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冷凝�
閱讀�1448時間�2022-05-24 17:08:51

    冷凝�(Condenser),為 制冷系統(tǒng)的機�,屬于換熱器的一�,能把氣體或蒸氣�(zhuǎn)變成液體,將管子中的熱量,以很快的方�,傳到管子附近的空氣�。冷凝器工作過程是個放熱的過程,所以冷凝器溫度都是較高��

    �(fā)電廠要用許多冷凝器使渦輪機排出的蒸氣得到冷凝。在冷凍廠中用冷凝器來冷凝氨和氟利昂之類的制冷蒸�。石油化學工�(yè)中用冷凝器使烴類及其他化學蒸氣冷凝。在蒸餾過程�,把蒸氣�(zhuǎn)變成液態(tài)的裝置也稱為冷凝器。所有的冷凝器都是把氣體或蒸氣的熱量帶走而運�(zhuǎn)��


基本介紹

    原理

    氣體通過一根長長的管子(通常盤成螺線管),讓熱量散失到四周的空氣中,銅之類的金屬導入性能�,常用于輸送蒸�。為提高冷凝器的效率�(jīng)常在管道上附加熱傳導性能的散熱片,加大散熱面�,以加速散熱。并通過風機加快空氣對流的方式把熱帶��

    一般制冷機的制冷原理壓縮機的作用是把工�(zhì)由低溫低壓氣體壓縮成高溫高壓氣體,再�(jīng)過冷凝器,在冷凝器中冷凝成低溫高壓的液體,經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后,則成為低溫低壓的液�。低溫低壓的液態(tài)工質(zhì)送入蒸發(fā)�,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�(huán)�

    單級蒸汽壓縮制冷系統(tǒng),是由制冷壓縮機、冷凝器、蒸�(fā)器和節(jié)流閥四個基本部件組�。它們之間用管道依次連接,形成一個密閉的系統(tǒng),制冷劑在系�(tǒng)中不斷地循環(huán)流動,發(fā)生狀�(tài)變化,與外界進行熱量交換�

    組成

    在制冷系�(tǒng)�,蒸�(fā)�、冷凝器、壓縮機和節(jié)流閥是制冷系�(tǒng)中必不可少的四大件,這當中蒸�(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�(xiàn)制冷。壓縮機是心�,起著吸入、壓�、輸送制冷劑蒸汽的作�。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�(zhuǎn)化的熱量一起傳遞給冷卻介質(zhì)帶走。節(jié)流閥對制冷劑起節(jié)流降壓作�、同時控制和�(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器中制冷劑液體的�(shù)�,并將系�(tǒng)分為高壓�(cè)和低壓側(cè)兩大部分。實際制冷系�(tǒng)中,除上述四大件之外,常常有一些輔助設�,如電磁�、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�,可靠性和安全性而設置的�

    空調(diào)機根�(jù)冷凝形式可分為:水冷式和空冷式兩�,根�(jù)使用目的�

    分為單冷式和制冷制暖式兩種,不論是哪一種型式的�(gòu)�,都是由以下的主要部件組合而成的�

    冷凝器的必要性基于熱力學定律——根�(jù)熱力學定�,封閉系�(tǒng)�(nèi)部熱能自�(fā)的流動方向是單向的,即只能從高熱流向低熱,在微觀世界表現(xiàn)為承載熱能的微觀粒子只能由有序變成無�。所�,一個熱機在有能量輸入做功的同時,下游也必須有能量放�,這樣上下游才會有熱能差距,熱能的流動才會成為可能,循�(huán)才會繼續(xù)下去�

    所�,如果想讓承載物重新做功,就必須先把沒有完全釋放的熱能釋放干�,這時候就需要用到冷凝器。如果周圍的熱能比冷凝器中的溫度還要高的�,為了使得冷凝器降溫,就必須人為做功(一般來說是使用壓縮機)�

    冷凝后的流體重新回歸高有�、低熱能的狀�(tài),可以重新做��

    冷凝器的選擇包括形式和型號的選擇,并確定流經(jīng)冷凝器的冷卻水或空氣的流量和阻力。冷凝器型式的選擇要考慮�?shù)氐乃�?、水溫、氣候條�,以及制冷系�(tǒng)總制冷量的大小和制冷機房的布置要求。在確定冷凝器型式的前提�,根�(jù)冷凝負荷和冷凝器單位面積的熱負荷來計算冷凝器的傳熱面�,以此來選定具體的冷凝器的型號�


系統(tǒng)組成

    制冷

    液體制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻的物體熱量之后,汽化成低溫低壓的蒸�、被壓縮機吸�、壓縮成高壓高溫的蒸汽后排入冷凝�、在冷凝器中向冷卻介�(zhì)(水或空氣)放熱,冷凝為高壓液體、經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流為低壓低溫的制冷劑、再次進入蒸發(fā)器吸熱汽�,達到循�(huán)制冷的目的。這樣,制冷劑在系�(tǒng)中經(jīng)過蒸�(fā)、壓�、冷�、節(jié)流四個基本過程完成一個制冷循�(huán)�

    主要部件有壓縮機、冷凝器、蒸�(fā)�、膨脹閥(或毛細管、過冷卻控制�)、四通閥、復式閥、單向閥、電磁閥、壓力開關、熔�、輸出壓力調(diào)節(jié)閥、壓力控制器、貯液罐、熱交換�、集熱器、過濾器、干燥器、自動開閉器、截止閥、注液塞以及其它部件組成�

    電氣

    主要部件有電�(壓縮�、風機等�)、操作開�、電磁接觸器、連鎖繼電�、過電流繼電器、熱動過電流繼電�、溫度調(diào)節(jié)�、濕度調(diào)節(jié)�、溫度開�(除霜、防止結(jié)凍等�)。壓縮機曲軸箱加熱器,斷水繼電器,電腦板及其它部件組��

    控制

    由多個控制器件組�,它們是�

    制冷劑控制器:膨脹閥、毛細管��

    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:壓力開閉器、輸出壓力調(diào)節(jié)�、壓力控制器�

    電機保護器:過電流繼電器、熱動過電流繼電器、溫度繼電器。溫度調(diào)節(jié)器:

    溫度位式�(diào)節(jié)�、溫度比例調(diào)節(jié)�。濕度調(diào)節(jié)器:濕度位式�(diào)節(jié)��

    除霜控制器:除霜溫度開關、除霜時間繼電器、各種溫度開關�

    冷卻水控制:斷水繼電�、水量調(diào)節(jié)�、水泵等�

    報警控制:超溫報警、超濕報�、欠壓報警及火警報警、煙霧報警等�

    其它控制:室�(nèi)風機�(diào)速控制器、室外風機調(diào)速控制器��


制冷�

    制冷劑的種類較多,現(xiàn)就氟里昂12�22作簡要介紹:

    CF2Cl2

    氟里�12(CF2Cl2)代號R12氟里�12是一種無�、無�、透明、幾乎無毒性的制冷劑,但空氣中含量80%時會引起人的窒息。氟里昂12不會燃燒也不會爆�,當與明火接觸或溫度達到400℃以上時,能分解出對人體有害的氟化氫、氯化氫和光�(CoCl2)。R12是應用較廣泛的中溫制冷劑,適用于中小型制冷系�(tǒng),如電冰�、冰柜等。R12能溶解多種有機物,所以不能使用一般的橡皮墊片(�),通常使用氯丁二烯人造橡膠或丁睛橡膠片或密封��

    CHF2Cl

    氟里�22(CHF2Cl)代號R22R22不燃燒也不爆�,其毒性比R12稍大,水的溶解度雖比R12�,但仍可能使制冷系統(tǒng)�(fā)生“冰塞”現(xiàn)象。R22能部分地與潤滑油互相溶解,其溶解度隨著潤滑油的種類及溫度而改�,故采用R22的制冷系�(tǒng)必須有回油措��

    R22在標準大氣壓力下的對應蒸�(fā)溫度�-40.8℃,常溫下冷凝壓力不15.68×105Pa,單位容積制冷量與比R12�60%以上。在空調(diào)設備�,大都選用R22制冷�


主要類別

    蒸汽冷凝�

    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�(fā)器的真空度。例�1)噴淋式冷凝�,冷水從上部噴嘴噴入,蒸汽從�(cè)面入口進入,蒸汽與冷水充分接觸后被冷凝為水,同時沿管下�,部分不凝汽體也可能被帶�。例�2)充填式冷凝�,蒸汽從�(cè)管進入后一上面噴下的冷水相接觸冷凝器里面裝了滿了瓷�(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�,不凝氣體同上部管路被真空泵抽出,以保證冷凝器內(nèi)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(jié)�(gòu)簡單,傳熱效率高等優(yōu)�,腐蝕性問題也比較容易解決�

    鍋爐用冷凝器

    鍋爐用冷凝器,又稱煙氣冷凝器,鍋爐使用煙氣冷凝器�,可有效節(jié)約生�(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(jié)能減排標��

    節(jié)能減排是國家“十一五”規(guī)劃綱要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式的關鍵和保�,是落實科學�(fā)展觀和保證經(jīng)濟又好又快發(fā)展的重要標志,特種設備作為耗能大戶,同時也是環(huán)境污染的重要源頭、加強特種設備節(jié)能減排的任務任重道遠?!秶窠?jīng)濟和社會�(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》確立了單位國內(nèi)生產(chǎn)總能源消耗降�20%左右,主要污染物排放總量減少10%為經(jīng)濟社會發(fā)展的約束性指�。其是有著工�(yè)生產(chǎn)“心臟”之稱的鍋爐是我國能源消耗的大戶。高效能特種設備主要是指鍋爐、壓力容器中的換熱設備等�

    《鍋爐節(jié)能技術監(jiān)督管理規(guī)程》(以下簡稱《規(guī)程》)�2010�12�1日開始施�。并提出鍋爐排煙溫度不得高于170�、節(jié)能燃氣鍋爐熱效率達到88%以上,未達到能效指標的鍋爐不能辦理使用登��

    在傳�(tǒng)鍋爐�,燃料在鍋爐燃燒�,排煙溫度相對較高,煙氣中的水蒸汽仍處于氣�(tài),會帶走大量的熱量。在各類化石燃料�,天燃氣的氫含量�,氫的�(zhì)量百分比約為20%�25%,因此,排煙中含有大量的水蒸汽,�(jù)測算,燃�1平方米天燃氣�(chǎn)生的蒸汽要帶走的熱量紙為4000KJ,約為其高位發(fā)熱量�10%以上�

    煙氣冷凝余熱回收裝置,利用溫度較低的水或空氣冷卻煙氣,實現(xiàn)煙氣溫度降低,靠近換熱面區(qū)�,煙氣中水蒸汽冷凝,同時實�(xiàn)煙氣顯熱釋放和水蒸汽凝結(jié)潛熱釋放,而換熱器�(nèi)的水或空氣吸熱而被加熱,實�(xiàn)熱能回收,提高鍋爐熱效率�

    鍋爐熱效率提高:1NM3天燃氣燃燒生�(chǎn)理論煙氣量約�10.3NM3(大約�12.5KG).以過量空氣系�(shù)1.3為例,產(chǎn)生煙�14NM3(大約16.6KG).取煙氣溫�200攝氏度降低至70攝氏�,放出物理顯熱�1600KJ,水蒸汽冷凝率取50%,放出汽化潛熱�1850KJ,總計放熱3450KJ,約是天然氣低位發(fā)熱量�10%,若取80%煙氣進入熱能回收裝置,可以提高熱能利用率8%以上,節(jié)省天燃氣燃料�10%�

