一种环保型板式湿空冷器的制作方法

1.本实用新型涉及板式湿空冷器技术领域，尤其涉及一种环保型板式湿空冷器。


背景技术：

2.板式湿空冷器是一种将板式换热器与空冷式换热器的优点结合在一起的新型空冷器，具有传热效率高，流通面积大的特点，适用于压降要求严格，占地面积小的冷凝冷却场合，在炼油化工、煤化工等领域具有广泛的应用。专利cn103185475a提出了一种板式湿空冷器，对于提高和改善板式空冷器性能具有重要意义，精细化操作和安全环保方面具有一定局限性。
3.对于板式湿空冷器的现场应用，由于冷却介质为空气和喷淋水的混合介质，极易受到周围环境温度、湿度等因素的影响，在极端条件下，会出现热侧介质出口温度偏高，且缺少控制调节，无法满足下游处理要求。
4.在冷凝冷却场合，采用一种同种板型结构，没有考虑冷凝段的气气换热和冷却段的气液换热条件下，介质流动状态对于传热的影响，换热稳定性较差。
5.空气中夹带的水分经板束内热介质加热，经引风机作用出系统，板式湿空冷器空气出口夹带水量大，空冷器周边易积水，冬季天气寒冷，夹带的水在引风机出口附近形成结冰，造成水的流失，水耗较高，安全性较差。
6.夹带的水在引风机出口附近形成结冰，造成水的流失，同时与空气中酸性物混合在设备周边冷凝形成酸露对周边设备框架等产生腐蚀。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种环保型板式湿空冷器。
8.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
9.一种环保型板式湿空冷器，包括控制系统、调压系统、喷淋系统、补水系统、换热单元，所述控制系统集成在控制柜；
10.所述调压系统包括一级减压阀、二级减压阀、一级稳压罐、二级稳压罐、一级测温元件、二级测温元件、一级压力变送器、二级压力变送器；
11.所述补水系统包括电子水处理仪、一级液位变送器、一级止回阀、一级补水调节阀、二级液位变送器、二级止回阀、二级补水调节阀；
12.所述一级稳压罐分别接入一级压力气体和一级喷淋给水；所述二级稳压罐分别接入二级压力气体和二级喷淋给水；
13.所述喷淋系统设置在换热单元的一侧，喷淋系统包括一级喷淋管、二级喷淋管、喷头、捕雾器、集水箱；
14.一级压力气体和一级喷淋给水在一级稳压罐内混合后输送至喷淋系统的一级喷淋管，并从喷头喷向换热单元；二级压力气体和二级喷淋给水在二级稳压罐内混合后输送
至喷淋系统的二级喷淋管，并从喷头喷向换热单元；
15.所述换热单元远离喷淋系统的一侧设有捕雾器和风机，换热单元包括换热模块，换热模块包括上下分布的一级换热板束、二级换热板束；换热模块接入热介质。
16.进一步地，所述一级稳压罐、二级稳压罐分别设有压力气体接管、压力表接管、安全阀口、液位计口a、液位计口b、排污口、喷淋水出口、检修人孔；通过采用给稳压罐增加外接气源的方式，实现喷淋水增压和稳压，喷淋效果稳定，取热效果好；通过稳压罐可将喷淋给水中杂质进行分离，通过定期排污的方式可控制喷淋水质，并采用外接气源对喷淋管线、喷头、板片等进行吹扫，可以防止喷头堵塞，板片结垢；
17.一级压力气体经过一级减压阀减压后接入一级稳压罐，一级喷淋给水流经电子水处理仪、一级补水调节阀、一级止回阀后接入一级稳压罐；
18.二级压力气体经过二级减压阀减压后接入二级稳压罐，二级喷淋给水流经电子水处理仪、二级补水调节阀、二级止回阀后接入二级稳压罐；
19.电子水处理仪可防止喷淋水结垢、腐蚀和微生物繁殖，板片不易结垢和腐蚀，换热效果好；
