【正文】 ， 所以它對(duì)空氣入口濕度也不敏感；因此環(huán)境氣溫 、 濕度的波動(dòng)以及季節(jié)變化對(duì)蒸發(fā)空冷的冷卻效果影響較小 ， 固蒸發(fā)空冷的操作彈性大 ， 適用地區(qū)廣 ， 可操作性好 。 為此 ， 當(dāng)工藝流體入口溫度高于 80℃ 時(shí) ， 將蒸發(fā)空冷中的除霧器用翅片管代替 ， 使高溫位熱流體先流經(jīng)翅片管束預(yù)冷到80℃ 以下再進(jìn)入光管管束進(jìn)行冷卻或冷凝 ， 使翅片管管束起到既冷卻又除霧的雙重作用 。 ? 從結(jié)構(gòu)上看蒸發(fā)空冷的最大特點(diǎn)是將冷卻塔和列管式水冷器合為一體 ， 從而省去了單獨(dú)的循環(huán)水冷卻系統(tǒng) ， 使一次性投資大大降低；且減少了設(shè)備占地面積 ， 而且由于蒸發(fā)空冷的傳熱管為光管 ， 使設(shè)備造價(jià)進(jìn)一步降低 。 ? 4. 國(guó)外開(kāi)發(fā)研制的蒸發(fā)空冷大部分采用集合管式管箱 ， 管束由水平蛇形盤(pán)管組成 ， 管子與管箱的連接型式只能采用強(qiáng)度焊 ， 一旦有一根管子出現(xiàn)泄露 ， 則設(shè)備必須停車(chē)來(lái)更換其整個(gè)管束 ， 而且由于采用集合管式管箱 ， 在集合管上最多只能水平焊接二排管子 ， 所以其管程布置困難 ，管程壓降較大； ? 5. 只有一條噴淋水輸送管線和一臺(tái)管道泵 ， 一旦該泵出現(xiàn)故障 ， 會(huì)使設(shè)備的冷卻效果很差 ， 會(huì)造成設(shè)備停車(chē)檢修 。 本文以下均采用該模型來(lái)推導(dǎo)蒸發(fā)空冷的傳熱 、 傳質(zhì)方程 。 因此噴淋水沒(méi)有以它從管內(nèi)熱流體那里獲得熱量的同樣速度把熱量傳遞給空氣流 。 一 ﹒ 適用范圍與場(chǎng)合 蒸發(fā)空冷是一種將水冷與空冷 、 傳熱與傳質(zhì)過(guò)程融為一體 ，且兼有二者之長(zhǎng)的新型節(jié)能 、 節(jié)水型高效冷凝冷卻設(shè)備；它具有傳熱效率高 、 投資省 、 操作費(fèi)用低 、 結(jié)構(gòu)緊湊 、 占地面積小 、 安裝 、 維護(hù)方便而且維護(hù)費(fèi)用低 、操作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)；適用于煉油和化工行業(yè)中。 如果噴淋水溫度為常數(shù) ， 則方程 （ 6） 中的 dTrw/dA就等于零 ，由此可得出在蒸發(fā)空冷中的每個(gè)地方都有： 對(duì)于一組給定的工作條件 ， U和 Koa（ 只取決于設(shè)計(jì)幾何參數(shù)和流速 ） 實(shí)際上保持為常數(shù) ， H*只與噴淋水溫度 Trw有關(guān) ， 如果 Trw為常數(shù) ， 那么 H*也保持為常數(shù) ， 則方程 （ 6a） 將導(dǎo)致以下兩種可能： (1) Ha和 Tpf必須保持為常數(shù) ， 但如果有熱量傳遞 ， 這就不合理了； (2) 當(dāng) Ha增加時(shí) Tpf下降 ， 而在逆流中這是不可能的 。 空氣由下而上流動(dòng) ， 它一方面吸收了水的熱量 ， 一方面使水蒸發(fā)而形成飽和濕空氣 ， 它的溫度和熱焓逐漸上升 。 一 ﹒ 國(guó)外典型結(jié)構(gòu)型式及其特點(diǎn) ? 