1、四川理工學院畢業設計（論文） 無相變流體空冷器設計學 生：李濤學 號：08011010311專 業：過程裝備與控制工程班 級：2021.3指導教師：項勇 林海波 四川理工學院機械工程學院二O一二年六月四 川 理 工 學 院畢業設計（論文）任務書設計（論文）題目： 無相變流體空冷器設計 學院:機械工程 專業：過程裝備與控制工程 班級：2021.3 學號：08011010311學生： 李濤 指導教師： 項勇、 林海波 接受任務時間 2021.12.10 系主任 （簽名） 院長 （簽名）1畢業設計（論文）的主要內容及基本要求設計說明書： 根據給定的條件設計空冷器，包括總體設計，工藝計算及設計選型，主

2、要零部件結構設計和強度計算。設計條件：介質：航煤，餾程130230，質量流量：進口溫度：165,出口溫度：55,入口壓力：0.2MPa,允許壓降：60kPa,管內結垢熱阻：0.00017,介質物性：相對密度：相對密度：,特性因數：,黏度：,空氣設計溫度：35,空氣設計最低溫度：-10,空氣側污垢熱阻：,海拔高度：50圖紙要求： 空冷器總裝布置圖1張，空冷器零部件圖3張。2指定查閱的主要參考文獻及說明 GB/T 153861994空冷式換熱器 賴周平,張榮克.空氣冷卻器.北京：中國石化出版社,2021.1 馬義偉.空冷器設計與應用.哈爾濱工業大學出版社，20213進度安排設計（論文）各階段名稱起

3、 止 日 期1資料收集，閱讀文獻，完成開題報告2021.02.27至2021.03.222完成所有結構設計和設計計算工作2021.03.24至2021.04.263完成所有圖紙繪制2021.04.27至2021.05.274完成設計說明書2021.05.28至2021.06.015完成圖紙和說明書的修改，準備畢業答辯2021.06.02至2021.06.13摘 要換熱器是工業上常用設備之一，隨著全球水資源的短缺和人們對保護環境的要求越來越高，發展空冷技術和設備才能滿足節水、保護環境和節能的要求，空冷器就是利用空冷技術研制的一種工業生產的重要設備。本文對空冷器的基本組成如管束、構架、風機等部件作

4、了介紹，然后根據給定條件選擇了干式空冷器進行設計，包括傳熱面積計算、傳熱系數計算、選型設計等，同時對部分零部件進行了結構設計和強度校核。關鍵詞：空冷器；干式空冷器；選型設計；工藝計算ABSTRACTHeat exchanger is used one of industrial equipment, with the global of the shortage of water resources and people to protect the environment and taller to the requirement of, development of air cooling

5、 technology and equipment to meet the water saving, environmental protection and energy saving requirements, air condenser is the use of air cooling technology developed a kind of industrial production important equipment.In this paper the basic component of air condenser as bundle, structure, fans,

6、 etc. Parts are introduced in this paper. Then according to the given condition selecting the dry air cooled heat exchanger design, including heat transfer area computation, heat transfer coefficient calculation, type design etc., and to some of the parts were structure design and intensity.Keywords

7、: air cooler; dry air cooled heat exchanger; type selection design; Process calculationIII目 錄摘要ABSTRACT第一章 緒論11.1 空冷器的發展簡介11.2 空冷器的基本結構21.3 空冷器的分類31.4 空冷與水冷的比較4第二章 空冷器的總體設計62.1 設計條件62.2 總體設計應考慮的事項62.3 冷卻方式72.4 空冷器的工藝流程72.5 空冷器的結構型式102.6 空冷器的通風方式112.7 空冷器的平面布置122.8 空冷器的調節方式13第三章 空冷器的方案計算及選型設計153.1 熱負