    分體布置,安裝形式多�,靈活可靠�

    螺旋鰭片管作為熱�,換熱效率高,受熱面充�,煙氣側(cè)系統(tǒng)陰力�,滿足普通燃燒器的要��


危險因素

    可燃組分

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

    堵塞組分

    主要是二氧化�、水分和氧化亞氮,尤其是氧化亞氮,日漸引起關�,他們結(jié)晶析出后,堵塞主冷通道,會引起主冷“干蒸發(fā)”和“死端沸騰�,造成碳氫化合物濃縮、積�、析�,引�(fā)主冷爆炸�

    強氧化劑

    液氯為強氧化��

    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�、液氧沖擊)�

    b.靜電,如二氧化碳微粒達到�200�300)�104ppm�,可�(chǎn)生靜電,電壓�3kV�

    c.化學敏感性特強的物質(zhì)(如臭氧和氮的氧化物��

    d.氣流沖擊、壓力沖擊、氣蝕現(xiàn)象引起的壓力脈沖,引起溫度升高引�(fā)爆炸�


�(zhì)量控�

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

    積聚主要因素如下�

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

    b.從主冷中排放1%的產(chǎn)品液�,清除碳氫化合物�

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

    d.液氧泵長期投入運�,采用分子篩吸附�,氧化亞氮吸附效果不好,可在分子篩吸附器�(nèi)加一�5A分子��

    這個工作要�?�?、制度化、定期進行,若�(huán)境惡�,需隨時采取有效措施,把有害物質(zhì)控制在標準之�(nèi),乙炔在0.5、甲�120、總�155、二氧化�4、氧化亞�100(數(shù)量級10-6)�

    液面�、循�(huán)倍比大,二氧化碳及烴類化合物不易積累濃縮。武鋼燃氣廠采用全浸操作,經(jīng)多年安全運行,全部工藝參�(shù)同未浸前一�,并且仍有足夠的分離空間,換熱面積也滿足要求,取出的氧氣也沒有氣液夾帶現(xiàn)�,所以主冷全浸操作是有利無害的�

    臨時停車再啟�,不可避免地存在一定時間的低液面操�,此階段易發(fā)生烴類的局部濃縮,同時重新啟動�,板式換熱器在一段時間內(nèi)工況不正�,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�(fā)生微爆,所以應大限度的減少臨時停車的次�(shù),或避免全排�,對主冷實行單獨加溫,有條件應全面加��

    運轉(zhuǎn)2年或更長時間�,應對精餾塔及液氧循�(huán)系統(tǒng)進行清洗脫脂,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,如果啟動空�(diào)時有“吱吱”的噪聲,說明皮帶打滑嚴�,應及時更換皮帶和皮帶輪;如果皮帶過松則會影響空�(diào)制冷�

    2.經(jīng)常清洗冷凝器,有些車主在夏天使用空調(diào)時往往會用水管對著冷凝器進行沖洗,這個方法不�,可以防止灰塵泥巴等東西沉積后影響散��

    3.每年都應該更換一次空�(diào)的濾�(wǎng),濾�(wǎng)上經(jīng)常沾著各種灰塵雜�(zhì),不光會影響出風,而且可能制造異味�

    4.車子使用兩年以上要做蒸�(fā)箱的清洗,蒸�(fā)箱位于雨刮器�,每次開空調(diào)�,灰塵細菌容易沾染在蒸發(fā)箱上,因此好用具備清洗功能的泡沫劑清��

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

    若油被帶入空分裝置,會污染吸附劑,影響對乙炔的吸附,所以應取消易使空氣帶油的羅茨風�,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�,特別是下雨天更為嚴�,應嚴格管理,好遠遠埋于地下�

