空冷器的工艺设计
【摘要】本文介绍了空冷器的典型工艺设计流程和方案，分析了在工艺设计过程中的主要设计参数选取，空冷器在化工生产中占着非常重要的比重，国内外对空冷器的工艺设计有着系统的研究。本论文以甘肃伏龙泉当地的气候条件作为数据来源，根据工艺要求、场地情况、环境温度变化资料和环保要求，确定具体的设计参数、总体方案、空冷器的型式，对空冷器的设计研究具有非常重要的参考价值和意义。
【关键词】空冷器工艺参数翅片管管程数管束风机总体方案
1 工况条件
1.1 空冷器的主要设计参数如下
1.2 工艺气组分如下
1.3 设计要求
环境设计温度35C，海拔影响不计，管内压降20 KPa
2 工艺参数确定
2.1 空气设计温度确定空气设计温度指设计空冷器时选用的当地空气入口干球温度。
本次设计根据需方提供气象数据，确定空气入口温度为
35C。
2.2 管内介质设计温度确定
2.2.1 入口温度确定理论上热流入口温度愈高，采用空冷愈经济，但入口温度超过200 C时，应考虑用其他换热器进行热量回收。
2.2.2 出口温度确定出口温度的选取直接影响空冷器经济性的重要指标，直接决定空冷器型式的选择。
2.3 干式、湿式空冷器型式确定一般条件下，对于干式空冷器
接近温差一般应大于
15C，若热流体出口温度不能满足要求，则考虑采用湿式空冷器。需方给出管程进出温度为75C /45C，接近温度为
30 C,本次设计使用干式空冷合理。
2.4 管排数确定管排数对于空冷器经济性的影响较大，从经济
上考虑，
一般希望空气温升15-20 C,
增加管排数，空气温升增加，但压降也增加，合理选择管排数的意义重大。本次设计为天然气冷却，确定管排数为6。
2.5 迎面风速确定迎面风速代表了空气经过翅片管的速度，过
小会导致空
气出口温度过高，空气与热流
的温差低，换热效率降低，需增大换热面积，成本增加；受风机转速的影响，迎面风速不能设计过高。根据以往设计经验，本次设计管排数为6，所以拟设计迎面风速为2.5-3 m/s.
2.6 管程数的确定选择管程数主要取决于允许管程压降和流体温度变化范围，以上两者较大时可以选用多管程，单相流全冷却时，
在满足允许压降的条件下应尽量提高流速，管内流体处于湍流状态对换热最有利，因此选用双管程以上比较合适。本次设计根据压力降以及管程流速，选用双管程。
3 总体方案设计
3.1 管束尺寸设计
3.1.1 翅片管参数设计
常用翅片管尺寸为，基管C 25x2.5mm，翅片类型为DR
(双金属轧制)，翅片厚度为0.4mm，翅片外径为57mm , 每米翅片数不少于433 片，这是一种常用高翅片管，另外还有许多种类的翅片管，具体选用原则要考虑压降，内外膜传热系数，经济性以及设备尺寸要求等因素，本次选用上述参数的翅片管，翅片基管材质选用20钢管(GB9948-2006)。
3.1.2 管外条件设计
空冷器也是一种换热器，与其他类型换热器最大的区别是管外介质一般是空气，相比其他换热器来说，环境因素对空冷器的影响很大。首先是环境温度的影响，直接决定了管外介质的温度，影响传热温差，进而影响换热效率；其次是海拔的影响，直接影响管外介质的密度，影响管外介质的体积流量。此次设计环境设计温度由甲方确定为35C,海拔比
较低，暂时忽略海拔对管外介质的影响。
3.1.3 管内条件设计
此次设计管内介质为天然气，按天然气主要组分选取管内污垢热阻系数，另外需要考虑的是管内压降数值，可以通过改变管程数以及改变换热管内径或者长度来满足允许压降值。3.1.4 管束规格型号设计
通过改变换热管数量和长度，得出管束的宽度，因为风机扩散为圆形，所以空冷器的长宽最好趋近于正方形或者正方形的组合。本次设计确定空冷器尺寸为5m x 2.5m。
3.2 风机选型设计
根据NB/T47007-2010 中7.3.3.3 每台风机的回转面积至少应占该风机所对应管束迎风面积的40%。我们可以得出
本次设计选用直径为1.8 米的风机2 台，风机型号为：G-TF18L4-
VS5实际空冷器所需的标准风量为135000 m3/h , 两台风机的总风量为140000 m3/h，大于空冷器所需要的标准风量，所以选取两台G-TF18L4-VS5风机满足工况要求。
4 结语
通过以上论证，对空冷器的主要参数：温度、管排数、管程数、迎面风速、干湿空冷器型式、翅片管规格、管束规格型号、风机型号、风量等的方案确认，满足此工况下热流体冷却的要求。另外，在化工企业等生产工艺过程都有采用空气冷却的实例，随着设计和制造技术的进步，空冷器得到越来越广泛的应用。
参考文献：
[1] GB150-2011 《压力容器》中国标准出版社出版发行
[2] GB151-1999《管壳式换热器》中国标准出版社出版发行.
[3] NB/T47007-2010《空冷式热交换器》新华出版社出版发行.
