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空气冷却器

第四章 空冷器的设计 4.1 空冷器的设计条件

4.1-1 设计条件 1. 空气设计温度

设计气温系指设计空冷器时所采用的空气入口温度。采用干式空冷器时，设计气温应按当地夏季平均每年不保证五天的日平均气温[1][2][3]。采用湿式空冷器时，将干式空冷器的设计气温作为干球温度，然后按相对湿度查出湿球温度，该温度即为湿式空冷器的设计气温。

我国各主要城市的气温列于附表4－1。从该表可见我国绝大多数地区夏季平均每年不保证五天的日平均气温低于35℃。当接近温度大于15－20℃时，采用干式空冷器比较合理。在干燥炎热的地区，为了降低空气入口温度可以采用湿式空冷器。

2. 介质条件

（1） 适宜空冷器的介质条件

适于采用空冷器的介质有石油化工过程中的气体,液体，水和水蒸汽等。 3. 热流的操作条件

（1） 流量。根据工艺要求而定。

（2） 操作压力。根据国家标准“空冷式换热器”的规定 ，最高的设计压 为35 Mpa，这个压力可以满足石油化行业空冷器的操作要求。

（3） 入口温度

热流的入口温度越高其对数平均温差越大，因而所需要的传热面积就越小，这是比较经济的。但是，考虑能量回收的可能性，入口温度不宜高，一般控制在120～130℃以下，超过该温度的那部分热量应尽量采用换热方式回收。在个别情况下，如回收热量有困难或经济上不合算时，可适当介质入口温度。就空冷器本身而言，考虑到介质温度升高会导致热阻的增加，传热效率下降，绕片式翅片管的工作温度可用到165℃ 而锒片式翅片管可用到200℃

如果热流入口温度较低（低于70~80℃），可考虑用湿式空冷器。 （4） 出口温度与接近温度

对于干式空冷器出口温度一般以不低于55~65℃为宜[3]，若不能满足工艺要求，可增设后湿空冷，或采用干－湿联合空冷。

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接近温度系指热流出口温度与设计气温之差值。干式空冷器的最低值应不低于15℃[3]，否则将导致空冷器的面积过大，这是不经济的。

上述的设计数据应填入表4.1-1的”空气冷却器规格表”内. 表41-1 空冷器设计规格表

表号 项目号 位号 日期 用户 厂址 装置 型式及规格 单元面积 换热量 传热系数 光管 m2 空气冷却器规格表 翅片管 m2 审核 校对 编制 版次 致命毒性 m2K/W 计算 焊制 W 光管 W/m2K 翅片管 W/m 2K 出口 液体名称 进入液体总量 液体kg/h 蒸气kg/h 不凝汽kg/h 水蒸汽kg/h 水kg/h 压力MPa 进口 特 性 数 据 --- 管内侧 出口 进口 重度kg/m3 比热J/kg.K 泡点℃ 倾点℃ 潜热 粘度,Pa.s 有 无 管内结垢热阻 压降 kPa 允许 特 空气总量 m3/s 空气量/台风机 m3/s 静压 Pa 迎风面风速 m/s 性 参 数 空气侧 海拨高度 m 进口温度(设计干球温度)℃ 出口温度℃ 设计压力 管束 尺寸 长×宽 数量 布置 结 构 设 计 试验压力 管箱型式 管箱材料 管程数 丝堵材料 设计温度 管子规格 3

管子材料: 无缝 管子长度m 管子数量 管心距 翅片型式 管束 串联 并联 垫片材料 台数 串联 并联 架规格 长×宽 腐蚀裕量 进口管数 直径 mm 翅片材料 出口管数 直径 mm 翅片外径 2006-3-5

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构架数量 架中心距 化学清洗 特殊接管 温度表 压力表 法兰面型式 片距 无 支座 无 印记 有 百叶窗 自动 手动 振动切换开关 有 无 风机型号 风机台数 风机直径 风机功率 机 械 设 备 驱动机型式 驱动机台数 驱动机功率 转数:转/分 减速机型式 减速机台数 功率 支架 百叶窗 驱动机转数 转/分 传动比 调节型式: 手调 自调 调频 材料: 叶片 轮毂 控制发生故障时的风机角度 最大 最小 锁住 控制发生故障时的风机速度 最大 最小 锁住 出口温度控制精度 ± ℃ 空气再再循环 占地面积 图号 外循环 内循环 蒸汽盘管 有 M2 总重 kg 运输重 kg

4.2翅片管参数的优化

翅片管是空气冷却器的传热元件，翅片管的参数对空冷器的传热效率、功率消耗和噪声等有直接的关系[4]。因此，选择合适的翅片管参数对空冷器设计是非常重要的的.以下就翅片管参数对传热和阻力降的影响及如何选择作出评述。

1 翅片管的参数

翅片管的参数主要是指它的几何参数如图1所示。

图4.2-1 翅片管的几何参数 图中几何参数的意义如下：

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