8、荷計算143.2 空冷器的方案計算153.3 選型設計16第四章 空冷器的詳細工藝計算194.1 管內膜傳熱系數計算194.2 風量和空氣出口溫度計算204.3 翅片膜傳熱系數的計算204.4 管壁溫度的計算和管內膜傳熱系數的校正214.5 各項熱阻的計算和選取及總傳熱系數計算224.6 傳熱溫差和傳熱面積計算224.7 管內阻力計算和管外空氣阻力234.8 風機功率的計算244.9 風機的過冬計算和風機的噪音估算25第五章 空冷器主要部件設計及強度計算265.1 管箱設計條件265.2 管箱筒體厚度的計算275.3 螺栓的選用285.4 管板厚度計算和法蘭厚度的選取295.5 翅片管選取31

9、5.6 配管325.7 其它附件33結論37參考文獻38致謝39四川理工學院畢業設計（論文）第一章 緒 論1.1 空冷器的發展簡介空冷器，是利用空氣作為冷卻介質將工藝介質（熱流）冷卻到所需要的溫度（終冷溫度）的設備。一般來說工業上低于120的介質的熱量回收代價比較昂貴；或因熱源的分散性和間歇性爾難以綜合利用，這部份熱量多用水冷器取走，或用空冷器排放到大氣中。普通空冷式換熱器是以環境空氣為冷卻介質橫掠翅片管外，使管內高溫流體得到冷卻或冷凝的設備。其名稱有多種，如翅片風機式換熱器、空冷式翅片換熱器、翅片管式空冷換熱器等，也稱“空氣冷卻器”或“空冷式換熱器”，“空冷式熱交換器”，簡稱“空冷器”。傳統

10、的工業冷卻系統都是用水作冷卻介質，自20世紀20年代以來，空冷漸被人們重視，在一些領域中水冷逐漸被空冷取代。這一轉變的主要原因有以下五個方面：隨著工業，特別是煉油、石油化工、冶金、電力工業的發展，用水量急劇增加，出現了大面積缺水的問題。人們對保護環境，防止和減少工業用水對江、河、湖、海污染的要求愈來愈高。能源日益短缺，要求最大限度地節約能源。裝置大型化要求水的用量日益增多。空冷技術的發展可部分或全部代替水冷。用空氣作為冷卻介質，其來源沒有問題，但空氣的熱焓太低，其比熱僅為水的四分之一，因此在相同冷卻熱負荷下，需要的空氣量將是水的4倍。而且空氣的密度、給熱系數又遠比水小，所以若用常規的傳熱元件，

11、空冷器的體積勢必會比水冷器大得多。又由于大氣溫度隨氣象、季節、晝夜變化大，被冷介質的出口溫度也不易控制。所以直到20世紀20年代末，才出現第一臺空冷器。這臺空冷器安裝在美國西部一個煉油廠，作為排汽冷凝器，它采用立式布置管束，自然通風。1930年開始用單面立式和臥式布置的翅片管管束，并用風機驅動空氣，大約到1935年前后，具有現代雛型的水平布置管束的引風式和鼓風式空冷器投入工業運轉。在20世紀40年代，為了節省占地面積出現了形、圓環形、多角形和“之”字形等結構。但當時這些結構都存在著管束出口的熱風向入口循環等問題。在20世紀50年代以前工業裝置上空冷器都是干空冷，結構型式和操作經驗都很不完善。以

12、后，為了提高冷卻性能、擴大適用范圍，從多方面進行了改進，如為了適應高氣溫的要求發展了濕式空冷；為了減小占地面積發展了干、濕聯合空冷；為了提高傳熱效率，增強空冷器的適用性發展了蒸發式空冷、板式空冷；為了適應低氣溫與高粘、易凝流體的冷卻，設計出了內、外熱風再循環，自調百葉窗，加熱蒸汽盤管，電加熱，內翅片管等；為了精確控制工藝介質的出口溫度和節約動力消耗，發展了自調傾角風機，變頻自動調速風機等；為了適應各種操作溫度和壓力，研制出了多種結構型式的管束和管箱；為了提高管束的傳熱效率及耐腐蝕性能、降低風機功率損耗，研制開發了數十種不同類型的翅片管；為了降低噪聲，提高風機效能，發展了各種風機葉型和傳動型式。

