高分子材料对冷凝器做保护涂层
离子和溶解的氧气,其中氯离子和氧的浓度变化,对金属的腐蚀形状起重要作用。另外,金属结构的复杂程度也会影响腐蚀形态。因此,管板与列管焊缝的腐蚀以孔蚀和缝隙腐蚀为主。从外观看,管板表面会有许多腐蚀产物和积沉物,分布着大小不等泡。以海水为介质时,还会产生电偶腐蚀。双金属腐蚀也是管板腐蚀的一种常见现象。
针对冷凝器防腐问题,西方国家多采用高分子复合材料的方法进行保护,其中应用较多的是技术产品。其具有优异的粘着性能及抗温、抗化学腐蚀性能,在封闭的环境里可以安全使用而不会收缩,特别是良好的隔离双金属腐蚀和耐冲刷性能,从根本上杜绝了修复部位的腐蚀渗漏,为冷凝器提供一个长久的保护涂层。
工作原理
蒸发式冷凝器是制冷系统中的主要换热设备,它的作用原理是:制冷系统中压缩机排出的过热高压制冷剂气体经过蒸发式冷凝器中的冷凝排管,使高温气态的制冷剂与排管外的喷淋水和空气进行热交换。即气态制冷剂由上口进入排管后自上而下逐渐被冷凝为液态制冷剂。配套引风机的**强风力使喷淋水完全均匀地覆盖在盘管表面,水借风势,较大的提高了换热效果。温度升高的喷淋水由部分变为气态,利用水的汽化潜热由风势带走大量的热量,热气中的水滴被高效脱水器截住,与其余吸收了热量的水,散落到PVC淋水片热交换层中,被流过的空气冷却,温度降低,进入水箱,再经循环水泵继续循环。蒸发到空气中的水分由水位调节器自动补充。
换热管采用多种形式,常用的有碳钢热浸锌管(又分圆管和椭圆管)、铝合金管、不锈钢管(又分314/316圆管、波接管 );其中碳钢热浸锌型蒸发式冷凝器为较早开始使用的产品且占有国内大部分的用户主要用于高压气体冷凝、冷却,适用压力范围在0—30MPa;铝合金型蒸发式冷凝器为新型节能型新一代产品适用于冰机制冷剂冷凝,适用压力范围在0—5MPa;不锈钢管蒸发式冷凝器主要用在一些化工厂的腐蚀性气体冷却及冷凝工艺中。
制冷蒸发式冷凝器的外壳一般用镀锌板喷塑,后因不耐腐蚀,逐渐采用了镀铝锌板喷塑,市场上较新使用的是镀铝镁锌板,这种板材有不锈钢的特点,不生锈,外观好看,易加工。
运行原理
四氟乙烷R134a(ch2fcf3)代号R13是一种无毒无污染安全性较高的制冷剂。TLV 1000pm,GWP 1300.广泛应用于制冷设备中。特别是对制冷剂要求高的仪器中。
种类编辑
蒸汽冷凝器
蒸汽冷凝器这种冷凝常应用于多效蒸发器末效二次蒸汽的冷凝,保证末效蒸发器的真空度。例(1)喷淋式冷凝器,冷水从上部喷嘴喷入,蒸汽从侧面入口进入,蒸汽与冷水充分接触后被冷凝为水,同时沿管下流,部分不凝汽体也可能被带出。例(2)充填式冷凝器,蒸汽从侧管进入后一上面喷下的冷水相接触冷凝器里面装了满了瓷环填料,填料被水淋湿后,增大了冷水与蒸汽的接触面积,蒸汽冷凝成水后沿下部管路流出,不凝气体同上部管路被真空泵抽出,以保证冷凝器内一定的真空度。例(3)淋水板或筛板冷凝器,目的是增大冷水与蒸汽的接触面积。混合式冷凝器具有结构简单,传热效率高等优点,腐蚀性问题也比较容易解决。
锅炉用冷凝器
锅炉用冷凝器,又称烟气冷凝器,锅炉使用烟气冷凝器后,可有效节约生产成本,降低锅炉的排烟温度,提高锅炉热效率。使锅炉运行符合国家节能减排标准。