[3]GB/T13274-1991《一般用途轴流通风机技术条件》中
国标准出版社出版发行
空冷式换热器 1.空冷器型号的说明 为方便用户，我公司空冷器型号均参照GB/T15386-97《空冷式换热器》编制。 1.1管束 1.1.1管束型号的表示方法： □□□□□□□/□□□□ 翅片管基管材料（见1.1.2） 法兰密封面形式（见表1） 管程数（用罗马数字表示） 翅片管形式（见表3） 翅化比（见表2） 管箱型式（见表1） 设计压力 管束换热面积 管排数 管束公称直径：长×宽m 管束型式（见表1） 1.1.2管束型式与代号见表 表1 管束型式与代号 翅片管基管材料：当选用碳钢时可缺省，当选用武汉市润之达石化设备有限公司S、Cl-腐蚀稀土合金材料09Cr2AlMoRE时标注D，12Cr2AlMoV时标注R，选用其的抗H 2 它材料也应标注。 标注示例： a.鼓风式水平管束：长9m、宽2m；6排管；基管换热面积140m2；设计压力4Mpa；可卸盖板式管箱；双金属轧制翅片管，翅化比23.4；Ⅵ管程；接管法兰密封面凹凸面；材料09Cr2AlMoRE，管束型号为：GP9×2-6-140-4.0K1-23.4/DR-VIMFMD。 b.引风式水平管束：长9m、宽3m；6排管；基管换热面积193m2；设计压力2.5Mpa；丝堵式管箱；L型翅片管，翅化比23.4；Ⅱ管程；接管法兰密封面环连接面；材料为碳钢的管束型号为：YP9×3-6-193-2.5S-23.4/L-ⅡRJ。
表2 翅化比及迎风面积比（参照JB/T4740-1997）
1.2构架 1.2.1构架型号表示方法： □□□□ 风箱型式（见表3） 风机直径×102mm/台数 构架公称尺寸长×宽m（对斜顶式构架为长×宽×斜边长） 开（闭）型 构架型式（见表3） 标注示例： a.鼓风式空冷器水平构架长9m、宽4m；风机直径3000mm，2台，方箱型风箱；闭式构架型号为：GJP9×4B-30/2F。 1.2.2型式与代号 表3 1.3风机 1.3.1风机型号表示方法： □□□□□□□ 电动机功率KW 风机传动方式（见表4） 叶片数（见表4） 叶片型式（见表4） 叶轮直径×102mm 风量调节方式（见表4） 通风方式（见表4） 标注示例： a.鼓风式，停机手动调角风机；直径2400mm、B型玻璃钢叶片；叶片数4个；悬挂式电动机轴朝上V带传动、电动机功率18.5KW的风机型号：G-TF24B4-Vs18.5 b.引风式，自动调角风机；直径3000mm、R型玻璃钢叶片；叶片数6个；悬挂式电动机轴朝上V带传动、电动机功率15KW的风机型号：Y-2FJ30R6-Vs15
1、工程概述 宝氮集团10万吨/年甲醇制芳烃工程合成油装置共有空冷器两台(C40211、C40212)，分布在402A管廊和402B1#钢平台上。C40211共6片，合计重量110.63t，其中单片管束重量为6.55t；C40212共2片，合计重量28.6t，其中单片管束重量为8.45t。C40211空冷器及构架安装于管廊框架顶部13m标高上，C40212空冷器及构架安装于1#钢平台顶部11m 标高上。为安全、高效、高质量的完成空冷器安装施工任务，特编制此施工方案。 2、编制依据 2.1重庆天瑞制造厂家所带随机资料及安装指导说明书 2.2石油化工设备安装工程质量检验评定标准 SH3514-2001 2.3中低压化工设备施工及验收规范 HGJ209-83 2.4空冷式换热器 GB/T15386-94 2.5钢结构工程施工及验收规范 GB50205-2001 3、管理组织机构
a.项目经理负责进度、质量、安全、技术全面工作，对整个项目工作负全责。 b.项目总工负责组织施工方案及施工作业指导书的编审，和重要施工方案的编制、交底；组织工地内部的工序交接，并负责组织二级质量验收工作。 c.技术部在项目经理的直接领导下,对项目的技术管理、质量管理、信息管理工作全面负责。负责组织向施工负责人进行书面施工技术交底。指导、检查技术人员的日常工作。复核特殊过程、关键工序的施工技术交底。检查、指导现场施工人员对施工技术交底的执行落实情况，及时纠正现场的违规操作编制施工过程中的重大施工方案，并按规定及时向上级技术管理部门报审。 d.质安部负责对工程质量进行监督检查，负责工地的二级质量验收工作，配合质检部门及监理公司进行三级验收工作。 e. 设材部负责所领取的材料符合设计要求，无质量保证书或合格证者不给予领用。施工工机具，无合格证的工器具及到期未经检验的计量器 具，不得进行发放。
北海炼油异地改造石油化工项目 柴油加氢装置换热器空冷管束试压 施 工 技 术 方 案 编 制： 审 核： 批 准： 中国石化集团第四建设公司 北海炼油工程项目部 二○一一年四月六日 √ 重大 一般 综合
目次 1 适用范围………………………………………………………………………………1 页 2 编制依据………………………………………………………………………………1 页 3 工程概况………………………………………………………………………………1 页 4 施工工序…………………………………………………………………………… 2 页 5 施工工艺……………………………………………………………………………3 页 6 质量标准与保证措施……………………………………………………………… 12页 7 HSE管理………………………………………………………………………………16页 8 主要施工机具及措施用料……………………………………………………………………21页 9 施工劳动力计划………………………………………………………………………22页 10 施工进度计划…………………………………………………………………………22页 11 危险源辨识……………………………………………………………………………23页