13、隨著空冷器應用范圍的擴大，其技術不斷提高，結構型式日趨多樣和完善。1.2 空冷器的基本結構空冷器的基本結構型式如圖1-1所示。主要由管束、風機、構架、百葉窗和梯子平臺等五個基本部件組成。 圖1-1 空冷器的基本結構 1. 管束 它是傳熱的基本部件，由翅片管、管箱、側梁和支架構成一個整體，被冷卻和被冷凝的介質在翅片管內通過時，它的熱量被管外流動的空氣所帶走，管內的介質得到冷卻或冷凝。2. 風機 用來驅動空氣通過管束，帶走被冷卻介質的熱量，從而促使熱介質冷卻或冷凝。空冷器采用的是軸流風機。3. 構架 它是由鋼結構框架和風筒構成，通過它支承管束和風機，并使空氣按一定的方向流動。4. 百葉窗主要用來控

14、制空氣的流動方向或流量的大小，此外也可以用于對翅片管的防護，如防止雨、雪、冰雹的襲擊和烈日的照曬等。它由可以轉動的一組或幾組葉片、框架和葉片傳動機構組成。5. 梯子平臺它的作用是為空冷器的操作和檢修提供方便。1.3 空冷器的分類空氣冷卻器的分類根據分類方法的不同可以有以下幾種類型。 按管束的布置方式可分為：立式、水平式、斜頂式、V型多邊形等；按通風方式可分為：鼓風式、引風式和自然通風式；按冷卻方式可分為：干式空冷器、濕式空冷器（包括增濕型、噴霧蒸發型、濕面型）、聯合型空冷器等；按防寒方式可分為：熱風內循環式、熱風外循環式、蒸汽伴熱式；按壓力等級可分為：高壓空冷器和中、低壓空冷器。 圖1-2示出

15、最常用的鼓風式、引鳳式和斜頂式空冷器示意。 (c)(b)(a) 圖1-2 鼓風式（a）、引風式（b）和斜頂式空冷器（c）示意水平式空冷器的特點是管束為水平放置，但作冷凝器時，為防止冷凝液停留在管子內，管子有3或1的傾斜。管束長度不受限制，管內熱流體和管外空氣分布比較均勻。適于多單元組合，適用于場地寬敞和新建的煉油廠 。斜頂式空冷器的特點是管束斜放呈人字形，夾角一般在60°；占地面積小，為水平式的40左右；結構緊湊；管內介質和管外空氣分布不夠均勻，易形成熱風再循環；建造成本高。它適合于聯合式空冷器、干-濕聯合型空冷器，適用于老廠改造和場地較小的情況，特別適用于電站汽輪機空冷凝汽器。濕式

16、空冷器的三種結構型式示于圖1-3。（c）濕面型（b）噴淋蒸發型（a）增濕型圖1-3 濕式空冷器的三種結構型式1管束；2熱流體入口；3空氣入口；4循環水泵；5排水管6供水管；7擋水板；8閥門；9熱空氣出口；10熱流體出口1.4 空冷與水冷的比較水冷和空冷是目前工業裝置中最重要的兩種冷卻方式。這兩種冷卻方式各有優點和不足，選用時要視具體情況。如果冷卻水供應困難，又要求嚴格控制環境的污染，自然選用空冷器；如果廠地面積、空間都受到限制，水源也無問題，也就只有選用結構緊湊的水冷器。但在一般情況下需作全面比較，因為影響因素比較復雜。有關專家已作了許多分析和比較，一般都認為空冷優點多于水冷，所以即使在水源比

17、較充足的地方，也推薦采用空冷。空冷的最大優點就是節水效果好，對環境污染小，操作費用低，缺點是占地面積（或空間）大，一次性投資多，受到介質溫度、環境溫度的限制；水冷的最大優點是結構緊湊，安裝費用低，但操作費用高，對環境污染嚴重，具體比較如表1-1和表1-2所示。在對兩種冷卻方式的經濟性討論中，國內外學者都發表過許多對比分析資料，德國有人通過實例對比指出，雖然空冷器比套管式水冷器投資高，但總的看還是比較經濟。如把90有機液冷卻到40（熱負荷1.136×W），空冷器投資在低壓范圍內高34倍，在高壓范圍內（如32.5）約高2530（因為高壓空冷器用的管子直徑較小，壁厚不必增加太多，材料費相應

