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不銹鋼冷凝器簡(jiǎn)介

不銹鋼冷凝器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備，又稱(chēng)熱交換器。廣泛應用于化工、石油、動(dòng)力和原子能等工業(yè)部門(mén)。它的主要功能是保證工藝 過(guò)程對介質(zhì)所要求的特定溫度，同時(shí)也是提高能源利用率的主要設備之一。 不銹鋼冷凝器既可是一種單獨的設備，如加熱器、冷卻器和凝汽器等；也可是某一工藝設備的組成部分，如氨合成塔內的熱交換器。由于制造工藝和科學(xué) 水平的限制，早期的換熱器（冷凝器）只能采用簡(jiǎn)單的結構，而且傳熱面積小、體積大和笨重，如蛇管式換熱器等。隨著(zhù)制造工藝的發(fā)展，逐步形成一種 管殼式換熱器，它不僅單位體積具有較大的傳熱面積，而且傳熱效果也較好，長(cháng)期以來(lái)在工業(yè)生產(chǎn)中成為一種典型的換熱器。

不銹鋼冷凝器的分類(lèi)

不銹鋼冷凝器按傳熱方式的不同可分為混合式、蓄熱式和間壁式三類(lèi)。 該設備一般都用金屬材料制成，其中碳素鋼和低合金鋼大多用于制造中、低壓換 熱器；不銹鋼除主要用于不同的耐腐蝕條件外，奧氏體不銹鋼還可作為耐高、低溫的材料；鎳合金則用于高溫條件下。

不銹鋼冷凝器的特點(diǎn)

1．耐腐蝕性：聚丙烯具有優(yōu)良的耐化學(xué)品性，對于無(wú)機化合物，不論酸，堿、鹽溶液，除強氧化性物料外，幾乎直到100℃都對其無(wú)破壞作用，對幾乎所 有溶劑在室溫下均不溶解，一般烷、徑、醇、酚、醛、酮類(lèi)等介質(zhì)上均可使用。

2．耐溫性：聚丙烯塑料熔點(diǎn)為164-174℃，因此一般使用溫度可達110-125℃。

3．無(wú)毒性：不結垢，不污染介質(zhì)，也可用于食品工業(yè)。

4．重量輕：對設備安裝維修很為方便。

不銹鋼冷凝器的結構參數

冷凝器的工稱(chēng)壓力范圍有PN0.25-6.4Mpa

冷凝器的公稱(chēng)直徑有鋼管制圓筒159-325mm，卷制圓筒400-1800mm.

冷凝器的換熱管長(cháng)度L1500-9000mm

冷凝器的換熱管規格有DN25及DN32、DN15等規格，換熱管的排列形式有正三角形及矩形排列。

不銹鋼冷凝器的工作原理

氣體通過(guò)一根長(cháng)長(cháng)的管子（通常盤(pán)成螺線(xiàn)管），讓熱量散失到四周的空氣中，銅之類(lèi)的金屬導入性能強，常用于輸送蒸氣。為提高冷凝器的效率經(jīng)常在管 道上附加熱傳導性能優(yōu)異的散熱片，加大散熱面積，以加速散熱。并通過(guò)風(fēng)機加快空氣對流的方式把熱帶走。 一般制冷機的制冷原理壓縮機的作用是把工質(zhì)由低溫低壓氣體壓縮成高溫高壓氣體，再經(jīng)過(guò)冷凝器，在冷凝器中冷凝成低溫高壓的液體，經(jīng)節流閥節流后 ，則成為低溫低壓的液體。低溫低壓的液態(tài)工質(zhì)送入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中吸熱蒸發(fā)而成為壓力較低的蒸汽，從而完成制冷循環(huán)。 單級蒸汽壓縮制冷系統，是由制冷壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和節流閥四個(gè)基本部件組成。它們之間用管道依次連接，形成一個(gè)密閉的系統，制冷劑在系統 中不斷地循環(huán)流動(dòng)，發(fā)生狀態(tài)變化，與外界進(jìn)行熱量交換。