1适用范围 本方案仅适用于柴油加氢U型式和浮头式换热器及1#管廊上面的空冷器 A101、A102、A201、A202、A203管束试压施工方案。 2编制依据 a）《石油化工静设备安装工程施工技术规程》 SH/T3542-2007 b）《石油化工换热设备施工及验收规范》 SH/T3532-2005 c）《钢制管壳式换热器》 GB151—1999 d）《相关设计单位提供的空冷器设备装配图>> e）《石油化工施工安全技术规程》 SH3505—1999 f）《压力容器安全技术监察规程》 3工程概况 柴油加氢装置共有空冷器管束26台，换热器19台,其中6台高压换热器不用 试压,其余13 台换热设备有11台U型式,2台浮头式在现场试压,现场试压换 热器规格型号形式见下表： 序号区号设备名称 换热器形 式 设备位号设备规格 设备 重量 水压试验压力 （壳程/管 程） 1 柴油加氢石脑油/稳定塔 进料换热器 U型式E-201A/B BIU600—2.5/2.5-85 34800 2.5/2.5 2 柴油加氢 稳定塔底重沸器浮头式E-202 BJS500-2.5-55-6/25 32900 1.12/0.625 3 柴油加氢 分馏塔顶冷却器U型式E-203 BIU1100-2.5/2.5- 3300 32780 2.5/2.5 4 柴油加氢 稳定塔顶冷却器U型式E-204 BIU700-2.5/2.5-120 21470 2.5/2.5 5 柴油加氢石脑油冷却器U型式E-205 BIU600-2.5/2.5-85 32800 2.5/2.5 6 柴油加氢精制柴油/冷低 分油换热器 U型式E-206 BIU1200-2.5/2.5-395 15000 5.63/1.18 7 柴油加氢分馏塔顶气/热 水换热器 U型式E-207A/B BIU1500-0.78/0.98- 395 47.6 23.86 8 柴油加氢气封气冷却器U型式E-105 φ89/49-2.3 2.3 9 柴油加氢新氢压缩机一级 出口冷却器 U型式E-106A/B 4.0/5.1 10 柴油加氢反冲洗污油冷却 器 浮头式E-107 BES-600-0.76/0.98- 94-6.0/25-2I 3.935 0.76/0.98 11 柴油加氢分馏塔顶空冷器 管束 翅片形式A201A-H GP10.5*2-6-147- 2.5S-2 3.4/DR-II 8814 1.6 12 柴油加氢热高分气空冷器 管束 翅片形式A101A-H GP10.5*2-6-147- 8.0SS-23.4/DR-IIt 9000 8
久泰能源内蒙古有限公司100万吨甲醇10万吨二甲醚项目 热电工程 50M W抽凝机组直接空冷系统 技术规范书 久泰能源内蒙古有限公司 2007年11月
本规范书适用于久泰能源内蒙古有限公司100万吨甲醇10万吨二甲醚项目热电工程汽轮机配套用直接空冷凝汽器系统及系统内附属设备的供货，它提出空冷系统的设计、性能及所属设备的功能、结构、制造、安装和试验等方面的技术要求，以及明确了设计和供货范围、设计接口等。本规范书仅限于招、投标阶段使用。 1 项目说明 1.1 项目名称：久泰能源内蒙古有限公司100万吨甲醇10万吨二甲醚项目热电工程 1.2 业主名称：久泰能源内蒙古有限公司 1.3 工程概况 本项目装机规模为：3×240t/h高温高压循环流化床锅炉+1×50MW抽汽凝汽式汽轮发电机组。 汽轮机由南京汽轮电机（集团）有限责任公司提供。 交货地点为内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗大路工业园区该项目施工现场。 2 技术要求 2.1 总体要求 2.1.1空冷器系统应由卖方保证整体性能，保证所提供的空冷器系统技术性能和经济指标处于国内先进水平，保证系统应持续、安全、高效地运行不低于30 年。 2.1.2 卖方所提供的设备，应是全新、高性能、安全、运行经济、功能完整的空冷器系统，所有设备应无外部变形、振动或腐蚀。 2.1.3卖方负责系统的成套设计，设计时必须考虑空冷器系统的占地面积、重量和连接管道的阻力降，以减少支撑结构的负担和保证汽轮机的正常运行。 2.1.4 卖方应负责供货范围内设备的设计、制造、供货、服务、安装指导、调试和性能测试。 2.1.5 本技术规范为空冷器系统的最低要求，并未规定所有的技术要求和使用标准，在不降低协议提出的安全度与可靠性的条件下，不限制新技术的使用。 2.1.6 本技术规范中所提供的设备，应遵循所有相关规范和标准，以及安装现场所在地的法律和条例，包括卫生、安全和环保（H.S.E）。卖方应保证遵守。 2.1.7 空冷器系统应满足本技术规范的文字说明、工作范围及附图陈述的所有要求，如果发生矛盾，以较高的要求为准并需由买方确认。 2.2 具体要求 2.2.1空冷器系统安装地点位于寒冷地区，户外运行，结构件最低温度为-36.3℃。其钢结构及连接件、支吊架部件等，应防止冷淬事故发生，散热管翅片、风机叶片以及风筒的材质应适应当地极端最低温度-36.3℃环境，应达到C级低温标准并通过-5摄氏度的低温冲击试验，能在当地环境下长期稳定的运行，保证在冬季极端最低气温和最小负荷的运行条
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Today’s topic: Air-cooled Heat Exchanger Design
Highly recommended Technical Paper: “Effectively Design Air-cooled Heat Exchangers”, by R. Mukherjee, published on CHEMICAL ENGINEERING PROCESS / FEB 1997 Page 26 to 46. Abstract: This primer discusses the thermal design of ACHEs and the optimization of the thermal design, and offers guidance on selecting ACHEs for various applications. API 661—Petroleum, petrochemical and natural gas industries—Air –Cooled heat exchangers Applications:
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Forced and induced draft air cooled heat exchangers Recirculation and shoe-box air cooled heat exchangers Hydrocarbon process and steam condensers Large engine radiators Turbine lube oil coolers Turbine intercoolers Natural gas and vapor coolers Combustion pre-heaters Flue gas re-heaters Lethal service Unique customizations
