空冷器的防凍設計

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1、12應用能源技術2010年第4期(總第148期)空冷器的防凍設計林寶森(哈爾濱空調(diào)股份有限公司,哈爾濱150088)摘要:針對空冷器在運行過程中,防止進口空氣溫度過低,導致工藝介質(zhì)出現(xiàn)結(jié)凍等問題。提出了預防措施,并對幾種措施進行了詳細的論述。關鍵詞:空冷器;防凍保護;熱風循環(huán)中圖分類號:TU831.36文獻標志碼:A文章編號:1009-3230(2010)04-0001Frost-proofDesignofAirCoolerLINBao-sen(HarbinAirConditioningCO.Ltd.,Harbin150088)Abstract:Thispap

2、erintroducedtheproblemoflowinlettemperatureandfreezingprocessmediate,offeringpreventmethodsanddiscussseveralmethodsparticularly.Keywords:Aircooler;Protectionofpreventfrostbite;Heatedaircirculation在低溫環(huán)境下,高粘性、高凝固點的工藝介質(zhì)通常導致不可凝的雜質(zhì)在靠近較低換熱管出口端如采用空氣冷卻器進行冷卻或冷凝,為保持換熱聚集。不凝物的存在導致功能降低及較冷換熱管管管壁溫

3、度等于或高于規(guī)定的最低管壁溫度以避內(nèi)冷凝物的過度冷卻和可能凍結(jié),也可能出現(xiàn)腐免出現(xiàn)操作問題,空冷器一般采用防凍保護措施。蝕。在穩(wěn)定條件下,空冷器底部和頂部排管和冷1空冷器防凍保護的原因空氣相接觸的先后次序不同,各排管的蒸汽冷凝區(qū)和冷卻區(qū)的分配是不一樣的。如圖1所示,由在規(guī)定的最低管壁溫度下,管壁溫度接近介質(zhì)的臨界工藝溫度,工藝介質(zhì)流體就容易發(fā)生凝于底部排管首先同冷空氣接觸,如果最上面的管固、堵塞和凍結(jié)等現(xiàn)象。臨界工藝溫度包括凝固排,冷凝在管子末端終止,則在底排管,冷凝在管子中間的某一點終止,其余管長形成冷卻區(qū)。冷點、傾注點、結(jié)蠟點、露點(如果冷凝引起腐蝕)、水

4、合狀及其他可能出現(xiàn)操作困難的溫度。凝液急劇過冷卻,在低溫下可能引起凍結(jié)。圖2在低溫環(huán)境下,空冷器的防凍保護主要包括說明了蒸汽冷凝器因不凝氣聚集所產(chǎn)生的問題。以下6種情況:由于第二排管冷凝的蒸汽量較第一排少,這樣,第(1)水和水稀釋溶液二排具有較低的壓力降。出口管箱的壓力等于入水和水稀釋溶液具有高的管程側(cè)傳熱系數(shù),口管箱的壓力減去流體流過第二排管時的壓力導致相對高的換熱管金屬溫度。當存在這些介質(zhì)降,所以出口管箱的壓力超過第一排管的出口壓時,需要簡單的防凍裝置系統(tǒng),如空氣流量控制系力。這樣,導致蒸汽進入第一排管的兩端,不凝氣統(tǒng)。極低溫度下啟動和停止可能要求附加措施

5、。在第一排管末端聚積,一直延伸到管長AB。等到(2)蒸汽全凝器第一排管末端壓力等于出口管箱的壓力,第一排蒸汽全凝器是單程易發(fā)生蒸汽從上(較熱)管的蒸汽才排入出口管箱。由于第一排管只有教管排出口端到下(較冷)管排出口端的回流。這少的帶有不凝氣的蒸汽流過,AB這段管壁變冷了。當冷凝水流過這段管子時,凝結(jié)水就有可能收稿日期:2010-02-10修訂稿日期:2010-03-06凍結(jié)。避免這種情況的措施是幫助減小或消除回作者簡介:林寶森,男,哈爾濱空調(diào)股份有限公司。流進較冷換熱管的蒸汽量。2010年第4期(總第148期)應用能源技術13當一種粘性介質(zhì)流經(jīng)若干平行流道時,

6、冷卻中局部的變化可能導致某些流道中流速急劇減小,這種現(xiàn)象叫做/紊流0。紊流是在體積、粘度、壁面粘度和壓降的某些條件下引起的,壓降的增加由高粘度引起(由低粘度通過額外的冷卻導致),相反壓降的減小則由低粘度引起。這種現(xiàn)象只能當流體是層流中才可能出現(xiàn)。當出現(xiàn)紊流時,一個管程的平行換熱管中的速度可能相差5倍多。結(jié)果換熱器的管程側(cè)總壓降可能增加到100%,如果流體在管內(nèi)通道是均勻分布,放出熱量可能降到小于介質(zhì)釋放到管道熱量的50%。這種流動不均勻分布在降低粘性和高傾注點介質(zhì)冷卻器功能的許多情況下是一個重要因素。(6)凝固點、水合狀和露點不連續(xù)的臨界工藝溫度是這類工藝介質(zhì)

7、的特征。對該介質(zhì),壁溫和介質(zhì)溫度的計算是非常重要的。一般需要嚴格的防凍措施。2空冷器的防凍保護措施(1)對管內(nèi)流體進行均勻分配,避免產(chǎn)生偏流現(xiàn)象。如在管路系統(tǒng)上采用F形或雙F形連接方式、增加管束的接管數(shù)目、對接管進行合理的布置等等。(2)調(diào)整送風量,采用自動調(diào)角風機和百葉(3)部分蒸汽冷凝器窗,在氣溫變化時,調(diào)節(jié)通風量,在低溫時,減少送在這類工藝流體中,出口蒸汽的量足夠大,不風量。發(fā)生回流,且蒸汽不斷從所有管排的出口端出去。自動調(diào)角風機比百葉窗具有以下優(yōu)點:(1)出口氣體量一般為進口流體總質(zhì)量的10%至較好的空氣流量控制,在或接近設計條件下提供30%。出口量低

8、于10%的為(2)中的蒸汽全凝更敏感的