18、增加較少），但水冷器的管理費是空冷器的2倍，水費是空冷的6倍。對于冷凝過程二者的總費用大致相同。表1-1 空冷與水冷相比的優點空 冷 的 優 點水 冷 的 缺 點1. 對環境污染小；2. 空氣可隨意取得；3. 選廠址不受限制；4. 空氣腐蝕性小，設備使用壽命長；5. 空氣側的壓降小，操作費用低；6. 冷系統的維護費用，一般情況下僅為水冷系統的2030；7. 一旦風機電源被切斷，仍有3040的自然冷卻能力；8. 無二次水冷卻問題。1. 對環境污染嚴重；2. 冷卻水往往受水源限制，需要設置管線和泵站等設施；3. 特別對較大的工廠和裝置，選廠址時必須考慮有充足的水源；4. 水腐蝕性強，需要進行處理，

19、以防結垢和雜質的淤積；5. 循環水壓頭高（取決于冷卻器和冷水塔的相對位置），故水冷能耗高；6. 由于水冷設備多，易于結垢，在溫暖氣候條件下還易生長微生物，附于冷卻器表面，常常需要停工清洗；7. 電源一斷，即要全部停產。 表1-2 水冷與空冷相比的優點水 冷 的 優 點空 冷 的 缺 點1. 水冷通常能使工藝流體冷卻到低于環境空氣溫度23，且循環水在涼水塔中可被冷卻到接近環境濕球溫度；2. 水冷對環境溫度變化不敏感；3. 水冷器結構緊湊，其冷卻面積比空冷器小得多；4. 水冷器可以設置在其他設備之間，如管線下面；5. 用一般列管式換熱器即可滿足要求；6. 噪聲小。1. 由于空氣比熱小，且冷卻效果取

20、決于氣溫溫度，通常把工藝流體冷卻到環境溫度比較困難；2. 大氣溫度波動大，風、雨、陽光，以及季節變化，均會影響空冷器的性能，在冬季還可能引起管內介質凍結；3. 由于空氣側膜傳熱系數低，故空冷器的冷卻面積要大得多；4. 空冷器不能緊靠大的障礙物，如建筑物、大樹，否側會引起熱風循環；5. 要求用于特殊工藝設備制造翅片管；6. 噪聲大。5四川理工學院畢業設計（論文）第二章 空冷器的總體設計2.1 設計條件介質: 航空煤油，餾程為130230質量流量：230000kg/h進口溫度：165出口溫度：55入口壓力：0.2允許壓降：60kPa管內污垢熱阻：0.00017介質物性：相對密度：特性因數：黏度：

21、空氣設計溫度：35空氣設計最低溫度：-10空氣側污垢熱阻：海拔高度：502.2 總體設計應考慮的事項空冷器的總體設計是指空冷器的方案設計。總體設計時要根據用戶提供的要求和空冷器的設計慣例考慮一下問題： 根據工藝介質的冷卻要求及所建裝置的水源、電力情況，進行空冷和水冷的技術經濟比較，以確定使用空冷器的合理性； 根據介質的終冷溫度和過程特點（有無相變）、環境條件，確定空冷器的型式，即確定采用干空冷、濕空冷、干濕聯合空冷或其他特殊結構的空冷器； 初步估算該工藝條件下所需的傳熱面積，選擇空冷器的初步結構參數，如管束的尺寸、翅片管種類、構架和風機的配套等； 根據工藝介質的操作條件及物化性質，對空冷器參數