冷凝器的組成

在制冷系統中，蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機和節流閥是制冷系統中必不可少的四大件，這當中蒸發(fā)器是輸送冷量的設備。制冷劑在其中吸收被冷卻物體的熱 量實(shí)現制冷。壓縮機是心臟，起著(zhù)吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用。冷凝器是放出熱量的設備，將蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機功所轉化的熱量一 起傳遞給冷卻介質(zhì)帶走。節流閥對制冷劑起節流降壓作用、同時(shí)控制和調節流入蒸發(fā)器中制冷劑液體的數量，并將系統分為高壓側和低壓側兩大部分。實(shí) 際制冷系統中，除上述四大件之外，常常有一些輔助設備，如電磁閥、分配器、干燥器、集熱器、易熔塞、壓力控制器等部件組成，它們是為了提高運行 的經(jīng)濟性，可靠性和安全性而設置的。

空調機根據冷凝形式可分為：水冷式和空冷式兩種，根據使用目的可分為單冷式和制冷制暖式兩種，不論是哪一種型式的構成，都是由以下的主要部件組 合而成的。

制冷系統主要部件有壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥(或毛細管、過(guò)冷卻控制閥)、四通閥、復式閥、單向閥、電磁閥、壓力開(kāi)關(guān)、熔塞、輸出壓力調節 閥、壓力控制器、貯液罐、熱交換器、集熱器、過(guò)濾器、干燥器、自動(dòng)開(kāi)閉器、截止閥、注液塞以及其它部件組成。

電氣系統主要部件有電機(壓縮機、風(fēng)機等用)、操作開(kāi)關(guān)、電磁接觸器、連鎖繼電器、過(guò)電流繼電器、熱動(dòng)過(guò)電流繼電器、溫度調節器、濕度調節器、溫 度開(kāi)關(guān)(除霜、防止結凍等用)。壓縮機曲軸箱加熱器，斷水繼電器，電腦板及其它部件組成。

控制系統由多個(gè)控制器件組成，它們是：制冷劑控制器：膨脹閥、毛細管等。制冷劑回路控制器：四通閥、單向閥、復式閥、電磁閥。

制冷劑壓力控制器：壓力開(kāi)閉器、輸出壓力調節閥、壓力控制器。

電機保護器：過(guò)電流繼電器、熱動(dòng)過(guò)電流繼電器、溫度繼電器。溫度調節器： 溫度位式調節器、溫度比例調節器。濕度調節器：濕度位式調節器。

除霜控制器：除霜溫度開(kāi)關(guān)、除霜時(shí)間繼電器、各種溫度開(kāi)關(guān)。

冷卻水控制：斷水繼電器、水量調節閥、水泵等。

報警控制：很溫報警、很濕報警、欠壓報警及火警報警、煙霧報警等。

其它控制：室內風(fēng)機調速控制器、室外風(fēng)機調速控制器等。

不銹鋼冷凝器系統的組成

制冷系統　

主要部件有壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥(或毛細管、過(guò)冷卻控制閥)、四通閥、復式閥、單向閥、電磁閥、壓力開(kāi)關(guān)、熔塞、輸出壓力調節閥、壓力 控制器、貯液罐、熱交換器、集熱器、過(guò)濾器、干燥器、自動(dòng)開(kāi)閉器、截止閥、注液塞以及其它部件組成。

電氣系統 　　

主要部件有電機(壓縮機、風(fēng)機等用)、操作開(kāi)關(guān)、電磁接觸器、連鎖繼電器、過(guò)電流繼電器、熱動(dòng)過(guò)電流繼電器、溫度調節器、濕度調節器、溫度開(kāi) 關(guān)(除霜、防止結凍等用)。壓縮機曲軸箱加熱器，斷水繼電器，電腦板及其它部件組成。

控制系統　

由多個(gè)控制器件組成，它們是：　制冷劑控制器：膨脹閥、毛細管等。制冷劑回路控制器：四通閥、單向閥、復式閥、電磁閥。制冷劑壓力控制器：壓力 開(kāi)閉器、輸出壓力調節閥、壓力控制器。電機保護器：過(guò)電流繼電器、熱動(dòng)過(guò)電流繼電器、溫度繼電器。溫度調節器：溫度位式調節器、溫度比例調節器 。濕度調節器：濕度位式調節器。除霜控制器：除霜溫度開(kāi)關(guān)、除霜時(shí)間繼電器、各種溫度開(kāi)關(guān)。冷卻水控制：斷水繼電器、水量調節閥、水泵等。報警 控制：很溫報警、很濕報警、欠壓報警及火警報警、煙霧報警等。其它控制：室內風(fēng)機調速控制器、室外風(fēng)機調速控制器等。

