null第三章 空气冷却器第三章 空气冷却器一、基本类型及特点
二、总体
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
考虑因素
三、空气侧膜传热系数及阻力
四、强制通风的风机功率
五、自然通风的风筒高度 第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点结构形式及分类
空气冷却器的基本部件如下:
管束—由管箱、翅片管和框架组合构成。需要冷却或冷凝的流体在管内通过,空气在管外横掠流过翅片管束,对流体进行冷却或冷凝;
轴流风机—一个或几个一组的轴流风机驱使空气流动;
构架—空气冷却器管束及风机的支承部件;
附件—如百叶窗、蒸汽盘管、梯子、平台等;
第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点结构形式及分类
第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点结构形式及分类
空气冷却器分类:
①按管束布置方式分为:水平式、立式、斜顶式等。
②按通风方式分为:鼓风式、引风式和自然通风式。
③按冷却方式分为:干式、湿式和干湿联合式。
④按工艺流程分为:全干空冷、前干空冷后水冷、前干空冷后湿空冷、干湿联合空冷。
⑤按安装方式分为:地面式、高架式、塔顶式(在塔顶上和塔联成一体)。
⑥按风量控制方式分为:停机手动调角风机、不停机自动调角风机、自动调角风机和自动调速风机、百叶窗调节式。
⑦按防寒防冻方式分为:热风内循环式、热风外循环式、蒸汽拌热式以及不同温位热流体的联合等形式。
第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点结构形式及分类
几种典型的空冷器结构特点及适用场合
结构形式 适用场合及特点优缺点水平式-鼓风式适用于任何场合。管束水平放置,为防止冷凝液滞留管中,管子应倾斜3º或1%。
鼓风式风机叶轮呈水平放置,置于管束下方。进入叶片的是冷空气。
优点是结构简单,安装方便、管内热流体和管外空气分布比较均匀。
缺点是占地面积较大,管内流动阻力较斜顶式大。
第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点结构形式及分类
几种典型的空冷器结构特点及适用场合
结构形式 适用场合及特点优缺点水平式-引风式引风式风机叶轮呈水平放置,置于管束上方。进入叶片的是热空气。 优点是结构简单,安装方便、管内热流体和管外空气分布比较均匀。
缺点是占地面积较大,管内流动阻力较斜顶式大。
第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点结构形式及分类
几种典型的空冷器结构特点及适用场合
结构形式 适用场合及特点优缺点直立式-风机叶轮垂直放置管束立放,风机叶轮可垂直或水平放置。多用于湿式空冷,干湿联合空冷或小型冷却装置。安置方向应与平时的风向配合。一般用于气体冷凝冷却,也适用于真空系统。进入叶片的是热空气或增湿后的热空气。
优点是结构紧凑,占地面积小。管内流体阻力较水平式小。
缺点是管束中空气分布不均匀,易受外界自然风的干扰;管束不易太长,否则其刚度下降。第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点结构形式及分类
几种典型的空冷器结构特点及适用场合
结构形式 适用场合及特点优缺点直立式-风机叶轮水平放置管束立放,风机叶轮可垂直或水平放置。多用于湿式空冷,干湿联合空冷或小型冷却装置。安置方向应与平时的风向配合。一般用于气体冷凝冷却,也适用于真空系统。进入叶片的是热空气或增湿后的热空气。
优点是结构紧凑,占地面积小。管内流体阻力较水平式小。
缺点是管束中空气分布不均匀,易受外界自然风的干扰;管束不易太长,否则其刚度下降。b型结构略复杂。 第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点结构形式及分类
几种典型的空冷器结构特点及适用场合
结构形式 适用场合及特点优缺点斜顶式-鼓风式适用于任何场合。
风机叶轮水平放置,置于管束下方。进入叶片的是冷空气。 优点是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。
缺点是结构略复杂。
第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点结构形式及分类