22、進行初步估算。估算的內容包括總傳熱系數及阻力降、有效平均溫差，計算所需的傳熱面積、風機的動力消耗及增濕水耗等； 根據裝置生產特點及工藝介質對操作的要求，綜合考慮空冷的平面豎面布置及調節控制方案； 估算噪聲是否滿足相關標準的要求； 如果是在寒冷地區還應考慮防寒防凍的要求； 根據上述核算初步確定空冷器的總投資。簡而言之，空冷器的總體設計，首先確定是否采用空冷器，接著就是確定空冷器的流程、結構部件、平面布置、控制調節方案等。2.3 冷卻方式工藝介質的冷凝冷卻是在空氣冷卻器中實現的，冷卻介質為空氣。由于空氣的比熱容小，在標準狀態下（20,101.325kPa）為1005J/(kg·K)，僅為

23、水的四分之一，因此若傳熱量相同，冷卻介質的溫度相同，則所需的空氣量為水量的四倍。再考慮到空氣的密度遠小于水，則相對于水冷卻器來說，空冷器的體積是很大的。另外空冷器空氣側的傳熱系數很低，約為4060，導致光管空冷器的總傳熱系數也很低，較水冷的傳熱系數約低1030倍。為增強空氣側的傳熱性能，所以一般都采用擴張表面的翅片管，其翅片比大致為1024。空氣冷卻方式和水冷卻方式在經濟上的精確評定是有難度的，長期以來水冷和空冷的爭議一直存在，但隨著全球水力資源的短缺和水質污染的加劇，空冷器的優越性越來越受到人們的注意，以空冷代替水冷的趨勢將不斷發展。根據工藝介質的冷卻要求及所建裝置的水源。電力情況與水冷進行

24、經濟比較，以確定采用空氣冷卻的合理性。表1-1列出了空冷優于水冷的場合，表1-2列出了水冷優于空冷的場合。這些原則可供設計者考慮是否采用空冷器。綜上所述：由設計條件可知本設計采用空冷器更合理。2.4 空冷器的工藝流程根據介質的終冷溫度、所在地區的氣候條件，確定采用空冷器的型式。它可以采用以下五種工藝流程之一。 干式空冷器流程的結構型式見圖2-1； 濕式空冷器流程的結構型式見圖2-2； 干空冷加后濕空冷器流程的結構型式見圖2-3； 干空冷加后水冷器流程的結構型式見圖2-4；圖2-1 干式空冷器流程結構 干濕聯合空冷器流程的結構型式見圖2-5；在選取空冷器的工藝流程時，可參照表2-1的原則進行。圖

25、2-2 濕式空冷器流程結構圖2-3 干空冷加后濕空冷器流程結構圖2-4 干空冷加后水冷器流程結構圖2-5 干濕聯合空冷流程結構 表2-1 空冷器的各種流程比較流 程優 點缺 點適 用 范 圍干空冷1.結構簡單可靠，可用于高壓系統 2.運轉費用省 冷后溫度受限制，不低于設計氣溫15201.廣泛應用2.熱介質的冷后溫度應高于設計溫度1520濕空冷冷后溫度低，可接近濕球溫度5左右進口溫度不能過高，如高壓80時會引起翅片表面結垢進口溫度低的介質（如低于75）的冷卻，常用作干空冷的補充流 程優 點缺 點適 用 范 圍 干空冷+水冷1.冷后溫度低2.設備緊湊1.需配置循環水系統2.操作費用較高1.要求冷后

26、接近干球溫度時 2.水源充足的地方 干空冷+濕空冷1.冷后溫度低2.操作費較前干空冷+水冷省303.噴淋水可重復使用 1.占地比干空冷+水冷略大 2.操作要求較高1.水源不足2.要求冷后溫度較低，約高于濕球溫度5左右干濕聯合空冷1.設備緊湊，占地小2.操作費用省3.冷后溫度較低1.結構較復雜2.操作技術要求高1.中小處理量場合2.大處理量干空冷器的后冷器綜上，由于熱介質的冷后溫度高于設計氣溫20，故本設計選用結構簡單可靠，運轉費用省的干空冷流程。2.5 空冷器的結構型式根據管束的放置方式，空冷器可分為水平鼓風式、斜頂鼓風式、直立鼓風式、引風式、立式引風式和V字引風式。為了恰當的選擇空冷器的結構