Recommend Vendor: Hudson Products Corporation GEA Rainey Corporation Jord International Korea Heat Exchanger Ind. Co., Ltd. FBM Hudson Italiana SpA Air Cooler Design Heat Transfer Basics Air cooled heat exchangers rely on thermodynamic properties of heat transfer. Specifically, heat transfer is energy released over time. Two standard formulas used to calculate heat transfer are as follows:
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Duty=Fluid Mass Flow * Cp * Delta T The overall heat-transfer coefficient, U, is determined as follows:
一、空冷器基础知识 1.什么是空冷器？ 答：空气冷却器是以环境空气作为冷却介质，横掠翅片管外，使管内高温工艺流体得到冷却或冷凝的设备，简称“空冷器”，也称“空气冷却式换热器”。空冷器也叫做翅片风机，常用它代替水冷式壳－管式换热器冷却介质，水资源短缺地区尤为突出。 2.空冷器主要由哪几部分设备或部件构成？ 答: 空冷器主要由管束、风机、构架及百叶窗所组成。 3.空冷器如何分类？ 答：以空冷器冷却方式分类，可分为：干式空冷器，湿式空冷器，干－湿联合空冷器，两侧喷淋联合空冷器；以空冷器管束布置型式分类，可分为：水平式空冷器，斜顶式空冷器，立式空冷器，圆环式空冷器；以空冷器通风方式分类，可分为：自然通风式空冷器、鼓风式空冷器、引风式空冷器。 4.空冷器翅片管有那些型式？ 答：空冷器翅片管有L型翅片管，LL型翅片管，G型（镶嵌式）翅片管，KL 滚花型翅片管，DR型双金属轧制翅片管，TC型椭圆管套矩形片翅片管，T60型板翅片翅片管等结构形式。 5.空冷器管箱有哪些型式？ 答：空冷器管箱有丝堵型管箱，可卸盖板管箱，集合管式管箱，可卸帽盖板管箱，全焊接圆帽管箱，整体锻造管箱等结构形式。 6.空冷器的风机有哪些基本型式？ 答: 引风式风机的优点有：1.气流分布均匀，2.噪音较小，3.管束下部空间可以利用，缺点有：1.风机安装在管束的上部，受管束高温的影响，不利于维护风机。2.经管束后进入风机的空气温度较高，故引风式比鼓风式消耗功率约大10%。3.管束需从下部检修，操作不方便。 8.鼓风式风机有哪些优缺点？ 答: 鼓风式风机的优点有：1.易于产生湍流，对传热有利。2.操作费用较低。3.可以从上部检修管束，操作方便。缺点有：1.气流分布不均匀。2. 管束上部敞开容易受日光和雨水的影响。 二、设计
一、概述 排汽管道上设有排汽压力变送器，可实时监控排汽压力，并通过调整风机转速，尽可能的使汽轮机的排汽压力在不同的蒸汽负荷和环境温度条件下保持恒定，详见详细的控制程序请见“C204D-6602-010控制系统描述”。 为了达到真空系统中残留的空气尽可能少的目的，功能组设定：只有当启动抽真空的工作已经完成时，风机的功能组组控制逻辑才会投入运行。 当凝汽器管束的下联箱中凝结水的温度开始升高到与环境温度的温差大于5?C，且下联箱中凝结水温高于35?C时，说明排汽管道、配汽管道、和凝汽器管束中已充满蒸汽，此时，风机运行的控制矩阵才会投入运行。 注意： 初次向凝汽器输送蒸汽，当蒸汽负荷进入时，可以看到凝汽器的背压会突然增高。 背压的增高是由于在凝汽器中残存的和聚集起来的不可凝气体未能被马上排出。但汽轮机排汽背压的峰值是短暂的。 但此短暂的凝汽器压力的峰值不得导致风机控制系统的投入或手动启动风机。风机转速级配置图运行的风机或风机群是否启动，是根据上面所述凝结水温度的条件决定的。 只有当真空系统的压力在启动抽真空系统的作用下降低到小于15kpa(a)时，蒸汽负荷（一般大于10％设计负荷的蒸汽负荷即可，但冬季启动时蒸汽流量必须大于冬季运行防冻说明8.1表中所列防冻流量）才能由汽轮机或旁路管道进入凝汽器。如果真空系统没有完全被排空，那么，从汽轮机或旁路进入的蒸汽就会通过管道将残留的不凝气体冲进凝汽器管束中，并在那里聚集起来，这些不凝气体将会妨碍蒸汽进入空冷凝汽器的区域。此时若将风机投入运行并不能防止上述情况的发生，且会在空气被抽真空系统排除前导致真空系统中压力的急剧升高。 水环真空泵入口一般要求配有手动阀门，该阀门仅供修理和维护时用。在启动和正常运行期间，以及在停机和电厂大修期间，必须被设定在相应的指定位置。
空冷器计算过程 空冷器 空冷器换热效果好，结构简单，节约水资源，没有水污染等问题，比水冷更经济，故选用空冷器。 1．计算依据 （1）进出空冷器的流量和组成： 组分 （2）设计温度40℃ （3）进空冷器温度420℃，出空冷器温度80℃ （4）进出口压力0.06MPa（表压） （5）换热量Q=2.37×106KJ/h 2．设计计算（参考资料《化工装置的工艺设计》） 查《化工装置的工艺设计》表9-31得轻有机物的传热系数为10英热单位/英尺2.h. 换算为国际单位制：K=10×0.86×4.18=204.25KJ/m2.h.℃ 假设空气温升15.3℃ 按逆流：△t1=420-55.3=364.7℃ △t2=80-40=40℃ △tm1=146.91℃ 取温差校正系数Φ=0.8 △tm=△tm1.Φ=146.91×0.8=117.53℃ 则所需普通光管的表面积： A0=Q/K.△tm（4—1） =2.37×106/(204.25×117.53 =98.73m2 由(T2-T1)/K=1.86查《化工装置的工艺设计》图9-120得： 最佳管排数为n=6 又由n=6查表9-33得 迎面风速FV=165米/分 表面积/迎风面积=A0/F2=7.60 则：F2=A0/7.60=98.73/7.60=12.99m2 由F1= Q/(t2-t1)FV17.3 （4—2） 式中Q—换热量,Kcal/h
(t2-t1)—空气温升 FV—迎面风速，米/分 代入数据F1=2.37×106/(15.3×165×17.3=12.98m2 取ξ=0.01 F2-F1=12.99-12.98=0.01≤ξ 即空气出口温度假设合理 以光管外表面为基准的空冷器的换热面积为98.73m2 参考鸿化厂选φ377×12的换热管 管长L=98.73×4/π×0.3532=1010米 管内流速u=143.07×22.4×4/π×0.3532=2762.5m/h=9.2m/s u=9.2m/s符合换热管内流速范围15—30米/秒，故换热管选择合理空冷器规格及型号：φ377×1010 F=98.73m2 评价，未作翅片面积核算。。。
