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水冷卻器

鎖定
水冷卻器是減壓塔頂抽真空系統常採用的一種冷凝器型式。由於冷卻用的循環水温度通常為30~32℃,常規水冷卻器(弓形折流板、浮頭式)存在着交叉傳熱的最小温差限制,冷後温度達到40℃以下時,循環水的温升過小,造成循環水消耗量過大,近些年已較少採用。
國外多采用一種專門設計的水冷卻器—表面冷凝器。由於表面冷凝器的特殊結構,工藝物流的壓力降較低,傳熱係數較大,特別是具有一定的逆向傳熱作用,可以達到較低的冷後温度,循環水的温升較大,可以大幅度降低循環水耗量。近幾年,國內在大型化常減壓蒸餾裝置的減壓塔頂抽真空系統中應用較多。
中文名
水冷卻器
外文名
Water cooler
介    紹
排出的高温氣體用水冷卻的方式
常用儀器
表面冷凝冷卻器

水冷卻器產品特點

管殼式冷凝器的優點:冷卻水與塔頂氣體間接傳熱,冷卻水不受油品污染,因此它的投資、操作費用和佔地面積比直冷式冷凝器(加上污水處理設施)小得多。
管殼式冷卻器的缺點:冷凝效果受水質的影響大,水質差、水壓不足,水的流速過小(小於1m/h)時,結垢快,傳熱速率迅速下降,因此,常常出現在裝置檢修後開工初期,塔頂真空度較高,然後隨時間的推移,真空度逐漸下降的現象。此外,我國南方的一些煉油廠夏季的循環冷卻水温度高達34~35%,使塔頂冷凝器的冷後温度高達40%,所以,塔頂壓力約為9.34~10.674kPa(70~80mmHg),減壓蒸餾拔出率較低。為克服這些缺點,有的煉油廠增設減壓塔頂冷凝器冷卻水的升壓泵,以保持水壓,加大流速,並在冷凝器管程水側設立反衝洗管道,同時加註防垢劑,以減緩積垢。 [1] 

水冷卻器產品分類

常規冷凝器
常規冷凝器用於減壓塔頂抽真空冷凝冷卻系統,由於存在着交叉傳熱,對數平均温差校正係數降低了冷凝器的傳熱效率;由於接近温差的存在,難以獲得更低的冷後温度,循環水的消耗量較高;折流板的結構導致工藝物流的流動阻力損失相對較高。因此,近年來較少採用。
常規冷凝器 常規冷凝器
表面冷凝冷卻器
表面冷凝器是一種具有特殊結構的冷凝器。專門用於減壓塔頂抽真空冷凝冷卻過程,具有壓力降低、冷卻效率高和冷後温度低等特點。
1、小型冷凝器
工藝物流入口位於殼程頂部的一端,不凝氣出口位於殼體頂部的另一端,冷凝液出口位於殼體的底部;為降低工藝物流的壓力損失,殼程僅設三塊折流擋板,並靠近不凝氣出口端,用於使不凝氣過冷;殼程中設置專門的進氣分佈室、凝液室和不凝氣排出室。
小型冷凝器 小型冷凝器
2、大型冷凝器
工藝物流入口位於殼程頂部中央,不凝氣出口位於殼程中部一側,冷凝液出口位於殼體的底部;殼程設置不凝油氣過冷密封擋板;殼程中設置專門的進氣分佈室、凝液室和不凝氣排出空間。
大型冷凝器 大型冷凝器
3、預冷凝器
預冷凝器的應用環境更具特殊性,高真空狀態(壓力一般>78kPa),工藝物流體積流率變化較大,更低的壓力降要求。冷凝器的布管結構更有利於工藝物流的氣液相流動。
預冷凝器結構 預冷凝器結構
4、表面冷凝器的結構特點
冷凝器內獨特的長擋板、密封板和布管設計,從最大程度上規劃了氣體的單向流動,其特殊的結構使可凝氣體以最高的效率冷凝,並從凝液口流出。專門的折流板結構。將冷凝量與未凝量區別分佈,形成逐級的微分換熱單元,有效地利用了殼程空間結構和換熱管的傳熱結構,達到高的傳熱效率和低的流動阻力損失。
不凝氣及剩餘未冷凝可凝氣體全部集中於上部空腔,由噴射器抽入下級冷凝器。實心防衝擋杆的應用,還有其特殊的分佈(和其布管一樣),既提高氣體流入效率又起到保護頂部管束不受帶壓氣體的衝擊,確保其管束的壽命。管子與管板的連接採用完全脹接(單步脹或多步脹),國外多年的應用實踐證明,脹接的換熱效果優於焊接。
表面冷凝器內獨特的管束分佈可以保證流經其內的氣體壓力降極低,起到最高效率的冷凝,使得整個系統的能耗降低,從而同等程度上減小了冷凝器的尺寸,降低了設備成本及日常操作成本。 [1] 

水冷卻器安裝使用

1、後冷卻器的接口為管接或法蘭,其入口應與空壓機出口管連接,也可安裝在氣動設備管路中。
2、後冷卻器應安裝在混凝土基礎上。
3、後冷卻器進、出氣口具有互換性。
4、凡屬壓力容器的設備安裝完畢投入使用前,應向地、市級勞動部門鍋爐壓力容器安全監督機構申報和辦理使用登記手續。
5、運行過程中,視系統運行情況,定時打開排污閥,排放污物。
6、後冷卻器進氣口應安裝控制閥門。
7、保證冷卻水的進水温度, 水管通暢。
8、冷卻水應使軟水,水中不含可見雜質。 [2] 
參考資料
  • 1.    李志強.原油蒸餾工藝與工程:中國石化出版社,2010
  • 2.    史開洪.加氫精制裝置技術問答:中國石化出版社,2014