空冷器知识

空气冷却器简称空冷器，是20世纪40年代发展起来的用空气冷却管内工艺流体的冷却设备。

目前已基本取代了传统的水冷却器。在炼油厂和石油化工厂的冷换设备中，空气冷却器成为不可或缺的一类设备。其应用范围包含了塔顶油气冷凝到汽油、柴油冷却的各种不同工况。在化学工业、电力、冶金、原子能等行业，空气冷却器也有着广泛的应用。

01

空冷器的分类

空冷器的总体结构通常按工艺流程、结构形式、风量控制方式、通风方式、防寒防冻方式等进行分类。

1

按工艺流程分类

a、前干空冷后水冷

适用场合及特点：水源充足；要求冷却介质出口温度接近大气湿球温度；装置内场地较紧凑。

缺点：需要另外有循环冷却水系统；操作费、电耗及检修费较大；出口温度控制较差。

b、前干空冷后湿空冷

适用场合及特点：水源不足；要求循环水量尽可能少的情况；介质出口温度可冷至高于大气湿球温度5℃左右；操作费用较使用水后冷者要小；一般湿空气的排水可过滤后重复使用，不需另设循环水场，或作其他循环水的补充水。

缺点：后湿空冷占地比后水冷略大；操作技术比采用后水冷者要求略高。

c、干湿联合型空冷

适用场合及特点：用于中、小处理量场合或大处理量场合或大处理量干空冷的空冷；占地面积小；操作费用省。

缺点：操作技术比采用后水冷者略高。

d、全干空冷

可用于寒冷地区或介质出口温度比夏季设计气温高15~20℃的场合；可用于高压介质冷却系统；运转费用较前空冷后水冷低。

e、全湿空冷

适用场合及特点：作为干空冷的补充手段；进口文帝低的介质冷却，且终冷温度要求高于大气湿球温度5℃。

1

按结构形式

1、水平式结构布置（引风式和鼓风式）

适用场合及特点：适用于任何场合。管束水平放置，为了防止冷凝液停留在管中，管子应有3°或1％的倾斜。

优点：结构简单，安装方便，管内热流体和管外空气分布比较均匀。

缺点：占地面积比较大，管内流动阻力较斜顶式大。

2、直立式

适用场合及特点：管束及风机叶轮水平放置，气流垂直于地面，自下而上或反之；结构简单，安装方便；对于冷凝的管排本身或最后一行程管子，常有一坡度，以便于排液。

缺点：占地面积大，管内阻力比其他形式要大。

3、斜顶式

适用场合及特点：通常用于管内冷凝或占地面积受限的场合。

优点：管内热流体和管外空气分布比较均匀。传热系数比水平式略高。管内流动阻力小。占地面积较小。

缺点：结构略复杂。

1

空冷器的构件

空冷器的基本部件：

1、一组或多组带翅片的管束，需要冷却或冷凝的流体在管内通过，空气在管外流动，对流涕进行冷却。

2、一个或几个轴流风机，驱使空气流动。

3、构架。

4、附件，如百叶窗、蒸汽盘管、梯子、天台等。

管束

管束由翅片管与管箱及框架构成。管子的两端胀接在管箱的侧面。管子的上、下两侧各与进出口管子相连。管子按三角形排列，其安装形式有水平、倾斜、直立等。

翅片管

a、L型翅片管

适用范围及特点：允许最高介质温度≤150℃；允许最高使用压力，钢管≤32MPa，铝管≤2.5MPa；翅片管管长12m、10.5m、9m、6m、4.5m、3m；价格低廉，使用最多。