空冷器管束泄漏的处理方法 1.换热管堵漏 空冷器管束经过一段时间的运行后，由于腐蚀等原因造成穿漏，可以采用化学粘补、打卡注胶和堵管等修理方法处理。当换热管泄漏量小时，可在不停车的情况下将管外的翅片除去，然后再进行化学粘补包扎或打卡注胶堵漏；如果不能用上述方法消漏，则应将管束停车吹扫干净，拆开管箱上的丝堵，在换热管两端用角度3°～5°的金属圆台体堵塞，以达到消漏。 2. 换管 当空冷器管束非均匀腐蚀或制造缺陷而泄漏时，可采用换管消漏。首先将要更换的管子拆下，清洗管箱管孔。更换新管时，将管子中间稍拉弯曲，即可从两端管板孔穿入，穿入后进行胀接或焊接。空冷器翅片管的管子材料如何选用？ 一般来说，翅片管的基管和翅片可采用各种金属材料进行组合，但在具体选用时既要考虑被冷介质的性质，操作条件，也要考虑材料本身的工艺性能、价格等因素。管子的材料一般用碳钢、不锈钢、铜、铝、钛、镍、铜合金、蒙乃尔合金以及碳钢-不锈钢双金属管，也有在碳钢管内衬一层搪瓷。 应用最多的是无缝钢管。在工作压力和温度较低而对防腐要求又不高的空冷器中，可采用高频焊接的有缝碳钢管，以降低造价。铝和铝合金管子只在低于0.2 MPa和150℃条件下使用。 空冷器风机的叶片制造材料主要有两种： 1.铸铝叶片 强度及耐温性均好，但总量因素使其只能用于薄翼型叶片，空气效率较低。 2.玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）叶片
●强度好，耐温性差，一般为空腔薄壁结构或泡沫塑料填充，适用于各种叶型截面，制造精度 高，空气效率亦高。 叶片损坏原因： ●叶片安装不当 ●叶片材质缺陷 处理方法： ●重新装配叶片并调整好叶片的角度；每台风机叶片的安装角度应按空冷器单元或组的设计总 装图规定的角度，或按操作工况要求的角度安装。叶片角度误差不得大于±0.5°，安装角度的测量部位在叶片的标线位置（叶片出厂时，一般在叶片上涂有黄色或其他颜色标线位置标记）。 ●更换叶片 空冷器的检修维护 空冷器检修包括哪些主要内容： ?清扫检查管箱及管束。 ?更换腐蚀严重的管箱丝堵、管箱法兰的联接螺栓及丝堵、法兰垫片。 ?检查修复风筒、百叶窗及喷水设施。 ?处理泄漏的管子。 ?校验安全附件。 ?整体更换管束。 ?对管束进行试压。 ?检查修理轴流风机。 空冷器管束的维护注意事项 1.检查管束各密封面不得有泄漏现象.如有泄漏时,丝堵式管箱可将丝堵适当拧紧,仍无效果时,应停机更换垫圈或换丝堵（凡需更换垫片或螺接紧固件时,应先停机并将介质防空,然后进行）. 2.翅片管端泄漏时,允许将管子重胀.重胀次数不得超过2次,并注意不要过胀.无法用胀接修复时应更换翅片管.作为临时措施,也允许用金属塞堵塞. 3.如需到管束表面上检查时,应在翅片管上垫以木板或橡胶板,以免损坏翅片. 4.铝翅片如被碰倒时,应用专用工具（扁口钳）扶直. 5.定期清除翅片上的尘垢以减少空气阻力,保持冷却能力.清除方法用压力水或压缩蒸汽冲刷. 6.检查管束热偿结构工作是否正常,浮动管箱移动必须灵活,不允许有滞卡现象. 7.定期维护时,应用蒸汽及水冲刷管束内部,务必将污垢除净.并应检查腐蚀厚度,其值不应超过规定值（碳钢为3毫米）.检查后重新安装时.应更换丝堵垫片及法兰. 8.定期维护时,应在管束外表面（不包括翅片表面）涂一层银粉漆. 空冷器管束操作时应注意的事项 1.管内介质、温度、压力均应符合设计条件,严禁超压,超温操作. 2.管内升压、升温时,应缓慢逐级递升,以免因冲击驟热而损坏设备. 3.空冷器正常操作时,应先开启风机,再向管束内通入介质.停止操作时,应先停止向管束内通入介质,后停风机. 4.易凝介质于冬季操作时,其程序与3条相反. 5.负压操作的空冷器开机时,应先开启抽气器,管内达到规定的真空度时再启动风机,然后通入管内介质,停机时,按相反程序操作.冬季操作时,开启抽气器达到规定真空度后,先通入管内介质,再启动风机,以免管内冻结无法运行. 6.停车时,应用低压蒸汽吹扫并排净凝液,以免冻结和腐蚀. 7.开车前应将浮动管箱两端的紧定螺钉卸掉,保证浮动管箱在运行过程中可自由移动,以补偿翅片管
空冷冷凝器设计 摘要：冷凝器是各工业部门中重要的换热设备之一。换热器作为热量传递中的过程设备，在化工、冶金、石油、动力、食品、国防等工业领域中应用极为广泛。换热器性能的好坏，直接影响着能源利用和转换的效率。近年来，节能工作开始被全球所重视,而换热器特别是高效换热器又是节能措施中关键的设备。因此,无论是从上述各工业的发展,还是从能源的有效利用,换热器的合理设计、制造、选型和运行都有非常重要的意义。 本设计是关于管翅式空冷器的设计。主要内容是进行了冷凝器的工艺计算，结构设计和强度校核。设计内容首先是传热计算，主要是根据设计条件计算换热面积。其次是结构设计以确定各部件的尺寸。最后还包括是强度计算与校核，主要包括管箱结构与校核和支架的校核。 关于设计管翅式冷凝器的各个环节，在后面设计书中做详细的说明。 关键词：冷凝器；传热；结构；强度；管翅式换热器；
Design of Air-cooled Condenser Abstract：Condense is one of the most important heat exchanging equipments in industrial field. As a heat transfer in the processing equipment, exchanger is widely applied in chemical industry, metallurgy, oil, power, food, defense industry. In recent years, the problem of energy-saving is beginning to be regarded all over the world. And heat exchanger, particularly efficient heat exchanger，It is the key to energy-saving equipment. Therefore, whether from the foregoing the development of