國(guó)外企業(yè) （ 德國(guó) GEA公司 、美國(guó) FES公司和 ）開(kāi)發(fā)研制的蒸發(fā)空冷的典型結(jié)構(gòu)如圖 — 5所示 ， 它主要有以下部件組成： ? 1. 位于設(shè)備底部側(cè)面的鼓鳳式風(fēng)機(jī)； ? 2. 位于設(shè)備頂部的除霧器；3. 位于除霧器下方的噴淋水分配器； ? 4. 位于除霧器下方的光管管束； ? 5. 位于光管管束下方的水箱（ 收水盤(pán) ） ； ? 6. 噴淋水輸送管線與管道泵。 ? 因?yàn)樵谡舭l(fā)空冷中空氣攜帶熱量主要是靠增加攜濕量帶走水的蒸發(fā)潛熱 ， 而不是靠空氣溫升顯熱 ，從而所需風(fēng)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于干空冷和濕空冷；而且由于采用光管管束 ， 空氣穿過(guò)管束的壓降小 ， 使風(fēng)機(jī)能耗進(jìn)一步降低；同時(shí)光管外表面水的成膜性好 ， 水的汽化潛熱很高 ， 在合理設(shè)計(jì)下 ， 可達(dá)到較高的蒸發(fā)冷卻效果 ， 水耗很低；與干空冷加后水冷相比 ， 它又省去了后水冷器 ， 固其操作費(fèi)用很低 。 它可使工藝流體出口溫度冷到接近環(huán)境濕球溫度 。 ? 從結(jié)構(gòu)上看蒸發(fā)空冷的最大特點(diǎn)是將冷卻塔和列管式水冷器合為一體 ， 從而省去了單獨(dú)的循環(huán)水冷卻系統(tǒng) ， 使一次性投資大大降低；且減少了設(shè)備占地面積 ， 而且由于蒸發(fā)空冷的傳熱管為光管 ， 使設(shè)備造價(jià)進(jìn)一步降低 。 為此 ， 當(dāng)工藝流體入口溫度高于 80℃ 時(shí) ， 將蒸發(fā)空冷中的除霧器用翅片管代替 ， 使高溫位熱流體先流經(jīng)翅片管束預(yù)冷到80℃ 以下再進(jìn)入光管管束進(jìn)行冷卻或冷凝 ， 使翅片管管束起到既冷卻又除霧的雙重作用 。 在蒸發(fā)空冷中 ， 工藝介質(zhì)走管內(nèi)水平流動(dòng) ， 空氣 、 水走管外 ， 空氣由下向上流動(dòng) ， 噴淋水由上往下流動(dòng) ，水 、 空氣與工藝介質(zhì)為交叉錯(cuò)流 ， 水與空氣為逆流 ， 從冷熱介質(zhì)的流程布置上也強(qiáng)化了傳熱傳質(zhì)過(guò)程 。 文獻(xiàn) 【 18】 介紹了蘭州石油機(jī)械研究所針對(duì)煉油廠常壓塔頂冷換設(shè)備的腐蝕機(jī)理和特點(diǎn) ， 巧妙地利用蒸發(fā)空冷獨(dú)有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及鈦材優(yōu)良的抗腐蝕性能 ， 于1997年為延安煉油廠設(shè)計(jì)制造了兩臺(tái)鈦復(fù)合板蒸發(fā)空冷 ， 從而解決了用戶(hù)常壓塔頂冷換設(shè)備腐蝕嚴(yán)重 ， 使用壽命短的問(wèn)題 ， 同時(shí)又降低了設(shè)備造價(jià) （ 為用戶(hù)節(jié)省投資兩百萬(wàn)元 ） 、 能耗 、 水耗和占地面積 。 文獻(xiàn) 【 10】介紹了哈爾濱空調(diào)機(jī)廠在 1985年仿制了一臺(tái)美國(guó) FES公司的 LS— 250型蒸發(fā)空冷代替茂名石化公司煉油廠第一套石蠟成型裝置制冷系統(tǒng)中的立式水冷器 （ 過(guò)熱氨氣冷凝器 ） ，并考慮了國(guó)內(nèi)氨壓縮機(jī)出口溫度高的情況 ， 將原引進(jìn)設(shè)備的全部換熱面積分出一部分置于捕霧器之上 （ 翅片管束 ） ， 對(duì)氨氣進(jìn)行預(yù)冷 。 