20.一级测温元件用于检测一级换热板束内的热介质的温度，并与一级压力变送器、一级补水调节阀相配合，调节一级稳压罐向一级喷淋管输送的喷淋水压力；
21.二级测温元件用于检测二级换热板束内的热介质的温度，并与二级压力变送器、二级补水调节阀相配合，调节二级稳压罐向二级喷淋管输送的喷淋水压力。
22.进一步地，所述换热模块还包括热介质入口接管、热介质入口封头、过渡锥段、检修孔、一级压力表接口、二级压力表接口、下封头、检修法兰、凝液接管；
23.所述一级换热板束位于二级换热板束的上侧，且通过过渡锥段连为一体；
24.热介质经热介质入口接管进入换热模块，喷头喷出的喷淋水与冷空气介质形成冷湿空气，热介质与冷湿空气通过换热模块换热，换热后形成凝液和不凝气，且凝液和不凝气进入下封头，所述下封头内设置有丝网除沫器，材质为不锈钢丝或聚四氟乙烯丝，可实现不凝气与凝液的分离，降低液体夹带，不凝气分离效果好，不凝气经不凝气管线排出装置，凝液自凝液接管经凝液外接口排出装置；
25.所述风机和捕雾器相互配合，从换热模块处抽离冷湿空气换热后形成的热空气介质；
26.喷淋水在通过换热模块换热完毕后，聚集在集水箱内成为喷淋水回水，喷淋水回水用于再次喷淋换热。
27.进一步地，所述一级换热板束的传热元件为冷凝板片；二级换热板束的传热元件为冷却板片，冷凝板片和冷却板片的板片宽度相同，叠厚不同，板型结构相同，采用鼓泡式板型结构，鼓泡点采用60
°
正三角形排布，板片材质为不锈钢材质，表面喷涂改性纳米防腐涂料。
28.进一步地，所述喷头由连接段、稳流段、整流段组成，连接段采用螺纹连接形式，稳流段长度与整流段长度为2:1，整流段为锥状，锥角120度。
29.进一步地，还包括底橇、箱顶、前吊耳、后吊耳、前百叶窗、后百叶窗、检修门；
30.所述底橇上设置有集液盒，集液盒上设置有过滤网，底橇的橇面坡向集液盒。
31.相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：
32.1、本实用新型设置调压系统、喷淋系统、补水系统、换热单元、等多个子系统，所有系统采用模块化设计，通过控制系统进行集成控制，所有控制程序可在出厂前预设，现场仅需与控制柜接线就可实现单台套空冷系统的自动控制调节，自动化控制成程度高，操作简单。
33.2、本实用新型中调压系统设置有一级减压阀、二级减压阀、一级稳压罐、二级稳压罐、一级测温元件、二级测温元件、一级压力变送器、二级压力变送器组成，通过减压阀调节稳压罐内压力实现控制热介质不同换热段的出口温度，换热效果的控制精准。
34.3、本实用新型中设置有一级液位变送器、一级止回阀、一级补水调节阀、二级液位变送器、二级止回阀、二级补水调节阀组成，通过稳压罐上的液位变送器连锁补水调节阀，实现喷淋水持续稳定输入到喷淋系统，保障换热效果的稳定性。同时在补水系统中的设置有电子水处理仪可防止喷淋水系统的结垢、腐蚀和微生物繁殖，板片不易结垢和腐蚀，换热效果好。
35.4、本实用新型中喷淋系统设置一级喷淋管、二级喷淋管、喷头、捕雾器、集水箱组成，通过分级设置喷淋管，可根据不同换热段介质出口温度要求实现喷淋水量的可调，节水效果好。
36.5、本实用新型中风机和换热板束之间设置有捕雾器采用45度斜波纹板制成，波纹板表面疏水改性的非金属材料，可将取热后空气的液体进行分离回收同时可实现喷淋水的回收，具有较好的节水效果。
37.6、本实用新型中换热单元的换热模块由热介质入口接管、热介质入口封头、一级换热板束、过渡锥段、检修孔一级压力表接口、二级换热板束、二级压力表接口、下封头、检修法兰、凝液接管组成，并设置有检修法兰、检修孔，采用一体式布置，模块化设计结构紧凑，检维修方便。