几种典型的空冷器结构特点及适用场合
结构形式 适用场合及特点优缺点斜顶式-引风式管束斜放呈人字形,夹角一般在60º左右。百叶窗置于管束上方,风机置于管束下方空间的中央。 优点是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。
缺点是结构略复杂。
第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点结构形式及分类
几种典型的空冷器结构特点及适用场合
结构形式 适用场合及特点优缺点增湿空冷器-水平式适用于相对湿度低于30%的
干燥炎热地区。空气经过增湿室和水分离板后进入管束。 在空气入口处喷雾状水,借水蒸发使干燥的空气增湿而接近空气的湿球温度。增湿后的低温空气经过水分离板除去水滴,再横掠翅片管束。
耗水量较大,增加了空气侧的流动阻力。
第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点结构形式及分类
几种典型的空冷器结构特点及适用场合
结构形式 适用场合及特点优缺点增湿空冷器-喷淋蒸发湿式空冷器 在气温较高而且比较干燥的地区,干湿球温差不小于14℃,则可采用喷淋水使空气增湿,将空气干球温度降低到接近湿球温度,使传热温差加大,提高传热效果。管外膜传热系数比普通干式空气冷器高3~5倍(3)。同时兼有增湿和蒸发空冷的优点,实际消耗水量很少。在换热管束前方设置若干个喷头,喷头将雾化水滴均匀地喷向管束。雾化水滴直接喷射在管束
表
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面,形成一层薄水膜,水膜蒸发的汽化潜热使管束的换热能力大幅度提高。
喷头易堵塞造成喷淋不均匀,采用高翅片、小片距的管束,水膜易在翅片间出现架桥现象,致使水雾不能直接喷淋到翅片管表面,降低了效果。 第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点结构形式及分类
几种典型的空冷器结构特点及适用场合
结构形式 适用场合及特点优缺点增湿空冷器-表面蒸发式空冷器 表面蒸发空冷是由光管组成的一种空冷装置,利用管外水膜的蒸发带走热量,借以把管内流体的温度降到所需温度。
由分配器将冷却水向下喷淋到传热管表面,使传热管外表面上形成连续均匀的薄水膜。 表面蒸发空冷具有结构紧凑,效率较高的优点。当管内介质的温度很低时,由于蒸发量小也会影响表面蒸发空冷的使用效果。当管壁温度处于露点时,易产生露点腐蚀。因采用光管,流动阻力较低。 第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点结构形式及分类
几种典型的翅片管及适用范围
翅片管形式 适用范围优缺点(1)L形翅片管
L型绕片管是通过把弯成L形的铝带拉紧
后缠绕在芯管上制造而成的。
最高使用温度:
钢管铝片 T≤180℃;
铝管铝片 T≤150℃;
最高使用压力:
钢管 P≤32.0MPa; 铝管 P≤0.25MPa; 制造简便,价格便宜,使用最多。
翅片易松动,增大接触热阻。由于铝翅片的刚度不够,翅片的抗倒伏性能较差。在湿空冷时寿命较短。第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点结构形式及分类
几种典型的翅片管及适用范围
翅片管形式 适用范围优缺点(2)LL形翅片管LL形翅片管翅片根部互相重叠,与管壁接触良好,适于湿空冷器。使用温度比L型翅片管略高。
LL型翅片管可以部分克服L型翅片管的翅片易松动,接触热阻大的缺点。保证了对管壁的完全覆盖,传热性能比L型翅片管略好。缺点是加工难度增加,价格可能略有提高。第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点结构形式及分类
几种典型的翅片管及适用范围
翅片管形式 适用范围优缺点(3)G形镶嵌式翅片管铝片嵌入钢管表面被挤压到约0.25~0.5毫米深的螺旋槽中,同时将槽中挤出的金属用滚轮压回翅片根部
优点是传热效率高(有资料表明比L形翅片高约20%)。工作温度钢管钢片≤400℃,钢管铝片≤260℃。缺点是不耐腐蚀,造价高。
第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点结构形式及分类
几种典型的翅片管及适用范围