文獻(xiàn) 【 4】 后來(lái)也提出了與文獻(xiàn) 【 3】 相類(lèi)似的蒸發(fā)空冷的數(shù)學(xué)模型和設(shè)計(jì)方法 。 噴淋蒸發(fā)型濕式空冷器 （ 見(jiàn)圖 — 2【 2】） 的工作機(jī)理是在空冷器 （ 管束多為立放橫排管 ） 的工作過(guò)程中直接向翅片管上噴霧狀水 ， 借助于翅片管上少量水的蒸發(fā)和空氣被增濕降溫而強(qiáng)化管外傳熱 ， 它同時(shí)兼有增濕型濕式空冷器的優(yōu)點(diǎn) ， 我國(guó)目前煉油化工廠使用的濕式空冷器大多屬此型式 。 波紋管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 ， 由于在皺紋的凹處不能受到氣流的直接沖刷 ， 很容易結(jié)垢 ，且難以清除 ， 阻力比一般 L型繞片管高 60%左右 ， 因此 ， 翅片的皺紋 （ 或皺折 ） 部分不宜過(guò)高 。 ? 但橢圓翅片管 ， 也有它的不足之處 ， 其主要缺點(diǎn)是： ? A． 管束的維護(hù) ， 檢修和更換管子比較困難； ? B． 管束的造價(jià)較高； ? C． 管束承受壓力較低 。 經(jīng)過(guò)軋制內(nèi)外管子完全可以緊密結(jié)合在一起 。 ? （ ４ ） Ｇ型翅片管 （ 鑲嵌型翅片管 ） ? 鋁片嵌入鋼管表面被擠壓的深約～ ， 同時(shí)將槽中擠出的金屬用滾輪壓回翅片根部 。 空冷器國(guó)標(biāo)GB/T 1538694中規(guī)定 LL型翅片管的最高使用溫度為 170℃ 。 ? 增濕型和噴淋型濕空冷一般適用于管內(nèi)工藝流體入口溫度低于 80℃ 的低溫位介質(zhì)的冷凝或冷卻 ，理論上可使管內(nèi)熱流體冷卻到高于環(huán)境濕溫度5℃ 左右 。其結(jié)構(gòu)、操作均較復(fù)雜。 ? 缺點(diǎn)：由于是自然對(duì)流 ， 空氣流速低 ，總的傳熱效率不如普通空冷器 ， 其一次性投資比普通空冷器高 ， 大約 44%。 ? 二、 普通空冷器的組成與結(jié)構(gòu) ? ? ? 圖 1 鼓風(fēng)式空冷器 圖 2 引風(fēng)式空冷器 （ a） 絲堵式管箱的管束 圖 3 管束及管箱的典型結(jié)構(gòu) （ b） 可卸蓋板式管箱的管束 c)可卸帽蓋式管箱的管束 d)集合管式管箱的管束 圖 4 典型的傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 圖 5 百葉窗的典型結(jié)構(gòu) 3. 普通空冷器型號(hào)的表示方法 ? 1） 管束 ? a. 型式與代號(hào)見(jiàn)表 1 ? 表 1 管束型式 （ 見(jiàn)圖 圖 2） 代號(hào) 管箱型式 （ 見(jiàn)圖 3） 代號(hào) 翅片管型式 代號(hào) 鼓風(fēng)式水平管束 GP 絲堵式管箱 S L型翅片管 L 斜頂管束 X 可卸蓋板式管箱 K1 雙 L型翅片管 LL 引風(fēng)式水平管束 YP 可卸帽蓋式管箱 K2 滾花型翅片管 KL 集合管式管箱 J 雙金屬軋制翅片管 DR 鑲嵌型翅片管 G b. 管束型號(hào)表示方法 ? 管程數(shù) ? 翅化比 /翅片管型式 ? 設(shè)計(jì)壓力 Mpa,管箱型式 ? 管束換熱面積 m2 ? 管排數(shù) ? 管束公稱(chēng)尺寸 :長(zhǎng) 寬 m ? 管束型式 c. 