電氣

主要部件有電機(壓縮機、風(fēng)機等用)、操作開(kāi)關(guān)、電磁接觸器、連鎖繼電器、過(guò)電流繼電器、熱動(dòng)過(guò)電流繼電器、溫度調節器、濕度調節器、溫度開(kāi)關(guān)( 除霜、防止結凍等用)。壓縮機曲軸箱加熱器，斷水繼電器，電腦板及其它部件組成。

不銹鋼冷凝器的種類(lèi)

蒸汽冷凝器

蒸汽冷凝器這種冷凝常應用于多效蒸發(fā)器末效二次蒸汽的冷凝，保證末效蒸發(fā)器的真空度。例（1）噴淋式冷凝器，冷水從上部噴嘴噴入，蒸汽從側面入 口進(jìn)入，蒸汽與冷水充分接觸后被冷凝為水，同時(shí)沿管下流，部分不凝汽體也可能被帶出。例（2）充填式冷凝器，蒸汽從側管進(jìn)入后一上面噴下的冷水 相接觸冷凝器里面裝了滿(mǎn)了瓷環(huán)填料，填料被水淋濕后，增大了冷水與蒸汽的接觸面積，蒸汽冷凝成水后沿下部管路流出，不凝氣體同上部管路被真空泵 抽出，以保證冷凝器內一定的真空度。例（3）淋水板或篩板冷凝器，目的是增大冷水與蒸汽的接觸面積?；旌鲜嚼淠骶哂薪Y構簡(jiǎn)單，傳熱效率高等優(yōu) 點(diǎn)，腐蝕性問(wèn)題也比較容易解決。

鍋爐用冷凝器

鍋爐用冷凝器，又稱(chēng)煙氣冷凝器，鍋爐使用煙氣冷凝器后，可有效節約生產(chǎn)成本，降低鍋爐的排煙溫度，提高鍋爐熱效率。使鍋爐運行符合國家節能減排 標準。

不銹鋼冷凝器的清洗

1．經(jīng)常檢查壓縮機皮帶是否良好，如果啟動(dòng)空調時(shí)有“吱吱”的噪聲，說(shuō)明皮帶打滑嚴重，應及時(shí)更換皮帶和皮帶輪；如果皮帶過(guò)松則會(huì )影響空調制冷 。

2．經(jīng)常清洗冷凝器，有些車(chē)主在夏天使用空調時(shí)往往會(huì )用水管對著(zhù)冷凝器進(jìn)行沖洗，這個(gè)方法不錯，可以防止灰塵泥巴等東西沉積后影響散熱。

3．每年都應該更換一次空調的濾網(wǎng)，濾網(wǎng)上經(jīng)常沾著(zhù)各種灰塵雜質(zhì)，不光會(huì )影響出風(fēng)，而且可能制造異味。

4．車(chē)子使用兩年以上要做蒸發(fā)箱的清洗，蒸發(fā)箱位于雨刮器下，每次開(kāi)空調時(shí)，灰塵細菌容易沾染在蒸發(fā)箱上，因此較好用具備清洗功能的泡沫劑清洗 。

不銹鋼冷凝器危險因素

可燃組分

主要是乙炔等碳氫化合物，乙炔較為危險，在液氧中的溶解度很低（5.6×10-6mg/L），很容易以固態(tài)析出并引發(fā)爆炸。

堵塞組分

主要是二氧化碳、水分和氧化亞氮，尤其是氧化亞氮，日漸引起關(guān)注，他們結晶析出后，堵塞主冷通道，會(huì )引起主冷“干蒸發(fā)”和“死端沸騰”，造成碳 氫化合物濃縮、積聚、析出，引發(fā)主冷爆炸。

強氧化劑

液氯為強氧化劑

冷凝器 引爆因素

a.固體雜質(zhì)微粒的機械撞擊引爆（乙炔微粒等摩擦、液氧沖擊）。

b.靜電，如二氧化碳微粒達到（200～300）×104ppm時(shí)，可產(chǎn)生靜電，電壓達3kV。

c.化學(xué)敏感性特強的物質(zhì)（如臭氧和氮的氧化物）。 d.氣流沖擊、壓力沖擊、氣蝕現象引起的壓力脈沖，引起溫度升高引發(fā)爆炸。

不銹鋼冷凝器的質(zhì)量控制

氧氣生產(chǎn)區應常年在上風(fēng)向，距乙炔發(fā)生站300m以上，遠離有害氣體源，加強原料空氣質(zhì)量控制，一旦污染嚴重，要采取相應措施。

