蒸发式冷凝器除垢 [浅析蒸发式冷凝器的应用]

　　蒸发式冷凝器的应用越来越广，它是工业生产和制冷装备中的重要设备。本文对蒸发式冷凝器的工作原理、蒸发式冷凝器的分类及结构特点、蒸发式冷凝器的优势、蒸发式冷凝器的能耗以及经济效益进行了分析。
　　
　　蒸发式冷凝器广泛应用于没有循环水系统的企业中。某合成氨新系统冰机系统，共有冰机6台。冰机出口气氨冷却系统采用7台立式泠凝器，随着合成氨装置的不断改造，在夏季时，机电流高，导致生产运行既不安全也不经济。
　　1. 蒸发式冷凝器的工作原理
　　喷淋水由水泵将集水槽中的水输送到蒸发式冷凝器顶部的喷淋管，经喷嘴喷淋到冷凝排管的外表面形成很薄的水膜，水膜中部分水吸热后蒸发为水蒸气，其余落入集水槽，供水泵循环使用。轴流风机强迫空气从顶部和侧壁下部被吸入流经盘管，填料、饱和热湿空气则被排到周围大气中，热湿空气中夹带的部分水滴通过收水器截留，有效地控制水滴飘散损失，散失致大气中的水蒸气在系统中由浮球阀控制补充冷却水。如图1所示。
　　2.蒸发式冷凝器的分类及结构特点
　　蒸发式冷凝器按照不同的标准可分为多种类型，例如，按照风机的工作方式可分为鼓风式和西风式；按照换热的核心部件的结构可分为管式蒸发冷凝器和板式蒸发式冷凝器。目前，水平管式蒸发式冷凝器在工业上应用较多，其达到强化传热的目的主要是通过对换热盘管管型结构来实现的。
　　盘管式蒸发冷凝器的水从喷嘴喷洒在冷凝盘管上，在盘管外表面形成水膜，从蒸发式冷凝器底部进风栅进入的空气与下落的水膜形成逆流，一部分水变成蒸汽，另一部分水被吹散形成小水滴，与空气换热，最后被收水器收集，其热量被空气带走。
　　3. 蒸发式冷凝器的优势
　　蒸发式冷凝器具有以下优势：1）系统运行费用低。在湿球设计温度8.3℃以内，冷凝温度是非常实际和经济的，其压缩机功率要比其他冷凝器系统节省10%以上的功耗，比风冷式冷凝器系统节省30%功耗，风机的功率与冷凝器系统的风机消耗的功率一样。由于泵的扬程较低和水流量的降低，水泵的功率大约是普通的冷凝器系统中所需的水泵功率四分之一；2）初投资低。蒸发式泠凝器把冷却塔、冷凝器、循环水泵、循环水池以及水管综合为一体，这样使得这些设备的安装费用节省了。蒸发式冷凝器高效率地利用蒸发式冷却换热方式，所以能有效地减少换热面积、风扇的数量和风机电机功耗；3）空间也被节省了许多。正因为蒸发式冷凝器将冷凝器盘管和冷却塔结合为一体，从而使得空间被节省了许多，并且其不需要较大的水泵和管路。蒸发式冷凝器只要求大约是相同规格的风冷式冷凝器的一半的迎风面积。
　　4. 蒸发式冷凝器的能耗
　　冷凝器进出口水的温差一般在2~5℃，在常压下，水在35℃时的比热容为4.178kj/(kg•k)，因此，理论上讲1kg冷却水带走的热量为8.36~20.39kj。在常温且等质量下，利用蒸发冷凝器所蒸发吸收热量是水温升5℃吸收热量的115倍，由此可以看出，蒸发式冷凝器比较省水省电。
　　蒸发式冷凝器的能耗主要由风机和循环水泵组成。风机功率计算如下：
　　…… （1）
　　上式中，单位冷凝负荷的风机功率用来表示；风机风压用来表示；相应于单位冷凝负荷的风量用来表示。
　　按下式来计算水泵功率：
　　 …… （2）
　　上式中，单位冷凝负荷的水泵功率用来表示；水泵扬程用来表示；单位冷凝负荷的水流量用来表示。
　　可用单位热量的耗功来衡量蒸发式冷凝器能耗，其计算如下：
　　
　　…… （3）
　　上式中，冷凝水泵总额定功率用来表示；冷凝风机总额定功率用来表示；冷凝器的总排热量用来表示。
　　5. 经济效益分析
　　合成氨新系统冰机系统使用高效节能蒸发式冷凝器后，合成氨系统冰机系统的供水紧张的局面得到了明显缓解，循环水量由原立式水冷器的1750m3/h将为720m3/h，每小时节约循环水量1030m3/h。改造后冷冻系统补水量降低了30.9m3/h，年节约一次水量24.72万吨，年增经济效益17.65万元。在采用合成氨闭路水供水时，轴流风机、循环水泵、供水泵耗电量共为每小时350KWh，改造后装置耗电每小时84KWh，运行电耗大幅度降低，每小时节电266KWh，年节电212.8 KWh，年增经济效益76.6万元。改造后冷冻系统冰机电耗每小时比去年同期下降了45 KWh，年节电35.64万KWh，年增经济效益11.4万元。蒸发泠凝器循环水系统每小时补水量为7m³，每小时增加运行成本18.7元，年增运行费用14.8万元。
　　
　　参考文献
　　[1] 钱伯章. 新型蒸发式冷凝器[J]. 石油化工设备，2008（5）.
　　[2] S.P.Fisenko，A.A.Brin,A.I.Petruchik.Evaporative cooling of water in a mechanical draft cooling tower.International Journal of Heat and Mass Transfer，2004（47）：165-177.
　　（作者单位：沧州职业技术学院061000）

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