空气冷却器改造技术创新.pdf

机械工程师
MECHANICAL ENGINEER
空气冷却器改造技术创新
杨志,张宝青,刘文岩
(大庆石化建设公司,黑龙江大庆163714
摘要:表面蒸发空冷技术在石化领域应用是起步阶段,石化领域内适合表面蒸发空冷的冷却单元比较多,通过对常规的
冷却单元进行表面蒸发空冷器改造,其节能效果明显,可将能耗降低,节能潜力巨大。
关键字:空冷器;改造;急冷水表面蒸发式
中图分类号:TEG3
文献标志码:B
文章编号:1002-2333(2016)11-0164-03
1空气冷却器技术状况及存在问题
表1实际现场工况条件
大庆石化公司化工一厂老区裂解装置1986年建成
数
EH-203-E-F-G-HEIH-202-11#-12#ー13#-14#
投产,第一急冷水冷却器FH-202和第二急冷水冷却器被冷却介质
急冷水
EH-203是急冷水系统关键设备,EH-202共有空气冷却流量hr)
550
450
器14台,EH1-203共有空气冷却器4,工艺介质为急冷介质进日温度
水,采用引风机堀制通风对其冷却,设备单台重量16.81,介质出口温度/心
设计急冷水入口温度85℃,出口温度544℃C,操作入口温“地湿球温度℃
度68.1℃,出口温度54.4℃,急冷水流量FHI-202:450th,
设计温度C
EH-203:550/h。随着装置生产能力的提高及设备换热
设计压力/MP
1.35
污垢系数
能力的降低,目前急冷水空气冷却器出口温度达到61℃
0.006
0.006
(kcal-m-2·h-"℃-)
左右,在夏季高温季节,为保证装置生产,需要向EH
8700kW.设计排热量10875kW,设计余量25%。最終确
202、FH-203空气冷却器上唢淋脱盐水,来降低急冷水出
定采用表面蒸发式冷却器对原空冷器进行改造。
口温度。这样造成脱盐水的大量浪费,使得裂解装置的能
2)表面蒸发式冷却器原理。利用水在钢制盘管表面
耗增加;同时喷淋的脱盐水也造成空气冷却器翅片管腐的蒸发,水由液谷变为气怎,在产生相变的过程中伴随着
蚀结垢,降低空冷器的换热效率;喷淋的脫脱盐水流到框热量的高效交换,从而达到高效的换热效能。
架下面的管道和设备上,也造成这些设备和管道的腐蚀
给裂解装置安全生产带来极大安全隐患
水分配系统新风进口
热夺气出门
?EH-202/203空气冷却器均安装在钢结构及混凝士流体出nfT
框架上,且单台设备重量16.8t,加之近年来工ど技措项
盘管
日改造,框架结构承载能力已达到极限。又因裂解急冷水
流体入口
系统设备数量众多、规格庞大,各个设备排列紧凑,无法
热
在短期内完成改造,包括基础在内的大范围改动。另外该
进口
8台空气冷却器平时尢法进行切除,只能在人检修期间对
空气进口
其进行改造,时间相对紧张
导风板
空冷器改造技术方案
坏水泵PVC热交换
总体思路
图1表面蒸发式冷却器原理图
1)通过对工艺系统核算,确定改造后空冷器的性能
水由设备本身的小功率水泵将水均匀地分配到钢制
指标。2)保证设备框架结构不做大范围改动。3)改造施工.盘管的表面,在风机的强风作用下,水在盘管表面气化,从
时间控制在17d范围内。4)改造后空冷器用电设备风机和而与盘管内的介质进行热量交换,高温的水再经过填料使
泵,增加远程停机控制并将运行信号引入控制室,现场设水与空气的接触面积人量増加,同样在风的作用下,水温
置手动起停开关,以便于日常操作、监控。5)采用节能、环降低、并回落到设备本身的集水盘,从而再次循环使用
保、高效、稳定的新型换热技术对原空气冷却器进行改
3)效果及优势。节能、环保、换热效率高、体积小、重
造,以达到预期的目标
量轻、安装方使。经过工艺汁算、结构设计,最终确定表面
2.2技术方案
蒸发空冷器EH-202三台,为两开一备。EH-203四台,为
1)表面蒸发空冷器设备的设计。针对上述系统的物一开一备
性,进行工艺计算,其中EH-202的换热量为7800kW.设3实施效果
计排热量9300kW.设计余量20%:FH1-203的换热量为
该项目自某年3月开始项日前期准备,7月开始现场
1642016年第11期网址:Www.xgcs.com电邮:hrbengineere@163.com
万方数据
机械工程师
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设备拆除、安装,8月开始投用,日前运行平稳、性能稳定,的光管管束,此时传热管的管外换热除了水膜和气流间的
解决了裂解装置的安全隐患及生产瓶颈问题
显热传递外,管外表面上的水膜的蒸发也带走人量的热
7台表面蒸发式空冷器于8月1日正式投运,为准确掌量。表面蒸发空冷器采用光管管東,空气阻力较小,因此可
握该设备投用后的运行状况及工艺性能,化工一厂和机以増多排管数。表面蒸发空冷具有结构紧湊、效率较高的
械厂于8月27日联合对该设备进行了性能标定,标定数据优点,鉴于表面蒸发空冷器可以将冷却介质温度无限接近
如表2、表3。
环境湿球温度,可以冷却介质到外部环境温度以下,解决
表2FH-202标定数据
困扰部分化工装置冷却单元夏季运行能力不足问题。
质
生能保证值实际情况沈是否达标
存在的问题是:水的逸卒稍高,补水量稍大。改进
急冷水
急冷水
措施是:采用变频风机或变频器,凋节风机转速,并适当
工艺额定水量(th-)
450
降低其转速,从而控制风速,控制风中夹带的水分
急冷水人口温度/C.
68.1
67.7
是是是是
5技术创新点
急冷水出凵温度/℃
1)风水同向。国内外部分厂家采用风水逆向冷却方
表3EH-203标定数据
式,导致设备在使用过程中过?出现露点腐蚀,而本次项
-项日
能保证伯实际情况是否达标
目改造中采用风水同向,避免了上述问题
介质
急冷水急冷水
是是是
2)循环冷却水(脱盐水)二次冷却。为了提高设备换
工ど欲定水量/(t?h-)
550
热效率,在本次项目改造中采用了循环水二次冷却方式
急冷水入凵温度f
8
降低循环水温度,即利用在换热管下方设置填料层,当循
急冷水出温度/℃54.4
环水流经填料层时,填料层提供了较大的比表面积,在风
通过以上数据可以看出,改造后表而蒸发空冷器,在的作用下,循环水流经填料层冷却效某显著
急冷水流量相同的情况下,急冷水入口温度平均在
3)材料防腐措施。换热管表面采用化学处理,提高了
67.8℃急冷水出口温度平均在50-53℃之间,达到了预期换热管防腐能力;设备売体表面采用相应的物理、化学处
的目标(低丁54.4℃),取得成功。建议该表而蒸发空冷器理,避免了设备在风吹日晒、水接触及昼夜温差变化较大
可以广泛应用于石油化工、煤化工、轻工行业等过程水冷等恶劣工况下的壳体腐蚀。
却单元
4)风、水系统优化。风、水系统配合是本设备的一个
4与当前国内外同类技术的综合比较及存在的问题核心点,也是