industry, or from efficient energy use, the reasonable heat exchanger design, manufacturing, selection and running all have very important significance. The manual is about the Finned tube condenser，which included process calculation , the structural design and intensity . The first part of this manual is the heat transfer’s calculation. Mainly, it is according to the given design conditions to estimate the heat exchanger area. Next is the structure design to determine the size of the components. Finally also including the strength calculation and checking, mainly including the Tube Box’s structure and the support checking. About the design of the Finned tube condenser,The detailed content is in the back of the design instructions. Key words： Condenser ; Heat transfer; Structure; Strength Finned tube exchanger
直接空冷凝汽器空冷岛运行维护手册HAC/S-D01.1 哈尔滨空调股份有限公司
第一部分：总的安全措施 一．一般性说明 二．运行、检查和修理时的安全措施 三．启动时的安全措施 四．持续运行时的安全措施 五．停机时的安全措施 六．不遵守安全措施的危险 七．ACC 平台下的变压器(如有) 一．一般性说明： 本手册包括了关于ACC系统的运行、检查、维护的基本说明。有关操作人员必须遵守。该设备的功能为蒸汽冷凝器，必须由合格人员进行操作和检查，操作员应在开始使用前完整地学习本手册。严禁雇用不合格的员工，操作员必须明白所有安全措施。本手册适用于指定的运行工况，对于极端运行工况，应有特殊考虑。特殊运行工况要求操作员要更多的加以注意，对于本手册没有预计到的工况或问题，请及时与哈尔滨空调股份有限公司联系。 对于由于自然原因造成业主的全部或部分损失，由于业主的代理或雇员没有严格遵守本手册的每一个过程，指导和注意事项而造成业主的全部或部分损失，及擅自改动本手册而造成的业主的全部或部分损失，哈尔滨空调股份有限公司公司不承担责任。任何此类违反操作规程的行为也将免去哈尔滨空调股份有限公司公司对受影响的工作部分的保障。 二．运行、检查和修理时的安全措施： 进行任何工作时都应遵守安全措施及事故预防措施。任何工作开始前，所有设备应断电，并采取措施防止设备重新启动的事故。电机、风机、泵、执行机构应静止、断电，并从主控制室进行闭锁，防止发生误动。注意事故预防措施, 风机齿轮箱输出端和电机的轴承可在设备运行时从风机梁步道上给予加注润滑液，不可在风机运行时给齿轮箱换油。 警告：电厂内人员应戴安全帽、穿防护鞋。 要特别注意下列各项工作时，必须做好有关安装措施： 1．对风机采取任何操作前，必须关掉电机，切断电源并锁止。在电机梁上工作
北海炼油异地改造石油化工项目 柴油加氢装置换热器空冷管束试压 施工技术方案 编制： 审核： 批准： 中国石化集团第四建设公司 北海炼油工程项目部 二○一一年四月六日
目次 1 适用范围 (1) 页 2 编制依据 (1) 页 3 工程概况 (1) 页 4 施工工序 (2) 页 5 施工工艺 (3) 页 6 质量标准与保证措施 (12) 页 7 HSE管理 (16) 页 8 主要施工机具及措施用料 (21) 页 9 施工劳动力计划 (22) 页 10 施工进度计划 (22) 页 11 危险源辨识 (23) 页
1适用范围 本方案仅适用于柴油加氢U型式和浮头式换热器及1#管廊上面的空冷器A101、A102、A201、A202、A203管束试压施工方案。 2编制依据 a）《石油化工静设备安装工程施工技术规程》 SH/T3542-2007 b）《石油化工换热设备施工及验收规范》 SH/T3532-2005 c）《钢制管壳式换热器》 GB151—1999 d）《相关设计单位提供的空冷器设备装配图>> e）《石油化工施工安全技术规程》 SH3505—1999 f）《压力容器安全技术监察规程》 3工程概况 柴油加氢装置共有空冷器管束26台，换热器19台,其中6台高压换热器不用试压,其余13 台换热设备有11台U型式,2台浮头式在现场试压,现场试 压换热器规格型号形式见下表：
以上设备根据目前收到图纸和设计基础统计，如后期有所增加，没有特殊类型的情况 4施工工序 施工总体程序如下 g）其它类型的换热器如空冷式换热器、板式换热器的液压试验施工程序，应按照设计图样、技术文件或制造厂的规定进行。 5施工方法 施工准备 h）明确试压用水源、水质和排水位置；
空冷器管束操作时应注意的事项 1.管内介质、温度、压力均应符合设计条件,严禁超压,超温操作. 2.管内升压、升温时,应缓慢逐级递升,以免因冲击驟热而损坏设备. 3.空冷器正常操作时,应先开启风机,再向管束内通入介质.停止操作时,应先停止向管束内通入介质,后停风机. 4.易凝介质于冬季操作时,其程序与3条相反. 5.负压操作的空冷器开机时,应先开启抽气器,管内达到规定的真空度时再启动风机,然后通入管内介质,停机时,按相反程序操作.冬季操作时,开启抽气器达到规定真空度后,先通入管内介质,再启动风机,以免管内冻结无法运行. 6.停车时,应用低压蒸汽吹扫并排净凝液,以免冻结和腐蚀. 7.开车前应将浮动管箱两端的紧定螺钉卸掉,保证浮动管箱在运行过程中可自由移动,以补偿翅片管热胀冷说的变形量. 空冷风机系统的维护保养及使用注意事项 1、日常巡检 运行中有无异常性声音和振动. 回转部件有无过热、松动. 2、定期维护保养 每三个月通过注油嘴加注锂基润滑油. 定期调整三角带的松紧度,并检查三角带胶带的磨损程度,磨损严重的应及时予以更换. 全面检查各零、部件的紧固状态一年一次.
