蒸發式空冷器是一種將水冷與空冷、傳熱與傳質過程融為一體且兼有兩者之長的節能冷卻設備。它具有結構緊湊、傳熱、投資省、操作費用低、安裝、維護方便等優點。在煉油、冶金、電力、制冷、輕工等行業中有著廣闊的應用前景,是空冷技術發展的新方向。蒸發空冷的研究始于六十年代,主要應用于發動機引擎夾套水冷卻、壓縮機級間冷卻、潤滑油冷卻等。我國在八十年代初從國外引進的十幾套石蠟成型裝置中均采用了蒸發空冷作為氨氣的冷凝器。
蒸發空冷器循環冷卻水系統在冶金、石化、電力、化工、建材等行業都有應用。上世紀九十年代以來,我國煉鐵高爐開始應用閉式空冷循環水系統,對防腐、減輕結垢,從而提高換熱裝置和設備的運行效率與使用壽命均有明顯效果。這個系統采用了板式換熱器。高爐回來的熱軟水(55℃)被板式換熱器冷卻后,經升壓再送高爐使用;而冷卻水通過板式換熱器后溫度升高,送冷卻塔降溫,降溫后經加壓再送板式換熱器作冷卻介質使用。軟水循環量與冷卻水循環量之比,一般為1:1。
節能型水膜式空冷器主要依靠管外表面水膜的迅速蒸發來強化管外傳熱,從而達到冷卻管內軟水的目的。這主要是因為水具有比較高的汽化潛熱(水在一個大氣壓下的汽化潛熱為570kcal/kg),使得總體傳熱效率大大的提高。
設備運行時,管外表面水膜的蒸發使得空氣穿過管束后濕度大大增加而接近飽和狀態,軸流風機將濕空氣抽吸并使其穿過位于噴水系統上方的捕霧器,除去濕空氣中夾帶的水滴后從空氣出口排入大氣。
因為軸流風機位于設備上部,向上抽吸空氣時在軸流風機下部形成了負壓區域,加速管外表面水膜的蒸發,所以強化了管外傳熱。
在運行過程中,軟水在管內流動,空氣、冷卻水走管外,空氣由下往動,噴淋水則由上向下流動,冷卻水、空氣與軟水為交叉錯流形式,而冷卻水與空氣為逆流形式。就整個流程的布置而言,也強化了傳熱傳質的過程。
蒸發式空冷器(簡稱蒸發空冷)是一種將水冷與空冷、傳熱與傳質過程融為一體,且兼有二者之長的新型節能、節水型冷凝冷卻設備;它具有傳熱、投資省、操作費用低、結構緊湊、占地面積小、安裝、維護方便而且維護費用低、操作穩定可靠等優點;適用于煉油和化工行業中各種塔頂油氣的冷凝冷卻、油品的冷卻、壓縮機級間冷卻,適用于電力、冶金、制冷等行業中的冷卻水、蒸汽、致冷劑及其它工藝流體的閉路循環冷卻,尤其對 80℃以下的低溫位介質的冷凝、冷卻具有其它冷卻設備難以匹敵的優點。
蒸發式空冷器優點:
1、生產,軟化水重復,無結垢、無堵塞、沒有損失;
2、設備使用時間長,保障設備穩定運行,減少故障,減少事故;
3、全封閉、無雜質進入、無介質蒸發;
4、廠房利用系數高,不需要水池,減少占地,節省空間;
5、占用空間小,安裝、移動、布置方便,結構緊湊;
6、操作方便,運行穩定,自動化程度高;
蒸發式空冷器從結構上來講蒸發冷是集普通水冷冷凝器、冷卻塔、水泵、水系統的管道連接組合成一體,具有節電、節水、安裝方便。占地面積小、維修方便等特點。但在換熱原理存在本質區別。水冷式冷凝器是利用水的顯熱吸收制冷劑熱量達到制冷的目的,而蒸發冷是利用水的潛熱也就是水在常溫下的蒸發吸收熱量達到冷卻的目的,同樣質量的水蒸發所吸收的熱量是水溫升高 5度時熱量的 116 倍,所以在帶走同樣熱量時蒸發冷比水冷式冷凝器用水量低得多,這也是蒸發冷節水節電的根本原因。
風機的種類有好幾種,制作材料也分為好幾種,通常有工程塑料材質、鋁合金風機、玻璃鋼風機、不銹鋼風機等集中為常用的材質。蒸發式冷凝器的風機主要是把箱體內部的熱氣從頂部抽出,引導自然空氣或者是低溫空氣從冷凝器的底部進入。風機是蒸發式冷凝器的核心,風機的正常運轉才可以熱量的充分排出,從而蒸發式冷凝器的效率。蒸發式冷凝器選型的時候,根據型號設計風機。
蒸發式空冷器的應用范圍:到目前為止,由我所研究開發的蒸發空冷已成功地應用于煉油、化工廠的酮苯脫蠟(脫油)裝置、氣體分餾裝置、丙烷(丁烷)脫瀝青裝置、烷基化裝置、烷基苯裝置、糠醛裝置、重整裝置、芳烴抽提裝置、干氣脫硫裝置、制氫裝置、汽油異構化裝置、汽油醚化裝置、正己烷裝置、汽油柴油加氫裝置、航煤加氫裝置、航煤脫硫醇裝置、常減壓裝置、催化裝置以及天然氣輕烴回收裝置和冶金行業等。