積聚主要因素如下：

a.充分發(fā)揮液空液氧吸附器清除乙炔等碳氫化合物的作用，嚴格按期倒換吸附器和控制加熱再生溫度，提高吸附效率。 。

b.從主冷中排放1%的產(chǎn)品液氧，清除碳氫化合物。

c.定期對空分進(jìn)行大加溫，以除去積聚在熱交換器和精餾塔內殘留的二氧化碳及碳氫化合物雜質(zhì)。

d.液氧泵長(cháng)期投入運行，采用分子篩吸附的，氧化亞氮吸附效果不好，可在分子篩吸附器內加一層5A分子篩。

這個(gè)工作要正?；?、制度化、定期進(jìn)行，若環(huán)境惡化，需隨時(shí)采取有效措施，把有害物質(zhì)控制在標準之內，乙炔在0.5、甲烷120、總碳155、二氧化碳4、 氧化亞氮100（數量級10-6）。

液面高、循環(huán)倍比大，二氧化碳及烴類(lèi)化合物不易積累濃縮。武鋼燃氣廠(chǎng)采用全浸操作，經(jīng)多年安全運行，全部工藝參數同未浸前一樣，并且仍有足夠的 分離空間，換熱面積也滿(mǎn)足要求，取出的氧氣也沒(méi)有氣液夾帶現象，所以主冷全浸操作是有利無(wú)害的。

臨時(shí)停車(chē)再啟動(dòng)，不可避免地存在一定時(shí)間的低液面操作，此階段易發(fā)生烴類(lèi)的局部濃縮，同時(shí)重新啟動(dòng)時(shí)，板式換熱器在一段時(shí)間內工況不正常，自清 除效果不好，造成二氧化碳堵塞，再加上氣流沖擊，就有可能在主冷發(fā)生微爆，。所以應較大限度的減少臨時(shí)停車(chē)的次數，或避免全排液，對主冷實(shí)行單 獨加溫，有條件應全面加溫。

運轉2年或更長(cháng)時(shí)間時(shí)，應對精餾塔及液氧循環(huán)系統進(jìn)行清洗脫脂，主冷單元應浸泡8h，清洗后用足夠壓力的空氣徹底吹除，而后充分加溫干燥。

1．經(jīng)常檢查壓縮機皮帶是否良好，如果啟動(dòng)空調時(shí)有“吱吱”的噪聲，說(shuō)明皮帶打滑嚴重，應及時(shí)更換皮帶和皮帶輪；如果皮帶過(guò)松則會(huì )影響空調制冷 。

2．經(jīng)常清洗冷凝器，有些車(chē)主在夏天使用空調時(shí)往往會(huì )用水管對著(zhù)冷凝器進(jìn)行沖洗，這個(gè)方法不錯，可以防止灰塵泥巴等東西沉積后影響散熱。

3．每年都應該更換一次空調的濾網(wǎng)，濾網(wǎng)上經(jīng)常沾著(zhù)各種灰塵雜質(zhì)，不光會(huì )影響出風(fēng)，而且可能制造異味。

4．車(chē)子使用兩年以上要做蒸發(fā)箱的清洗，蒸發(fā)箱位于雨刮器下，每次開(kāi)空調時(shí)，灰塵細菌容易沾染在蒸發(fā)箱上，因此較好用具備清洗功能的泡沫劑清洗 。 。

液氧的單位電阻較大，易于產(chǎn)生靜電，在不接地情況下可產(chǎn)生數千伏的靜電電壓，所以要定期對空分裝置進(jìn)行接地檢查。

若油被帶入空分裝置，會(huì )污染吸附劑，影響對乙炔的吸附，所以應取消易使空氣帶油的羅茨風(fēng)機，加強膨脹機的檢修和維護。

電石渣中剩余乙炔對空氣污染很大，特別是下雨天更為嚴重，應嚴格管理，較好遠遠埋于地下。

在操作上，對于清除有害雜質(zhì)的環(huán)節要認真，如板式換熱器的溫度控制、主冷穩定控制、有害物質(zhì)監測等。在維護上，監測用的儀器、儀表要定期校驗， 保證檢測結果的準確性；很周期運行要慎重，要及時(shí)停車(chē)加熱吹除。在管理上，要嚴格遵守工藝紀律，加強設備管理，杜絕違章作業(yè)，保持設備的完好率 ，嚴格執行“四不放過(guò)”。