风筒与叶轮的径向间隙检查一年一次. 叶片角度及叶片沿风机轴向跳动应每年检查、调整一次. 清除风机叶片表面油污,检查叶片损坏,半年一次. 3、使用注意事项 风机使用角度不得超过规定的调角范围以防电机过载. 加注黄油不应超过油腔的2/3,以免轴承过热. 每次检修和更换电机时,必须注意接线相应,应保证风机叶轮俯视顺时针方向旋转. 皮带传动机构的皮带应保持一定的张紧力。如过于松弛,则电机的动力无法有效的传递至风机,风机效率下降,甚至造成皮带飞出的事故。 如皮带过紧，摩擦阻力增大，容易造成电机超负荷，长时间运行还会造成电机，风机轴弯曲，轴承松动，致使振动，噪音增大，影响设备运行。 定期检查更换风机的皮带，确保风机使用正常。 兰州长征机械有限公司 2015年1月
HTRI7 教程01界面熟悉 1.双击快捷图标，打开程序界面： HTRI启动界面
2.创建一个“新的空冷器” 3.设置自己熟悉的一套单位制，比如MKH公制，也可以通过
4.接下来就是将界面中的“红框”也就是缺少的参数按你将要设计的工况填写完整，包括如下几部分的数据， 4.1 “Process”工艺条件：包括热流体侧和空气侧； 4.2 “Geometry”机械结构：包括管子、管束、风机等；
5.当输入数据足够所有的红框消失，那么初步的输入就完成了，可以点击"绿灯"图标运行。 02工艺参数输入 1.点击左边目录栏的“Process”标签，右边显示的就是供工艺参数输入的界面：
2.我们从上到下依次来看需要输入的参数：*为必要输入参数 2.1 Fluid name –流体名称，这里没有红框，不是必须输入的，就是自己定义下流体描述比如“Propylene”“Oil”“Wet Air”等，要注意的是程序对中文字符 不支持，那么大家多写写英文就是了～ 2.2 Phase/Airside flow rate units –流体相态/空气侧的流量单位
*2.3 Flow rate –流量不必多解释，热侧为质量流量。 2.4 Altitude of unit(above sea level) –海拔高度 *2.5 Temperature –流体的温度，单位°C (SI,MKH), °F(US)，这里要注意的是想输入0度，那么请填 0.001，不然0或0.0的输入都将被程序认为是没有输入（这个原则在HTRI程序的其他地方也适用）。 2.6 Weight fraction vapor –重量气相分率，那么全气相就是1，全液相就是0咯。 2.7 Pressure reference –压力参照点，就是接下来你输入的操作压力值指的是进口压力还是出口压力。 2.8 Pressure–操作压力。 2.9 Allowable pressure drop –允许压降，按照工艺条件来选择，一般热流体侧用kPa比较直观，而空气侧常常使用mmH2O。
目录 1.塔类检修操作规程2页 2.冷换设备及容器检修操作规程5页 3.空冷器维护检修规程12页 4.设备结构检修吊装规程15页 5.焊接施工规程28页 6.工艺管线检修操作规程38页 7.保温施工规程51页 8.衬里施工规程57页 9.防腐施工规程62页 10.工业炉设备检修规程68页 11.阀门检修操作规程71页 12.安全阀交验操作规程72页 13. 抽芯机操作规程74页
塔类设备检修操作规程 1 总则 1．1 适用范围 本规程规定了石油化工装置塔类设备检修施工要求 1．2 塔类设备检修依据及验收标准 《压力容器检修规程》SHS01004-2004 《化工塔类设备施工及验收规程》HGJ211－85 《石油、化工施工安全规程》SH3505－1999 检修计划及各种技措改造图 2 塔类设备检修程序 拆装盲板拆人孔化验分析拆通道板检查人员检查更换或修复破损塔内件封通道封人孔验收交工填写封闭记录。 3 塔设备检修的质量标准 3．1分块式塔盘板安装应符合下列规定： 3．1．1 塔盘板两端支撑板间距E允许偏差为±3毫米； 3．1．2塔盘板长度、宽度允许偏差按下表规定： 部件名称长度允许偏差宽度允许偏差 塔盘板 受液盘降液板+0 -4 +0 -2 3．1．3 塔盘板局部不平度在300毫米长度内不得超过2毫米；
3．1．4 整个板面内的弯曲度按下表规定： 塔盘板长度弯曲度 筛板，浮阀，圆泡罩，塔盘舌形塔盘 <1000 2 3 1000~1500 2.5 3.5 >1500 3 4 3．1．5 塔盘板的安装应在降液板、横梁的螺栓紧固后进行，先组装两侧弓形板，再由塔壁两侧向塔中心循序组装塔板； 3．1．6 塔盘板安装时，先临时固定，待各部位尺寸与间隙调整符合要求后，再用卡子、螺栓予以紧固； 3．1．7 每组装一层塔盘板，即用水平仪校准塔盘水平度，水平度合格后，拆除通道板放在塔板上。 3．2 塔盘板水平度测量方法、位置、数量： 1）水平仪的刻度尺寸端放在塔盘板各测量点上，其玻璃管液膜计读数的差值即为水平度偏差值； 2）测点位置及数量按标准规定。 3．2．2 塔盘板安装后，塔盘面水平度允许偏差按下列规定： 塔体直径水平度允许偏差 D≤1600 1600 中国石化集团兰州设计院标准 SLDI 333C06-2001 空冷器配管设计规定 2001-01-08 发布 2001-01-15 实施 中国石化集团兰州设计院 目录 第一章总则 第二章空冷器的布置 第三章空冷器的管道布置 中国石化集团兰州设计院实施日期:2001-01-15 第一章 总则 第1.0.1条 本规定适用于石油化工装置内引风式空冷器（见图1.0.1-1，图1.0.1-2）和鼓风式空冷器（见图1.0.1-3）的管道布置。 第1.0.2条 空冷器的管道布置，除应执行本规定外，还应符合空冷器制造厂的安装技术要求。 