翅片管形式 适用范围优缺点(4)KLM形翅片管KLM翅片管是L型绕片管的一种。制造中多了两道滚花工艺,使其综合性能超过了其它所有翅片管。传热性能好,接触热阻小;翅片与管子的接触面积大,贴合紧密、牢靠,承受冷热急变能力较佳;翅片根部抗大气腐蚀性能高。第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点结构形式及分类
几种典型的翅片管及适用范围
翅片管形式 适用范围优缺点(5)DR双金属轧片管双金属轧片管是较理想的抗腐蚀型管子,它完全克服了L、LL绕片管的缺点。内外管可以分别选材,内管可选用碳钢、不锈钢、黄铜等;管外可一般采用铝或铜。经过轧制内外管子可以紧密结合在一起。 主要优点有许用温度高,可达260℃;抗腐蚀性能好,寿命长;传热性能好,压力降小;翅片和管子形成一个整体,刚度好。缺点是价格较其它翅片管高,重量大。 第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点第三章 空气冷却器
一、基本类型及特点结构形式及分类
几种典型的翅片管及适用范围
翅片管形式 适用范围优缺点(6)椭圆形翅片管钢制椭圆管套矩形翅片,然后热浸镀锌。或热浸镀锌缠绕式椭圆钢翅片管 。
使用范围宽广。比具有相同周长的圆管,水力直径小,管内传热系数高;椭圆翅片管束通常以短轴面迎风,气流流动平滑管子后面形成的涡流小,因此空气流动阻力比圆管减少约30%,特别适合用于自然通风空冷器;迎风面积小、比较紧凑,占地面积只有圆管的80%。第三章 空气冷却器
二、总体设计考虑因素第三章 空气冷却器
二、总体设计考虑因素1 总体设计要点
①根据工艺介质的冷凝冷却要求及所建装置的水源、电力情况,进行空冷与水冷的技术经济比较,以确定使用空冷器的合理性;
②根据热介质要求的冷却终温、环境条件,确定空冷器的型式;
③按经验总传热系数初步估算所需的换热面积,选择空冷器型号;
④根据工艺介质的操作条件及物性,对初选型号进行精确核算:管内膜传热系数及阻力降、管外传热系数及阻力降、总传热系数、有效平均温差,进而计算所需传热面积。如果所选型号的面积不足或偏大,需调整型号,重复前面计算,直至所选型号满足设计要求。然后再对风机进行核算。若选用的是湿式空冷或干湿联合空冷,还需计算喷水量及水的蒸发量;
⑤根据装置生产特点,综合考虑空冷平竖面布置及控制
方案
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;
⑥考虑噪声、防凝防冻等方面的问题。第三章 空气冷却器
二、总体设计考虑因素第三章 空气冷却器
二、总体设计考虑因素2 有关参数的选择-总体形式选择
(1)前干空冷-后水冷
a.水源充足; a.需有循环水冷却系统;
b.要求介质终端温度冷至 b.操作费和检修费较大;
接近大气湿球温度;
c.装置内场地较紧凑。 c.热介质终端温度控制较差。
(2)前干空冷-后湿空冷
a.水源不充足,水耗约为后冷器 a.后湿冷占地面积大;
的5%~10%左右;
b.要求介质终端温度高于大气湿 b.操作费技术比后冷要求高。
球温度5℃左右;
c.操作费用比后冷小20%~40%。
第三章 空气冷却器
二、总体设计考虑因素第三章 空气冷却器
二、总体设计考虑因素2 有关参数的选择-总体形式选择
(3)干湿联合空冷
a.适于中小处理能力场合; a.操作技术要求高。
b.占地面积小;
c.操作费用省。
(4)全干空冷
a.寒冷地区;
b.介质终温比夏季设计气温高
15℃~20℃;
c.运转费最省。
第三章 空气冷却器
二、总体设计考虑因素第三章 空气冷却器
二、总体设计考虑因素2 有关参数的选择-总体形式选择
(5)全湿空冷
a.作为干空冷的补充手段; a.进口温度高于80℃时,
b.进口温度低的介质,并且介质 翅片管表面易结水垢。
冷却终温高于湿球5℃。
第三章 空气冷却器
二、总体设计考虑因素第三章 空气冷却器
二、总体设计考虑因素2 有关参数的选择-管排数的选择(依据过程选择)
(1)冷却过程 (2)冷凝过程
轻碳轻化合物 轻碳轻化合物
(汽油、煤油等) 4 或 6 (汽油、煤油等) 4 或 6
轻柴油 4 或 6 水蒸气 4
重柴油 4 或 6 重整或加氢反应器
润滑油 4 或 6 出口气体 6
塔底重质油 6 或 8 塔顶冷凝器 4 或 6
煤气 4
汽缸冷却水 4
第三章 空气冷却器
二、总体设计考虑因素第三章 空气冷却器
二、总体设计考虑因素2 有关参数的选择-管排数的选择(依据管内介质温度选择)
△T≤6 - 3
6<△T≤10 <300 3
50<△T≤100 <200 5