缺点：不宜用于振动很大的场合；在湿空冷中使用寿命较短。

b、LL型翅片管

适用范围及特点：允许最高介质温度为170℃；抵抗大气腐蚀较L型翅片管好，适用于湿空冷；传热性能比L型翅片管要好；翅片管管长同L型翅片管。

缺点：价格较L型略贵。

c、G型翅片管

适用范围及特点：允许最高介质温度为350℃；钢管允许最高使用压力≤3.2MPa；传热性能比L型翅片管要好；翅片长同L型翅片管。

缺点：管内外抗腐蚀性能较差；管壁有应力集中，不能用于中、高压场合。

d、KLM型翅片管

允许最高介质温度为250℃；在 L型翅片管管壁及L 形翅片折边部分增加纵向滚花，翅片与钢管的结合力及承受冷热急变能力较佳，传热效率比L 型略高（约 6% ～ 7%)

e、双金属扎片管

适用范围及特点：允许最高介质温度为280℃；刚管〈内）最高使用压力为 32MPa；可采用耐腐蚀的内管；传热性能介于镶嵌式和绕片式之间；可用于振动甚大的动力机械中。

缺点：价格昂贵；制造技术要求高；重量大。

f、椭圆套管矩形片翅片管

适用范围及特点：传热性能比圆形翅片管高25%；管外阻力比L型翅片管低10%~30%；占地面积比圆管小20%；能耗可比圆管大为节省。

缺点：价格昂贵；制造工序多，加工较复杂。

管箱

常用的管箱形式如下。

A、丝堵型管箱

适用范围及特点：使用最多，可用于汽油、煤油及其他轻质油品和溶剂以及介质污垢系数不大的各种场合；压力形式≤20MPa。

缺点：丝堵及垫圈数量较多，加工量较大。

B、可卸盖板管箱

适用范围及特点：用于介质污垢系数较大的场合；用于易凝的介质；设计压力≤6.4MPa；a型卸盖时不必拆卸管线法兰，c型常用于不锈钢或铝制空冷管束上。

缺点：平板盖板厚重，检修不便；为保证密封，对加工要求高。

C、集合管型管箱

适用范围及特点：用于高压场合，设计压力≤32MPa；用于含氢介质；用于不锈钢管或其他耐腐蚀材料制作的集合管箱。

缺点：对焊接要求高。

D、锻造型法兰管箱

适用范围及特点：用于高压场合；检修时更换翅片管极为方便，管箱使用寿命长。

缺点：加工量大，加工精度要求高；一次性投资成本高。

风机

风机一般要求压头低、流量大，一般采用空气螺旋桨型轴流风机，通常为立式安装。

运行方式

a、鼓风式：空气先经风机再经管束。

b、引风式：空气先经管束在经风机。

调节方式

a、调角式：停机调角、不停机调角、自动调角。

b、调速式：变频调速。

构架

空冷器构架应具有良好的稳定性。通常由型钢及薄钢板组成，目前多采用冷弯异型型钢。构架的尺寸应与管束和风机的尺寸相匹配。 在选择构架型号时，应注意下列事项。

1、同样长度的管束才可以放在同一构架上。

2、不同宽度的管束放在同一构架上时，可以不沾满构架的全宽，所欲空缺部分，应另用密封件覆盖密封。

3、不同长度空冷管束，一般不放在一起，应分离、组成不同的组或台。

4、鼓风式构架自成整体。引风式构架多数依靠管束构架测梁构成，不能独立支撑。

百叶窗

百叶窗的安装方式有以下三种：

鼓风式：百叶窗安装在管束出风口。

引风式：百叶窗安装在风机出风口。

热风再循环式：百叶窗安装在相应的空气通道上。

百叶窗可采用手动或自动调节。

手动式：用机械装置手动调节百叶窗开启度。

自动式：用自动仪表控制系统操纵百叶窗上的机械执行机构，以调节百叶窗开启度。

叶片开启方式也有两种，即对开式和顺开式。

顺开式：叶片以相同旋转方向开启，每个叶片的开启度也相同。

对开式：相邻两个叶片以相反旋转方向开启，每个叶片的开启度相逢。

对开式的操作连杆系统较顺开式的较复杂，但调节性能较好，风量随叶片开启度的变化曲线比较接近先行，有利于操作。