图1.0.1-1 引风式空冷器管道布置 图1.0.1-2 引风式空冷器 图1.0.1-3 鼓风式空冷器 第二章空冷器的布置 第2.0.1条空冷器宜布置在装置的上风侧，见图2.0.1。 第2.0.2条两组空冷器应靠紧布置，不应留出间距，见图2.0.2。 第2.0.3条多组空冷器应靠近布置，若分开布置，间距应大于20米。见图2.0.3。 图2.0.3 多组空冷器的布置 第2.0.4条引风式空冷器与鼓风式空冷器布置在一起时，引风式空冷器应布置在鼓风式空冷器的常年最小频率风向的下风侧，见图2.0.4。 图2.0.4 引风式空冷器与鼓风式空冷器的相邻布置 第2.0.5条同类空冷器的管束应布置在同一高度。引风式空冷器与鼓风式空冷器布置在一起时，其管束高度不得一致，鼓风式空冷器的管束应布置得高些，见图2.0.5。 图2.0.5 引风式空冷器与鼓风式空冷器的联合布置 第2.0.6条空冷器与加热炉之间的距离不应小于15米。 第2.0.7条倾斜安装的斜顶式空冷器的通风面不应对着夏季的主导风向。 第2.0.8条安装在管廊上方的空冷器，其支腿的间距应和管廊柱的间距一致。 第2.0.9条输送操作温度高于340℃的液体物料泵或输送操作温度高于物料自燃点的泵不应安装在空冷器框架下方。 第2.0.10条输送的易燃物料泄漏时会形成蒸气团的泵不应安装在空冷器框架的下方。 第2.0.11条放热设备不宜放在空冷器框架的下方。 第2.0.12条顶部平台的设置应便于管束的检修以及百页窗角度的调节，见图1.0.1-3，图2.0.11。 第2.0.13条风机、电动机检修平台可按图1.0.1-3的方式设置，也可用管廊顶层作为该检修平台，见图2.0.12。如果按图1.0.1-3的方式设置检修平台时，管道应能在平台与管廊之间进、出管廊，见图1.0.1-1。 图2.0.12 鼓风式空冷器管道布置 空气冷却器技术及设备 空气冷却器是以环境空气作为冷却介质，对管内高温流体进行冷却或冷凝的设备，它具有不需要水源，适用于高温、高压的工艺条件，使用寿命长，运转费用低等优点。随着水资源和能源的匮乏以及环保意识的增强，节水、节能、无污染的空气冷却器将会得到更广泛的应用。 一、空冷器的应用 与水作为冷却介质的传统工业冷却系统相比，空冷的优缺点如表1和表2所示。由表可见，在缺水地区(如沙漠地带)或水冷结垢和腐蚀严重的地区，适合采用空冷器。一般在下述条件下采用空冷比较有利。 (1) 热流体出口温度与空气进口温度之差>15℃。 (2) 热流体出口温度>60℃，其允许波动范围>5℃。 (3) 空气的设计气温<38℃。 (4) 有效对数平均温度差≥40℃。 (5) 管内热流体的给热系数<2300 W／(m2 *℃)。 (6) 热流体的凝固点<0℃。 (7) 管侧热流体的允许压降>10kPa，设计压力>100kPa。 二、空冷器的型式 空冷器由管束、风机、构架三个基本部分和百叶窗、风筒、喷淋装置、梯子、平台等辅助部分组成，每个管束有若干排三角形排列的管子，该管子一般是翅片管，也可以是光管。介质的流向通常是逆流，热流体从管束顶端流入，底部流出，空气由下向上流动，冷却热的工艺介质。另外还有风机、百叶窗、构架和风箱等部件，风机驱动空气流过管束，百叶窗通过调节进入空冷器的空气量来改善空冷器的调节和适应性能，构架是支撑管束、风机，百叶窗以及其它附属件的钢结构，风箱用于导流空气。空冷器按管束布置方式可分为水平式和斜顶式；按通风方式可分为鼓风式和引风式；按冷却方式可分为干式、湿式和干湿联合式。 ２.1 管束 表３管束的型式与代号 设计你的第一个空冷器01界面熟悉 1.双击快捷图标，打开程序界面： HTRI启动界面 2.创建一个“新的空冷器” 3.设置自己熟悉的一套单位制，比如MKH公制，也可以通过 4.接下来就是将界面中的“红框”也就是缺少的参数按你将要设计的工况填写完整，包括如下几部分的数据， 4.1 “Process”工艺条件：包括热流体侧和空气侧； 4.2 “Geometry”机械结构：包括管子、管束、风机等； 5.当输入数据足够所有的红框消失，那么初步的输入就完成了，可以点击"绿灯"图标运行。 02 工艺参数输入 1.点击左边目录栏的“Process”标签，右边显示的就是供工艺参数输入的界面： 2.我们从上到下依次来看需要输入的参数：*为必要输入参数 2.1 Fluid name –流体名称，这里没有红框，不是必须输入的，就是自己定义下流体描述比如“Propylene”“Oil”“Wet Air”等，要注意的是程序对中文字符不支持，那么大家多写写英文就是了～ 本帖隐藏的内容 2.2 Phase/Airside flow rate units –流体相态/空气侧的流量单位 *2.3 Flow rate –流量不必多解释，热侧为质量流量。 2.4 Altitude of unit(above sea level) –海拔高度 *2.5 Temperature –流体的温度，单位°C (SI,MKH), °F(US)，这里要注意的是想输入0度，那么请填 0.001，不然0或0.0的输入都将被程序认为是没有输入（这个原则在HTRI程序的其他地方也适用）。 2.6 Weight fraction vapor –重量气相分率，那么全气相就是1，全液相就是0咯。 2.7 Pressure reference –压力参照点，就是接下来你输入的操作压力值指的是进口压力还是出口压力。 2.8 Pressure–操作压力。 2.9 Allowable pressure drop –允许压降，按照工艺条件来选择，一般热流体侧用kPa比较直观，而空气侧常常使用mmH2O。空冷器配管设计规定122
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