38.7、本实用新型中二级换热板束下封头内设置有丝网除沫器，材质为不锈钢丝或聚四氟乙烯丝，可实现不凝气与凝液的分离，降低液体夹带，不凝气分离效果好。
39.8、本实用新型中换热模块的换热段分为两段，一段是实施冷凝功能的一级换热板束，一段是冷却段的二级换热板束，两段板片宽度相同，板型相同，板束叠厚不同，通过采用鼓泡型波纹板，鼓泡点采用60
°
正三角形排布，板束可采用激光焊接等方式，可根据传热压降需要，对鼓泡高度，鼓泡间距、板片叠厚等进行调整；板片材质为不锈钢材质，表面喷涂改性纳米防腐涂料，具有较好的耐腐蚀性，换热模块可实现不同换热功能的换热面积灵活设计，工艺性好，耐腐蚀性强。
40.9、本实用新型中通过采用给稳压罐增加外接气源的方式，实现喷淋水增压和稳压，喷淋效果稳定，取热效果好；通过稳压罐可将喷淋给水中杂质进行分离，通过定期排污的方式可控制喷淋水质，并采用外接气源对喷淋管线、喷头、板片等进行吹扫，可以防止喷头堵塞，板片结垢。
41.10、本实用新型中设置有底橇、箱顶、前吊耳、后吊耳，空冷器所有组件在厂内即可完成整体预制安装，可整体运输，现场安装方便。
42.11、本实用新型中设置前百叶窗、后百叶窗可实现对空气的稳流作用，实现风量可调，过滤空气中杂质，减少空气中的杂质进入空冷器，降低对喷淋水的污染；底橇上设置有集液盒，集液盒上设置有过滤网，底橇的橇面坡向集液盒，可降低橇面积水，可实现喷淋水
的高品质回收；由于采用箱式设计可降低喷淋水的蒸发、飞溅等损失空冷器，可防止夏天白雾，冬天结冰，整体具有较好的节水性，环保性高。
43.12、本实用新型中喷头由连接段、稳流段、整流段组成，连接段采用螺纹连接形式，稳流段长度与整流段长度为2:1，整流段为锥状，锥角120度，现场安装方便，喷淋效果好。
44.13、本实用新型对于一些空气中含有腐蚀性介质的场合，空冷构架采用热浸锌，板片喷涂纳米防腐涂料，空冷器的抗腐蚀性强。
45.综上所述，本实用新型的板式湿空冷器自动化控制程度高，操作简单；可实现控制热介质不同换热段的出口温度，换热效果的控制精准；采用一体式布置，检维修方便；可降低液体夹带，不凝气分离效果好；可实现不同换热功能的换热面积灵活设计；喷淋效果稳定，取热效果好；可防止喷头堵塞，板片结垢；可整体运输，现场安装方便；喷淋水可调和回收，具有较好的节水效果和防冻效果，环保性高；空冷器的抗腐蚀性强；现场操作键位修方便，可长周期运行。
附图说明
46.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。
47.图1为本实用新型的工艺原理图；
48.图2为本实用新型的整体结构示意图；
49.图3中(a)、(b)分别为本实用新型中换热模块的正视和侧视示意图；
50.图4为本实用新型中稳压罐的结构示意图；
51.图5为本实用新型中一级喷淋管束、二级喷淋管束在换热模块侧面的分布示意图；
52.图6为本实用新型中喷头的结构示意图。