    在操作上,對于清除有害雜�(zhì)的環(huán)節(jié)要認�,如板式換熱器的溫度控制、主冷穩(wěn)定控�、有害物�(zhì)�(jiān)測等。在維護�,監(jiān)測用的儀�、儀表要定期校驗,保證檢測結(jié)果的準確�;超周期運行要慎重,要及時停車加熱吹�。在管理�,要嚴格遵守工藝紀�,加強設備管�,杜絕違章作�(yè),保持設備的完好�,嚴格執(zhí)行“四不放過��

    每年定期、不定期培訓,增強防爆意識,提高操作技��

    因冷卻水大多�(shù)含有鈣、鎂離子和酸式碳酸鹽。當冷卻水流�(jīng)金屬表面�,有碳酸鹽的生成。另�,溶解在冷卻水中的氧還會造成金屬腐蝕,形成鐵�。由于銹垢的�(chǎn)生,冷凝器換熱效果下�。嚴重時不得不在殼體外噴淋冷卻水,結(jié)垢嚴重時會堵塞管�,使換熱效果失去作用。研究的�(shù)�(jù)顯示水垢沉積物對熱傳�?shù)膿p失影響巨�,隨著沉積物的增加會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�(jié)垢部�40%以上的運行費�。保持冷卻通道中不含礦物沉積物可以很好的提高功效、節(jié)約能�、延長設備的使用壽命,同時節(jié)約生�(chǎn)時間和費��

    長期以來傳統(tǒng)的清洗方式如機械方法(刮、刷)、高壓水、化學清�(酸洗)等在對設備清洗時出現(xiàn)很多問題:不能徹底清除水垢等沉積�,酸液對設備造成腐蝕形成漏洞,殘留的酸對材質(zhì)�(chǎn)生二次腐蝕或垢下腐蝕,終導致更換設備,此�,清洗廢液有毒,需要大量資金進行廢水處理�

    針對上述情況,國�(nèi)外努力研制對金屬腐蝕性小的清洗劑,而目前研�(fā)成功的有福世泰克清洗�。其具有高效、環(huán)保、安�、無腐蝕的特�,不但清洗效果良好而且對設備沒有腐�,能夠保證冷凝器的長期使�。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�(chǎn)生的頑固的水垢(碳酸鈣)、銹�、油垀粘泥等沉淀�,同時不會對人體造成傷害,不會對鋼鐵、紫�、鎳、鈦、橡膠、塑�、纖維、玻�、陶瓷等材質(zhì)�(chǎn)生侵蝕、點�、氧化等其他有害的反應,可大大延長設備的使用壽命�

    冷凝器的材料一般以碳鋼、不銹鋼和銅為主,其中碳鋼材�(zhì)的管板在作為冷卻器使用時,其管板與列管的焊縫�(jīng)常出�(xiàn)腐蝕泄漏,泄漏物進入冷卻水系�(tǒng)會造成污染�(huán)境及物料的浪費�

    冷凝器在制作�,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�,如凹陷、氣�、夾渣等,焊縫應力的分布也不均勻。使用時管板部分與工�(yè)冷卻水接�,而工�(yè)冷卻水中的雜�(zhì)、鹽�、氣體、微生物都會�(gòu)成對管板和焊縫的腐蝕。研究表�,工�(yè)水無論是淡水還是海水,都會有各種離子和溶解的氧氣,其中氯離子和氧的濃度變�,對金屬的腐蝕形狀起重要作用。另�,金屬結(jié)�(gòu)的復雜程度也會影響腐蝕形�(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�,管板表面會有許多腐蝕產(chǎn)物和積沉物,分布著大小不等泡。以海水為介�(zhì)�,還會產(chǎn)生電偶腐蝕。雙金屬腐蝕也是管板腐蝕的一種常見現(xiàn)��

    針對冷凝器防腐問�,西方國家多采用高分子復合材料的方法進行保護,其中應用多的是美嘉華技術產(chǎn)�。其具有的粘著性能及抗溫、抗化學腐蝕性能,在封閉的環(huán)境里可以安全使用而不會收縮,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,為冷凝器提供一個長久的保護涂層�


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