27、型式，設計人員應首先根據經驗估算一個所需的傳熱面積，然后，參照表2-2綜合比較各種型式的特點和應用場合，選擇適宜的結構型式。經反復核算、綜合比較，最終確定空冷器的管束、構架的規格，風機的大小和空冷器的布置型式。表2-2 空冷器的結構型式比較型 式優 點缺 點適 用 場 合水平式1.結構簡單，管束與風機葉輪水平放置，根據風機在管束的上下不同可分為引風式和鼓風式兩種2.管內熱流體和管外空氣分布均勻3.安裝方便1.占地面積大2.管內阻力比其它型式較大由于結構簡單，安裝方便，得到普遍應用。特別市鼓風式的應用最為廣泛、用于介質冷凝時，管束因布置有3°或1°的傾斜度直聯式1.直接與設備

28、相聯，減少管線和占地面積2.投資省檢修略微困難置于塔或容器頂部的小濕冷卻設備型 式優 點缺 點適 用 場 合直立式1.管束垂直地面，風機葉輪可垂直或水平布置，占地比水平式省2.管內阻力比水平式小1.管內介質與管外空氣分布不夠均勻2.易受外界風力影響，安裝方向應與季節風向配合1.小負荷冷凝系統2.內燃機冷卻系統3.電站冷卻水系統4.濕式空冷器 斜頂式1.結構緊湊，管束斜放成人字形，夾角一般成60，風機置于管束下方，占地面積比水平式小約402.常用作冷凝，管內阻力比水平式小3.傳熱系數較水平式高1.管外的空氣分布不均勻。且易產生熱風返回現象2.結構較復雜，安裝維修稍為難一點1.負壓真空系統2.干濕

29、聯合空冷的干式部分 V字型1.風機葉片置于管束上方，避免了熱風的再循環，其余特點與斜頂式相同2.管外氣流分布較好 1.管內介質與管外空氣分布不夠均勻 2結構設計和管線安裝較復雜1. 負壓真空系統2.干濕聯合空冷的濕式部分3.多用于單管程冷凝器干濕聯合1.占地面積小2.操作費用省1.操作要求高2.靈活性差中、心處理量或大處理量干空冷的后空冷由于水平式優點：結構簡單，管內熱流體和管外空氣分布均，安裝方便等。本設計的空冷器結構型式選用水平式結構。2.6 空冷器的通風方式空冷器的通風方式有鼓風、引風和自然通風三種方式，其優點和應用場合如表2-3所示，根據具體情況選用一種通風方式。表2-3 通風方式比較

30、 通風方式優 點缺 點應 用 場 合鼓風式1.氣流先經風機再至管束，風機在大氣溫度下運行，工作可靠，壽命長2.結構簡單，安裝檢修方便3.由于紊流作用，管外傳熱系數略高1.排出的熱空氣較易產生回流2.受日照及氣候影響較大由于結構簡單，效率高，應用普遍通風方式優 點缺 點應 用 場 合引風式 1.風機和風筒對管束有保護作用，可減少冰雹、雷雨、烈日對管束的影響2.空氣對穿過翅片管束氣流分布比較均勻，管外傳熱系數較高而阻力較低3.由于風筒有抽力作用，風機停運時，仍能維持30的冷卻能力4.排出的熱空氣不易回流，受風力影響較小5.噪聲較鼓風式約低3dB1.風機葉片安裝在出風口，工作溫度高，要求葉片的材料應

31、能承受相應的工作溫度2.結構較鼓風式復雜，風機檢修不方便3.耗功率比鼓風式約高101.對出口終溫要求嚴格控制的場合2.對防噪音要求較高時3.氣候變化較大的地區.自然通風式1.利用溫差造成氣流流通，不用風機，節省電能2.噪聲低，維修量小投資大大處理量的熱電工廠，如大型電站的汽輪機乏汽冷凝冷卻通過表2-3通風方式的比較本設計空冷器通風方式選引風式。2.7 空冷器的平面布置空冷器的平面布置包括地面式和高架式。考慮到高架式不占地面面積，高空氣流通暢，避免了夏季地面熱氣流的影響等原因，本設計采用高架式平面布置。 地面式空氣冷卻器可布置在地面或高架在框架或屋頂之上。安裝在地面上的空冷器稱為地面式。此時，要