示例 ? ① 鼓風(fēng)式水平管束：長(zhǎng) 9m、 寬 2m、 6排管；基管換熱面積 140m2； 設(shè)計(jì)壓力為 4Mpa； 可卸蓋板式管箱；鑲嵌式翅片管 ， 翅化比 ； Ⅵ 管程的管束型號(hào)為： ? GP9 2― 6― 140― 4K1― ― Ⅵ ? ② 斜頂管束：長(zhǎng) 、 寬 3m、 4排管；基管換熱面積 ； 設(shè)計(jì)壓力為 ； 絲堵式管箱；雙LL型翅片管 ， 翅化比 ； Ⅰ 管程的管束型號(hào)為： ? 3― 4― ― ― ― Ⅰ 2） 風(fēng)機(jī) ? a. 型式與代號(hào)見(jiàn)表 2 ? 表 2 通風(fēng)方式 代號(hào) 風(fēng)量調(diào)節(jié)方式 代號(hào) 葉片型式 代號(hào) 風(fēng)機(jī)傳動(dòng)方式（ 見(jiàn)圖 4） 代號(hào) 鼓風(fēng)式 G 停機(jī)手動(dòng)調(diào)角風(fēng)機(jī) TF R 型玻璃鋼葉片 R V帶傳動(dòng) V 引風(fēng)式 Y 不停機(jī)手動(dòng)調(diào)角風(fēng)機(jī) BF B 型玻璃鋼葉片 B 齒輪減速器傳動(dòng) C 自動(dòng)調(diào)角風(fēng)機(jī) ZFJ 鑄鋁葉片 L 電動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng) Z 自動(dòng)調(diào)速風(fēng)機(jī) ZFS 懸掛式 V帶傳動(dòng) ，電機(jī)軸朝上 VS 懸掛式 V帶傳動(dòng) ，電機(jī)軸朝下 VX b. 風(fēng)機(jī)型號(hào)表示方法 電動(dòng)機(jī)功率 ， kW 風(fēng)機(jī)傳動(dòng)方式 葉片數(shù) 葉片型式 葉輪直徑 102mm 風(fēng)量調(diào)節(jié)方式 通風(fēng)方式 c. 示例 ? ① 鼓風(fēng)式；停機(jī)手動(dòng)調(diào)角風(fēng)機(jī) 、 直徑 2400 mm、B型玻璃鋼葉片 、 葉片數(shù) 4個(gè)；懸掛式電機(jī)軸朝上 V帶傳動(dòng) 、 電動(dòng)機(jī)功率 kW的風(fēng)機(jī)型號(hào)為： ? G―TF 24B4―V ? ② 引風(fēng)式；自動(dòng)調(diào)角風(fēng)機(jī) 、 直徑 3000 mm、 R型玻璃鋼葉片 、 葉片數(shù) 6個(gè)；帶支架的直角齒輪傳動(dòng) 、電動(dòng)機(jī)功率 15 kW的風(fēng)機(jī)型號(hào)為： ? Y―ZFJ 30R6―C 15 3) 構(gòu)架 ? a. 型式與代號(hào)見(jiàn)表 3 ? 表 3 構(gòu)架型式 代號(hào) 構(gòu)架開(kāi) （ 閉 ） 型式 代號(hào) 風(fēng)箱型式 代號(hào) 鼓風(fēng)式水平構(gòu)架 GJP 開(kāi)式構(gòu)架 K 方箱型 F 斜頂構(gòu)架 JX 閉式構(gòu)架 B 過(guò)渡錐型 Z 引風(fēng)式水平構(gòu)架 YJP 斜坡型 P ? ? ? 風(fēng)箱型式 ? 風(fēng)機(jī)直徑 102mm/臺(tái)數(shù) ? 構(gòu)架公稱(chēng)尺寸長(zhǎng) 寬 ? （ 對(duì)斜頂式構(gòu)架為長(zhǎng) 寬 ? 斜邊長(zhǎng) ） m， 開(kāi) （ 閉 ） 型式 ? 構(gòu)