蒸發(fā)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(jié)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(yōu)點。在煉油、冶金、電力、制冷、輕工等行業(yè)中有著廣闊的應用前景,是空冷技術發(fā)展的新方向。蒸發(fā)空冷的研究始于六十年代,主要應用于發(fā)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(fā)空冷作為氨氣的冷凝器。
蒸發(fā)式空冷器是將管式換熱器置于塔內,通過流通的空氣、噴淋水與循環(huán)水的熱交換降溫效果。由于是閉式循環(huán),其能夠水質不受污染,很好的保護了主設備的運行,提高了使用壽命。外界氣溫較低時,可以停掉噴淋水系統(tǒng),起到節(jié)水效果。推著國家節(jié)能減排政策的實施和水資源的日益匱乏,近幾年密閉式冷卻塔在鋼鐵冶金、電力電子、機械加工、空調系統(tǒng)等行業(yè)得到了廣泛的應用。
蒸發(fā)式空冷器,也叫做閉式冷卻塔、封閉式冷卻塔或密閉式冷卻塔。
節(jié)能型水膜式空冷器的主要特點是通過管外水膜的蒸發(fā)來強化傳熱,其工作過程是利用循環(huán)水泵將循環(huán)水水箱中的循環(huán)冷卻水輸送到位于管束上方的噴水系統(tǒng),由噴水系統(tǒng)將冷卻水向下噴淋到管束表面,使管束外表面形成薄水膜;與此同時,用軸流風機將空氣從百葉窗吸入,使空氣從管束下面向上橫掠傾斜放置的管束。
節(jié)能型水膜式空冷器主要依靠管外表面水膜的迅速蒸發(fā)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(fā)使得空氣穿過管束后濕度大大增加而接近飽和狀態(tài),軸流風機將濕空氣抽吸并使其穿過位于噴水系統(tǒng)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(qū)域,加速管外表面水膜的蒸發(fā),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(fā)式空冷器是一種能夠有效冷卻高溫水或其他流體的設備,它通過利用蒸發(fā)的原理來降低流體的溫度。
蒸發(fā)式空冷器的原理是利用水蒸發(fā)的熱量吸收效應,通過將高溫水噴淋在蒸發(fā)器表面,水在與空氣接觸的過程中蒸發(fā),從而帶走熱量,使水溫降低。蒸發(fā)式空冷器通常由水泵、噴淋系統(tǒng)、蒸發(fā)器和冷卻塔等組成。水泵負責將高溫水送至蒸發(fā)器,噴淋系統(tǒng)將水均勻噴灑在蒸發(fā)器表面,蒸發(fā)器通過蒸發(fā)和換熱的過程來降低水溫,后,冷卻塔將冷卻后的水回收并再循環(huán)使用。
在水泵房冷卻系統(tǒng)中的環(huán)保優(yōu)勢
蒸發(fā)式空冷器在水泵房冷卻系統(tǒng)中的應用還具有一定的環(huán)保優(yōu)勢。蒸發(fā)式空冷器在冷卻過程中不會產生廢氣和廢水,使得煉鐵高爐的生產過程更加環(huán)保。蒸發(fā)式空冷器還可以減少二氧化碳和其他溫室氣體的排放,降低環(huán)境污染。
蒸發(fā)式空冷器從結構上來講蒸發(fā)冷是集普通水冷冷凝器、冷卻塔、水泵、水系統(tǒng)的管道連接組合成一體,具有節(jié)電、節(jié)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(qū)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(fā)冷是利用水的潛熱也就是水在常溫下的蒸發(fā)吸收熱量達到冷卻的目的,同樣質量的水蒸發(fā)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(fā)冷比水冷式冷凝器用水量低得多,這也是蒸發(fā)冷節(jié)水節(jié)電的根本原因。
蒸發(fā)式空冷器的應用范圍:到目前為止,由我所研究開發(fā)的蒸發(fā)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(yè)等。