32、求在空冷器的周圍要有一定的空隙地帶，不影響空氣的順利吸入。這種安裝方式的特點是安裝和檢修較方便；缺點是占地多，容易受鄰近發熱設備熱輻射的影響。 高架式空冷器安裝在框架、管架或其他建筑物頂部。優點是不占地面面積，高空氣流通暢，可避免夏季地面熱氣流的影響，是目前應用最廣泛的一種型式；缺點是要考慮其所在框架要有足夠的剛度以防風機的振動及下部發熱設備的影響。對于高于10m以上的空冷器構架，設計時必須考慮風載荷沿高度變化的影響系數和對自振周期和地震力的影響，以及地震載荷變化情況。2.8 空冷器的調節方式空冷器的調節方式，一般地采用調節風量或調節入口風溫的方法或二者聯合使用。本節僅討論調節風量的控制措施。

33、 用風機調節風量改變風機的轉速或調節風機葉片的安裝角，可改變風機的風量。空冷器風機調節風量的方式有：手動調角風機，機械調角風機，自動調角風機，調頻風機，調速風機。對于終冷溫度要求不太嚴格的空冷，最簡單的辦法就是調節風機的運轉臺數。當空冷器采用二臺或更多臺數風機時，在冬季常常可以停開一臺或更多的風機。 百葉窗調節百葉窗的結構簡單，操作方便，調節其開度，可以達到調節空氣流量的目的。具體類型有如下四種。 調節風量：減少百葉窗的開啟角，造成空氣阻力增加，從而減少風量。其調節特性如圖2-6所示。但在減少空冷器空氣流量的同時，不能節約風機的功率消耗。需要提醒得時，當風機在較大風量下運行時，不可全關百葉窗，

34、否則會造成風機葉片的損壞。 控制自然通風量：空冷器風機停運時，由于管束的熱力作用，仍有空氣通過，這種自然通風效應在引風式空冷器上更為明顯，可以帶走管內熱負荷的2530，因此在生產操作中有必要使風量為零的空冷器安裝百葉窗。如寒冷地區空冷器或易凝固油品空冷器等。為此目的使用的百葉窗，操作時只需要采用“全開”及“全關”二位控制即可。從這個角度來說，采用引風式空冷器，要比采用鼓風式節能效果明顯。圖2-6 百葉窗調節特性 分調風量：當同一臺風機向一個以上的管束提供風量，而各個管束所需的風量不同時，則應在各個管束上安裝單獨的百葉窗，進行風量調節以滿足各自的需要。 控制空氣流向：熱風再循環型空冷器的空氣流向

35、均用百葉窗進行控制。當需要調節熱風與冷風的比例以嚴格控制管內各介質溫度時，則百葉窗應能作適應不同風量的無極調節。否則，百葉窗采用“全開” 、“全關”即可。 聯合調節風機和百葉窗組成的聯合調節如圖2-7所示，它可以實現以下三種調節方式： 圖2-7 熱風再循環空冷器的聯合調節 風機調節風量：空冷器風量由風機調節，百葉窗只作開關二位式控制，以控制自然通風，或在特殊氣候條件下保護管束。自調風機的臺數，視控制的精度要求而定。 百葉窗分調風量：空冷器風機供多片管束風量時，空冷器的總風量由風機調節，各個管束風量由各百葉窗進行分調。 百葉窗控制空氣流向：用于熱風再循環空冷器，風量由風機調節，風向及冷、熱風配比

36、由百葉窗控制。第三章 空冷器的方案計算及選型設計3.1 熱負荷計算設計工業裝置中的空冷器，在詳細的工藝計算前，須進行方案設計，初步估算空冷所需的傳熱面積、風量，從而選定空冷器和風機的型號、臺數和結構。根據工藝條件和操作要求，確定風量調節方法和防凍措施。對液相石油餾分，且無相變，可用5中表3.1-1中 API指數公式和焓差公式計算 ；165；55指數公式: (3-1) 則有： 焓差公式： (3-2)代入數據則有： 總熱負荷： (3-3)3.2 空冷器的方案計算 總傳熱系數的選取：根據5中表3.6-1中液體冷卻，取=350 估算空氣出口溫度：按5中式3.7-1 (3-4)已知：空氣入口溫度=35；