100<△T≤170 <100 6
△T>170 - 8或以上
第三章 空气冷却器
二、总体设计考虑因素第三章 空气冷却器
二、总体设计考虑因素3 迎风面速度底选择
3 4 5 6 7 8
3.15 2.84 2.74 2.54 2.44
2.8 2.5 2.3
3.15 3.0 2.83 2.75 2.58 2.5第三章 空气冷却器
二、总体设计考虑因素第三章 空气冷却器
二、总体设计考虑因素4 翅片管类型的选择
>2000 高翅
1200~2000 高翅或低翅
120~1200 低翅
<120 光管
第三章 空气冷却器
三、空气侧传热系数与阻力第三章 空气冷却器
三、空气侧传热系数与阻力干式空冷器
1.圆形翅片管
强制通风条件:
膜传热系数:
引风式空冷则应根据管排数取下表管排校正系数,
对上式进行校正。
第三章 空气冷却器
三、空气侧传热系数与阻力第三章 空气冷却器
三、空气侧传热系数与阻力干式空冷器
1.圆形翅片管
强制通风条件:
阻力计算:
当2000≤Rea<5000,1.8≤St/dr<4.6时,
正三角形排列:
横向管心距与纵向管心距不相等的三角形排列: 第三章 空气冷却器
三、空气侧传热系数与阻力第三章 空气冷却器
三、空气侧传热系数与阻力干式空冷器
1.圆形翅片管
自然通风条件:自然通风的风速一般低于1m/s,而低风速下园翅片
管的传热和阻力试验数据非常缺乏。现根据对低风速下圆翅片管的传
热和流动阻力研究的结果,推荐以下的计算关联式,仅供参考。
以基管外表面积为基准的管外膜传热系数:
1100≤Rea≤3000
空气通过园翅片管束的阻力:
0.35m/s≤Un≤0.95m/s
第三章 空气冷却器
三、空气侧传热系数与阻力第三章 空气冷却器
三、空气侧传热系数与阻力干式空冷器
2.椭圆翅片管
强制通风条件:2300≤Re≤15000(ua≥1.0m/s)
膜传热系数:
流动阻力:第三章 空气冷却器
三、空气侧传热系数与阻力第三章 空气冷却器
三、空气侧传热系数与阻力干式空冷器
2.椭圆翅片管
自然通风条件: 800<Re<2300(ua<1.0m/s)
膜传热系数:
m,n的算法与强制通风不同。
流动阻力:第三章 空气冷却器
三、空气侧传热系数与阻力第三章 空气冷却器
三、空气侧传热系数与阻力干式空冷器
3.椭圆管绕钢制翅片I型翅片管
强制通风条件:3000<Re<9000
膜传热系数:
流动阻力:
第三章 空气冷却器
三、空气侧传热系数与阻力第三章 空气冷却器
三、空气侧传热系数与阻力湿式空冷器
1.早期模型
强制通风条件:Gmax=2~6 kg/m2·s;Bl=80~370 kg/m2·s;θ=5~20。
膜传热系数:
温度准数 空气入口干球温度 入口处的露点温度
流动阻力:
第三章 空气冷却器
三、空气侧传热系数与阻力第三章 空气冷却器
三、空气侧传热系数与阻力湿式空冷器
2.LPEC模型
洛阳石化工程公司和西安交通大学合作,对湿式空冷的最佳结构做了进
一步的开发研究,证明翅片高度低、翅间距大的翅片管具有较好的增湿换热
性能。
第三章 空气冷却器
三、空气侧传热系数与阻力第三章 空气冷却器
三、空气侧传热系数与阻力湿式空冷器
3.喷水量及耗水量
喷水量
耗水量
由于空气的设计温度一般都在25℃-35℃之间,在这个温度区间内的汽
化潜热变化不大,取其平均值△Hs=2256.25J/kg即可。
第三章 空气冷却器
四、强制通风的风机功率第三章 空气冷却器
四、强制通风的风机功率全风压:总静压力降与风机出口动压力降之和
全风压 总静压 动压力降
电机功率
风机轴功率
风压系数
风量系数第三章 空气冷却器
四、强制通风的风机功率第三章 空气冷却器
四、强制通风的风机功率 B型四叶片风机特性曲线
第三章 空气冷却器
四、强制通风的风机功率第三章 空气冷却器
四、强制通风的风机功率 B型六叶片风机特性曲线
第三章 空气冷却器
四、强制通风的风机功率第三章 空气冷却器
四、强制通风的风机功率 W型四叶片风机特性曲线
第三章 空气冷却器
四、强制通风的风机功率第三章 空气冷却器
四、强制通风的风机功率动力消耗:当风机的风量自调节时,
①先算出气温在35℃时的电机功率N0,其轴功率为η3·N0(η3为电机效率,其值应介于0.86~0.92之间);
②按照当地的年平均气温tm,并按图查出tm时的相对功率X%。
当风机的风量不能调节时,
每年的实际消耗的轴功率
由下式计算:
第三章 空气冷却器
五、自然通风的风筒高度第三章 空气冷却器
五、自然通风的风筒高度风筒高度计算
风筒的顶部直径