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天然气压缩机后空冷器的基本结构和选择 空冷器

作者:万搏体育 来源:本站原创 日期:2021-01-30 00:50 点击: 

  天然气压缩机后空冷器的基本结构和选择_物理_自然科学_专业资料。天然气压缩机后空冷器的基本结构和选择 空冷器主要由以下部分组成(如图一): 1、换热管束 2、空气驱动装置,如风扇或鼓风机等。 3、风扇或鼓风机等的动力装置 4、空气驱动装置与换热管束之间的风道。 5

  天然气压缩机后空冷器的基本结构和选择 空冷器主要由以下部分组成(如图一): 1、换热管束 2、空气驱动装置,如风扇或鼓风机等。 3、风扇或鼓风机等的动力装置 4、空气驱动装置与换热管束之间的风道。 5、支撑结构。 6、维护管汇和风扇的走道、梯子(可选)。 7、控制排气温度的导向栅板(可选)。 8、控制温度和节省能量的可调风扇轮毂(可选)。 换热管束由换热管、支架、管汇、框架组成(如图二)。通常采用翅片形式 来扩大换热管与空气的换热面积,以补偿大气压下空气的低导热系数和风扇在合 理能耗下的低转速。翅片通常为铝制,导热性好、制造成本低,它与换热管的连 接主要有三种形式(如图三): 1、 挤压成型 先将铝管紧密套在换热管上成为一整体,然后利用机械模具挤压外层铝套管 形成翅片。 2、 嵌入缠绕 先在换热管外壁刻出螺旋槽纹,然后将铝片螺旋缠绕嵌入沟槽,同时挤压沟 槽边缘嵌紧铝翅片根部。 3、直接缠绕 将铝片直接螺旋缠绕在换热管上,并使根部平折紧贴换热管。 精品文档,供参考! 为了提高换热效率,有时将翅片边缘切成齿状,但它会增加空气的流动压差 和动力消耗。 散热翅片的选择非常关键,它取决于成本、操作温度和大气条件。不同的类 型有不同的热传导和流动压差特征。挤压成型翅片可以保护换热管避免大气腐 蚀,在空冷器整个使用期内保持恒定的传热效率,特别适用于温度高达 600 oF 的场合。嵌入缠绕翅片也能始终保持预定的传热效率,适用于温度高于 600 oF 低于 750 oF 的场合。直接缠绕翅片适用于温度低于 250 oF 的场合,但是随时间 推移翅片与换热管的连接会松弛,传热效率就难以预测,建议对直接缠绕翅片的 传热效率给予折减,以弥补这种缺陷。实践中最经济的做法是按若干标准设计来 制造翅片换热管。换热管长度一般 6~60 英尺,直径 5/8~6 英寸,最常用的是 1 英寸。翅片高度 5/16~1 英寸,厚度 0.01~0.035 英寸,每英寸换热管长缠绕 7~11 圈,翅片扩大的面积与换热管表面积之比为 7:1~25:1。管束通常安排成 矩形,由 2~10 排翅片换热管组成,特殊情况下可以多达 30 排。换热管端部成 三角排列,中心距为 2~2.5 倍管径,管束间空气流动的净面积为平面面积的 50%。在实践可行的范围内,换热管越长、排数月多,则平面单位面积内的传热 表面的成本就越低。 空冷器通常都采用轴流风扇,有鼓风式和引风式两种。为了防止机械故障和 便于控制,一组管束通常都 7:1 配两台风扇。均匀分布流过管束的空气对保持预 定的、一致的热传递至关重要,通过保持足够的风扇覆盖面积和足够的横跨管束 静压损来实现这一点。好的做法是保持风扇投影面积至少等于管束投影面积的 40%,横跨管束的静压损至少是风扇外环罩处动压损的 3.5 倍。对于双风扇的空 冷器一般假定换热管长度与管束宽度之比为 3~3.5,管束至少 4 排,空气流通 精品文档,供参考! 净面积是管束投影面积的 50%。风扇直径范围 3~60 英尺,可以有 2~20 个叶 片,材质可以是木、钢、铝、玻璃纤维强化塑料,可以是空心也可以是实心,空 心叶片目前最受欢迎。叶片边缘可以是直线也可以是曲线,靠近中心翼弦最宽、 至顶部逐渐变窄并略微扭曲的形状效率最高。变窄并扭曲是为了均衡靠近中心处 叶片较低的速度,以产生一种均匀有效的空气速度剖面。除了直径小于 5 英尺的 风扇外,大多数空冷器叶片角度都是可调的。可调叶片有两种,一种是手调,一 种是在运行中自动调节,大多数自动调节叶片都是通过气动膜片推动轮毂中的弹 簧来进行的。 风道是为在风扇与管束间提供平稳气流的闭合空间,它可以是直箱式也可以 是斜箱式,斜箱式对通过管束的气流分配较好,但是只适用于引风式,因为在斜 箱上悬挂鼓风式机械存在结构困难。 风扇可以由电机、内燃机或液压马达驱动,最普遍的是电机。在无电源时有 时会选用液压马达,它也可以进行变速控制但效率较低。最普遍的变速器是大扭 矩正向皮带轮。在 50~60 马力的电机、风扇直径至 18 英尺的场合,通常用调 速皮带齿,中小尺寸的风扇用 V 型皮带轮,对于非常大的电机和大直径风扇则 用齿轮箱。从机械原因考虑,翼尖速度不应超过 12000 英尺/分,为了降低噪声 速度还应进一步减少。有时是通过变频来控制电机和风扇转速。 支撑结构包括柱、拉杆、横梁,将换热器架在足够高度上,保证空气从下部 以较低的速度进入而不妨碍风扇运转,同时防止热空气重新吸入。空冷器的结构 设计应当考虑相应的风、雪、地震、配管、及静、动荷载。 引风式和鼓风式空冷器的比较 精品文档,供参考! 一、引风式 优点: 1、 管束间空气流分布较好。 2、 热空气重新吸入的可能性小,热空气排放速度是冷空气进入速度的 2.5 倍即 1500 英尺/分. 3、 由于风道覆盖了 60%的管束面积,降低了阳光、雨、冰雹等的影响,控制性 和稳定性都更好。 4、 由于风道的自然抽吸作用更大,增加了风扇停止或失效条件下的换热能力。 缺点: 1、 如果排放空气很热时,需求更多的马力。 2、 热空气温度应当限制在 220 oF 以防止叶片、轴承或其他机械设备损坏。当 被冷却介质进口温度高于 350 oF 时应当考虑鼓风式空冷器,因为当风扇停止 或空气流量低时,排放空气温度会很高。 3、 风扇维护不方便,而且由于自然换热作用会使维护工作在热空气中进行。 4、 更换管束时需要拆除风道。 二、鼓风式 优点: 1、 当排放空气很热时需要较小的功率,功率与排气绝对温度相反变化。 2、 便于风扇或轴承的维修。 3、 便于更换换热管束。 4、 适用于被冷却介质有较高的进口温度。 缺点: 精品文档,供参考! 1、 管束间空气流分布不均匀。 2、 由于热空气排放速度低、风扇翼尖进气速度高、无抽吸作用等原因,增加了 热空气再循环的可能性。 3、 在风扇故障条件下自然抽风能力低。 4、 翅片换热管完全暴露在阳光、雨、冰雹之下,控制性和稳定性

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