37、熱流溫差=110查5中圖3.7-1得溫升校正系數；則： 45取 對數傳熱溫差的計算由對數平均溫差公式： (3-5)得： 溫差修正系數由溫度效率P和溫度相關因素R決定。 (3-6) (3-7)溫差校正，由式(3-6)和式(3-7) 取 =2。查5中圖3.8-8，得溫差修正系數=0.95，則傳熱平均溫差為 傳熱面積（以光管外表面積為基準）的估算 總風量估算空冷器總風量按下式計算 (3-7)則空冷器總風量為： 3.3 選型設計 選取管排數由 查6中圖4-10，得最佳管排數為7，根據管束規格，考慮航煤的膜傳熱效率不高，選用高翅片6排管。 根據管排數，選取標準迎面風速由6中表4-4，選取標準迎面風速為2

38、.5米/秒；面積比為7.6。 選管束 試算空冷器出口空氣溫度。取一可能的出口空氣溫度或溫升，根據熱平衡式求得、，再根據傳熱計算求得，對和進行比較，至二者接近時為止。列表計算如下：空氣出口溫升假定值()404142 140.9142.9134.2 1070.71044.61019.7 46.546.245.9 1043.11050.31057.7取空冷器出口風溫76。 選用YP9×3-6-183.22-0.38K1-23.4ZL-a管束6片。基管有效面積為1099.305。 定管程取管內流體流速0.55米/秒，對高翅片6排管，管子總根數為270根。則管程數計算公式： (3-8)得： 取

39、管程數為3，每管程90根。 選風機風量前面已求出，風機全風壓式中 管束氣流阻力，按式(3-9)計算； 風機動壓頭，取24毫米水柱，這里取3毫米水柱。管束氣流阻力計算公式： (3-9)則：毫米水柱故風機全風壓為：毫米水柱根據風機的總風量、風壓和風機特性曲線選用風機6臺。 翅片管束的選擇根據以上計算選型，現對管束規格和翅片參數選擇如表3-1所示。表3-1 管束、構架和風機的初步選擇 編 號參 數代 號規 格注一1234567891011121314151617二18192021三222324四25管束和構架規格名義長度/名義寬度/實際寬度/有效迎風面積/管排數管束數量管心距/基管總根數有效管根數基

40、管外徑/基管內徑/有效基管傳熱面積/管內流通總面積/管程數每程流通面積構件規格/構件數量翅片參數翅片外徑翅片平均厚度翅片直徑翅片數翅片計算參數風面比傳熱計算幾何綜合系數阻力計算幾何綜合系數風機規格 932.9724.538×66663.5273×6270×62520183.22×60.514630.17159×63570.4264331.9762.45594.36115中附錄并聯布置5中附錄參照5中附錄參照5中附錄5中附錄 5中附錄5中附錄5中附錄5中附錄6臺第四章 空冷器的詳細工藝計算4.1 管內膜傳熱系數的計算介質定性溫度計算公式(湍流區)： (4-1)則： 定性溫度下，介質的物理性質按5中表3.1-1中相關公式計算 密度：時 ； 比熱容： 導熱系數： 黏度的計算：已知 135下動力黏度 ； 50下動力黏度 ；用密度計算公式求得： 135下 ； 50下 ；運動粘度 ； ；根據 系數：因，故取 則時的運動黏度為 動力黏度定性溫度下傳熱準數的計算：質量流量： 管內流速： ，合適！ 雷諾數： 旺盛湍流區 普蘭特數： 暫取壁溫校正系數，則管內膜傳熱系數： 上式有最大實驗誤差正誤差為15，為安全起見，取： 4.2 風量和空氣出口溫度的計算 風量計算按表3