量不合格和结冰严重时容易坠毁百叶窗散热片问题，大幅度降低了岗位人员除冰劳动强度的难题，操作方便，效果显著。

参考文献

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[2] 马义伟.空冷器设计与使用[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1998;

中国石油青海油田分公司格尔木炼油厂  青海 格尔木 816000

中国石油青海油田地面集输工程公司  甘肃 敦煌七里镇 736202