53.图中：1.风机、2.捕雾器、3.一级换热板束、4.一级喷淋管束、5.一级测温元件、6.二级喷淋管束、7.二级测温元件、8.集水箱、9.二级换热板束、 10.一级减压阀、11.一级补水调节阀、12.二级减压阀、13.二级补水调节阀、 14.喷头、15.一级稳压罐、16.一级液位变送器、17.一级止回阀、18.二级液位变送器、19.二级稳压罐、20.二级止回阀、21.控制柜、22.热介质入口接管、23.热介质入口封头、24.箱顶、25.前百叶窗、26.后百叶窗、27.冷凝液出口、28.后吊耳、29.不凝气管线、30.底橇、31.前吊耳、32.喷淋水外接口、 33.喷淋水回水外接口、34.压力气体外接口、35.压力气体接管、36.压力表接管、37.一级压力变送器、38.二级压力变送器、39.过渡锥段、40.一级压力表接口、41.不凝气出口接管、42.二级压力表接口、43.凝液接口、44.冷凝板片、45.冷却板片、46、集液盒、47.凝液外接口、48、丝网除沫器、49、喷淋水入口、50、下封头、51.检修法兰、52.换热模块、53.安全阀口、54液位计口a、55.液位计口b、56.排污口、57.安全阀口、58.检修孔、59.过滤网、60.检修门、61.连接段、62.稳流段、63.整流段、64.喷淋水出口、65. 检修人孔、66.电子水处理仪、1001.热介质、1002.一级压力气体、1003.一级喷淋给水、1004.二级压力气体、1005.二级喷淋给水、1006.喷淋水回水、 1007.凝液、1008.不凝气、1009.冷空气介质、1010.热空气介质。
具体实施方式
54.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述；
55.参照图1-6，一种环保型板式湿空冷器，包括控制系统、调压系统、喷淋系统、补水系统、换热单元，控制系统集成在控制柜21；
56.调压系统包括一级减压阀10、二级减压阀12、一级稳压罐15、二级稳压罐19、一级测温元件5、二级测温元件7、一级压力变送器37、二级压力变送器38；通过减压阀调节稳压罐内压力实现控制热介质1001不同换热段的出口温度，换热效果的控制精准。
57.补水系统包括电子水处理仪66、一级液位变送器16、一级止回阀17、一级补水调节阀11、二级液位变送器18、二级止回阀20、二级补水调节阀13；
58.通过稳压罐上的液位变送器连锁补水调节阀，实现喷淋水持续稳定输入到喷淋系统，保障换热效果的稳定性。同时在补水系统中的设置有电子水处理仪66可防止喷淋水系统的结垢、腐蚀和微生物繁殖，板片不易结垢和腐蚀，换热效果好。
59.一级稳压罐15分别接入一级压力气体1002和一级喷淋给水1003；二级稳压罐19分别接入二级压力气体1004和二级喷淋给水1005；
60.喷淋系统设置在换热单元的一侧，喷淋系统包括一级喷淋管4、二级喷淋管6、喷头14、捕雾器2、集水箱8；通过分级设置喷淋管，可根据不同换热段介质出口温度要求实现喷淋水量的可调，节水效果好。
61.一级压力气体1002和一级喷淋给水1003在一级稳压罐15内混合后输送至喷淋系统的一级喷淋管4，并从喷头14喷向换热单元；二级压力气体1004 和二级喷淋给水1005在二级稳压罐19内混合后输送至喷淋系统的二级喷淋管6，并从喷头14喷向换热单元；
62.换热单元远离喷淋系统的一侧设有捕雾器2和风机1，换热单元包括换热模块52，换热模块52包括上下分布的一级换热板束3、二级换热板束9；换热模块52接入热介质1001。
63.捕雾器2采用45度斜波纹板制成，波纹板表面疏水改性的非金属材料，可将取热后空气的液体进行分离回收同时可实现喷淋水的回收，具有较好的节水效果。
64.一级稳压罐15、二级稳压罐19分别设有压力气体接管35、压力表接管 36、安全阀口53、液位计口a54、液位计口b55、排污口56、喷淋水出口64、检修人孔65；通过采用给稳压罐增加外接气源的方式，实现喷淋水增压和稳压，喷淋效果稳定，取热效果好；通过稳压罐可将喷淋给水中杂质进行分离，通过定期排污的方式可控制喷淋水质，并采用外接气源对喷淋管线、喷头、板片等进行吹扫，可以防止喷头堵塞，板片结垢；