每年定期、不定期培訓，增強防爆意識，提高操作技能。

因冷卻水大多數含有鈣、鎂離子和酸式碳酸鹽。當冷卻水流經(jīng)金屬表面時(shí)，有碳酸鹽的生成。另外，溶解在冷卻水中的氧還會(huì )造成金屬腐蝕，形成鐵銹。 由于銹垢的產(chǎn)生，冷凝器換熱效果下降。嚴重時(shí)不得不在殼體外噴淋冷卻水，結垢嚴重時(shí)會(huì )堵塞管子，使換熱效果失去作用。研究的數據顯示水垢沉積物 對熱傳輸的損失影響巨大，隨著(zhù)沉積物的增加會(huì )造成能源費用的加大。即使很薄的一層水垢就要增加設備中結垢部分40%以上的運行費用。保持冷卻通道 中不含礦物沉積物可以很好的提高功效、節約能源、延長(cháng)設備的使用壽命，同時(shí)節約生產(chǎn)時(shí)間和費用。

長(cháng)期以來(lái)傳統的清洗方式如機械方法（刮、刷）、高壓水、化學(xué)清洗(酸洗)等在對設備清洗時(shí)出現很多問(wèn)題：不能徹底清除水垢等沉積物，酸液對設備造 成腐蝕形成漏洞，殘留的酸對材質(zhì)產(chǎn)生二次腐蝕或垢下腐蝕，較終導致更換設備，此外，清洗廢液有毒，需要大量資金進(jìn)行廢水處理。

針對上述情況，國內外努力研制對金屬腐蝕性小的清洗劑，而目前研發(fā)成功的有福世泰克清洗劑。其具有高效、環(huán)保、安全、無(wú)腐蝕的特點(diǎn)，不但清洗效 果良好而且對設備沒(méi)有腐蝕，能夠保證冷凝器的長(cháng)期使用。福世泰克清洗劑（特有的添加濕潤劑和穿透劑，可以有效清除用水設備中所產(chǎn)生的較頑固的水 垢（碳酸鈣）、銹垢、油垢、粘泥等沉淀物，同時(shí)不會(huì )對人體造成傷害，不會(huì )對鋼鐵、紫銅、鎳、鈦、橡膠、塑料、纖維、玻璃、陶瓷等材質(zhì)產(chǎn)生侵蝕、 點(diǎn)蝕、氧化等其他有害的反應，可大大延長(cháng)設備的使用壽命。

冷凝器的材料一般以碳鋼、不銹鋼和銅為主，其中碳鋼材質(zhì)的管板在作為冷卻器使用時(shí)，其管板與列管的焊縫經(jīng)常出現腐蝕泄漏，泄漏物進(jìn)入冷卻水系統 會(huì )造成污染環(huán)境及物料的浪費。

冷凝器在制作時(shí)，管板與列管的焊接一般采用手工電弧焊，焊縫形狀存在不同程度的缺陷，如凹陷、氣孔、夾渣等，焊縫應力的分布也不均勻。使用時(shí)管 板部分與工業(yè)冷卻水接觸，而工業(yè)冷卻水中的雜質(zhì)、鹽類(lèi)、氣體、微生物都會(huì )構成對管板和焊縫的腐蝕。研究表明，工業(yè)水無(wú)論是淡水還是海水，都會(huì )有 各種

離子和溶解的氧氣，其中氯離子和氧的濃度變化，對金屬的腐蝕形狀起重要作用。另外，金屬結構的復雜程度也會(huì )影響腐蝕形態(tài)。因此，管板與列管焊縫 的腐蝕以孔蝕和縫隙腐蝕為主。從外觀(guān)看，管板表面會(huì )有許多腐蝕產(chǎn)物和積沉物，分布著(zhù)大小不等泡。以海水為介質(zhì)時(shí)，還會(huì )產(chǎn)生電偶腐蝕。雙金屬腐蝕 也是管板腐蝕的一種常見(jiàn)現象。

針對冷凝器防腐問(wèn)題，西方國家多采用高分子復合材料的方法進(jìn)行保護，其中應用較多的是技術(shù)產(chǎn)品。其具有優(yōu)異的粘著(zhù)性能及抗溫、抗化學(xué)腐蝕性能， 在封閉的環(huán)境里可以安全使用而不會(huì )收縮，特別是良好的隔離雙金屬腐蝕和耐沖刷性能，從根本上杜絕了修復部位的腐蝕滲漏，為冷凝器提供一個(gè)長(cháng)久的 保護涂層。