空气冷却器分类及特点

摘要：空气冷却器是利用空气冷却热流体的换热器。管内的热流体通过管壁和翅片与管外空气进行换热，所用的空气通常由通风机供给。空冷器按使用场合不同，可分为电厂空冷器和石化空冷器。按冷却方式，可分为干式、湿式、以及干－湿联合式空冷器。空气冷却器的通风有鼓风和引风两种方式。下面就和小编一起了解一下空气冷却器的知识吧。

空气冷却器分类及特点

1、湿式空冷器

湿式空冷器根据喷水方式，可分为表面蒸发型、增湿型和喷淋型3种，在石化工业中以后两种为主。表面蒸发式空冷器是一种利用管外水膜蒸发来强化传热、由光管组成的空冷装置。增湿型湿式空冷器只适用于相对湿度低于50%的干燥、炎热地区，因为干空气相对湿度越小，增湿后降温越多，冷却效果越显著。喷淋型湿式空冷器是直接在翅片管束上喷雾状水，利用水分蒸发的潜热交换和空气被增湿降温来强化传热，同时，水雾的存在可使空冷器入口空气温度接近环境湿球温度，提高了传热平均温差，在3%喷淋量下换热系数可比干式空冷器提高2 ~4倍。

总之，相较于干式空冷器，在炎热的夏季，环境气温较高时，应用湿式空冷器更为有利。但是，湿式空冷器在管内流体温度超过70℃时，就极易结垢，且管外空气阻力损失较大，约为干式空冷的1.4倍。管束面积不能太大，故单元装置的相对面积较小，价格相对较高。

2、干式空冷器

干式空冷器仅依靠空气温升的显热方式来交换热量，靠翅片管和风机强制循环强化传热。操作简单，使用方便，但由于其冷却温度取决于空气的干球温度，所以一般只能把管内热流体冷却到高于环境温度15~20℃。

因此，对于我国南方湿热地区，湿式空冷器蒸发效果不好，一般主要用干式空冷器。从热量传递角度讲，空气的比热仅为水的比热的1 /4，空气的密度也远小于水的密度，因此，若传递相同的热量，冷却介质温升相同，所需要的空气量将是水的4倍，相比于水冷却器，干式空冷器的体积是很大的。最关键的是，空气侧的换热系数很低，约为50~60W/(m2·℃)，导致光管空冷器的总传热系数很低，较水冷却器的传热系数约低10~30倍，为抵消空气侧换热系数较低的影响，空冷器一般均采用扩展表面的翅片管，其翅化比大致为10~24倍。也有采用板式传热元件的板式空冷器，因为板片形成的流道断面形状沿流动方向不断变化，增强了扰动，在低雷诺数下具有高的传热效率和低的压降，特别适用于石化行业大型装置(如大型乙烯成套设备等)的空冷器，但是由于板式空冷器的流道狭窄，在我国北方寒冷的冬季，容易引起流道内被冷却介质凝结而堵塞流道，并且易结垢从而堵塞流道，又由于加工工艺多为全焊式结构，局部损坏或堵塞时，必须整台更换空冷器，造成很大浪费。所以，翅片管仍然是空冷器的主流传热元件，空冷器的本质可以看为是空气－热媒的管翅式换热器，强化空气冷却器传热性能的关键是研制低接触热阻、高传热效能和流动阻力小的翅片管。当换热器内部为压力较高的流体时，管外加肋，就相当于用不承压的廉价肋片取代承压的优质管材，经济效果显著。

3、干－湿联合式空冷器

干－湿联合式空冷器，就是将干式空冷器与湿式空冷器组合集成。组合的一般原则是，在工艺流体高温区用干式空冷器，起气体冷凝的作用;在低温区使用湿式空冷器，起冷凝液冷却的作用。总之，选择哪种形式的空冷器，要根据当地的大气温度、风速及相对湿度等环境气候条件，结合介质最终冷却温度等换热工艺要求，并兼顾经济性，进行综合考量确定。

空气冷却器通风方式

1、鼓风式：空气先流经通风机后流入管束。

2、引风式：空气先流经管束后流入通风机。前者操作费用较经济，产生的湍流对传热有利，使用较多。

后者气流分布均匀，有利于温度精确控制，噪声小，是发展的方向。热流体出口温度主要靠调节通过管束的风量来控制，即调节叶片的倾角、通风机转速和百叶窗的开启程度等。对冬季易凝、易冻的流体，可采用热风循环或蒸汽加热的办法调节流体出口温度。

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