65.一级压力气体1002经过一级减压阀10减压后接入一级稳压罐15，一级喷淋给水1003流经电子水处理仪66、一级补水调节阀11、一级止回阀17后接入一级稳压罐15；
66.二级压力气体1004经过二级减压阀12减压后接入二级稳压罐19，二级喷淋给水1005流经电子水处理仪66、二级补水调节阀13、二级止回阀20后接入二级稳压罐19；
67.电子水处理仪66可防止喷淋水结垢、腐蚀和微生物繁殖，板片不易结垢和腐蚀，换热效果好；
68.一级测温元件5用于检测一级换热板束3内的热介质1001的温度，并与一级压力变送器37、一级补水调节阀11相配合，调节一级稳压罐15向一级喷淋管4输送的喷淋水压力；
69.二级测温元件7用于检测二级换热板束9内的热介质1001的温度，并与二级压力变送器38、二级补水调节阀13相配合，调节二级稳压罐19向二级喷淋管6输送的喷淋水压力。
70.进一步地，换热模块52还包括热介质入口接管22、热介质入口封头23、过渡锥段
39、检修孔58、一级压力表接口40、二级压力表接口42、下封头 50、检修法兰51、凝液接管43；采用一体式布置，模块化设计结构紧凑，检维修方便。
71.一级换热板束3位于二级换热板束9的上侧，且通过过渡锥段39连为一体；
72.热介质1001经热介质入口接管22进入换热模块52，喷头14喷出的喷淋水与冷空气介质1009形成冷湿空气，热介质1001与冷湿空气通过换热模块 52换热，换热后形成凝液1007和不凝气1008，且凝液1007和不凝气1008 进入下封头50，下封头50内设置有丝网除沫器48，材质为不锈钢丝或聚四氟乙烯丝，可实现不凝气1008与凝液1007的分离，降低液体夹带，不凝气分离效果好，不凝气1008经不凝气管线29排出装置，凝液1007自凝液接管 43经凝液外接口47排出装置；
73.风机1和捕雾器2相互配合，从换热模块52处抽离冷湿空气换热后形成的热空气介质1010；
74.喷淋水在通过换热模块52换热完毕后，聚集在集水箱8内成为喷淋水回水1006，喷淋水回水1006用于再次喷淋换热。
75.一级换热板束3的传热元件为冷凝板片44；二级换热板束9的传热元件为冷却板片45，冷凝板片44和冷却板片45的板片宽度相同，叠厚不同，板型结构相同，采用鼓泡式板型结构，鼓泡点采用60
°
正三角形排布，板片材质为不锈钢材质，表面喷涂改性纳米防腐涂料，具有较好的耐腐蚀性，换热模块可实现不同换热功能的换热面积灵活设计，工艺性好，耐腐蚀性强。
76.喷头14由连接段61、稳流段62、整流段63组成，连接段61采用螺纹连接形式，稳流段62长度与整流段63长度为2:1，整流段63为锥状，锥角 120度，现场安装方便，喷淋效果好。
77.还包括底橇30、箱顶24、前吊耳31、后吊耳28、前百叶窗25、后百叶窗26、检修门60；
78.本实用新型以换热模块52为界限，所有管道及所有外接管口布置在一侧为布管区，控制柜12、风机1、检修门60布置在一侧为操作区，区域划分明显，现场操作键位修方便。所有组件在厂内即可完成整体预制安装，可整体运输，现场安装方便。
79.底橇30上设置有集液盒46，集液盒上设置有过滤网59，底橇30的橇面坡向集液盒46，可降低橇面积水，可实现喷淋水的高品质回收；由于采用箱式设计可降低喷淋水的蒸发、飞溅等损失空冷器，可防止夏天白雾，冬天结冰，整体具有较好的节水性，环保性高。