节能减排是国家“十一五”规划纲要转变经济发展方式的关键和保证,是落实科学发展观和保证经济又好又快发展的重要标志,特种设备作为耗能大户,同时也是环境污染的重要源头、加强特种设备节能减排的任务任重道远。《国民经济和社会发展*十一个五年规划纲要》确立了单位国内生产总能源消耗降低20%左右,主要污染物排放总量减少10%为经济社会发展的约束性指标。其是有着工业生产“心脏”之称的锅炉是我国能源消耗的大户。高效能特种设备主要是指锅炉、压力容器中的换热设备等。
《锅炉节能技术监督管理规程》(以下简称《规程》)于2010年12月1日开始施行。并提出锅炉排烟温度不得**170℃、节能燃气锅炉热效率达到88%以上,未达到能效指标的锅炉不能办理使用登记。
在传统锅炉中,燃料在锅炉燃烧后,排烟温度相对较高,烟气中的水蒸汽仍处于气态,会带走大量的热量。在各类化石燃料中,天燃气的氢含量较高,氢的质量百分比约为20%到25%,因此,排烟中含有大量的水蒸汽,据测算,燃烧1平方米天燃气产生的蒸汽要带走的热量纸为4000KJ,约为其高位发热量的10%以上。
同卧式壳管式冷凝器相比,立式壳管式冷凝器不但是直立装置,而且两端没有端盖,水及制冷剂的流动方式也有所不同。冷却水从上部进入冷凝器管内,但水并不充满整个钢管断面,而是呈膜状沿管内壁自**下,排入水池中,一般再用水泵压送入冷却塔中循环使用。气态制冷剂从冷凝器外壳的中部偏上处进入筒壳的管外空间中,凝结的液体沿管外壁从**下,积在冷凝器底部,从出液管流出。此外,冷凝器的外壳上还设有放油阀、放空气阀和安全阀等管接头。 [1]
图2立式壳管式冷凝器
图2立式壳管式冷凝器
套管式冷凝器编辑
它由两种不同直径的管子套在一起组成,主要用于小型氟利昂空调机组中,一般用在单机制冷量小于25kW的制冷装置。图3所示为一套管式冷凝器,它的外管为内径50mm的无缝钢管,管内套有几根紫铜管或轧有低肋片的紫铜管(称内管),装好后在弯管机上弯曲成螺旋形状。制冷剂蒸气从上方进入套管的空腔,在内管外表面上冷凝,液体在外管底部依次下流,从下端流入储液器中。冷却水从冷凝器的下方流入,其流动方向是自下而上,与氟利昂的流动方向相反,这样能够实现比较理想的逆流换热,因此传热系数较高。 [1]
图3套管式冷凝器
图3套管式冷凝器
螺旋板式冷凝器编辑
这种冷凝器的结构型式如图4所示,由本体和接管组成。本体部分由两张平行的钢板,在**卷板机上卷制而成为具有两个螺旋通道的螺旋体。中心部分用隔板将两个通道隔开。螺旋通道的上下端分别加上顶盖,较外一圈通道端部焊上渐扩形冷却水进水管,冷却水出口由引出。隔板隔开的另一铡焊上制冷剂蒸气进口管。凝结的液体由底端几根出液支管汇集于出液总管。与壳管式冷凝器比较,螺旋板式冷凝器不但体积小、重量轻,而且传热系数高。它的主要缺点是不适用于高压,而且其内部不易清洗和检修,因此只能用软水或中等硬度的冷却水。 [1]
引爆因素
a.固体杂质微粒的机械撞击引爆(乙炔微粒等摩擦、液氧冲击)。
b.静电,如二氧化碳微粒达到(200~300)×104ppm时,可产生静电,电压达3kV。
c.化学敏感性特强的物质(如臭氧和氮的氧化物)。
d.气流冲击、压力冲击、气蚀现象引起的压力脉冲,引起温度升高引发爆炸。
质量控制编辑
氧气生产区应常年在上风向,距乙炔发生站300m以上,远离有害气体源,加强原料空气质量控制,一旦污染严重,要采取相应措施。
积聚主要因素如下:
a.充分发挥液空液氧吸附器清除乙炔等碳氢化合物的作用,严格按期倒换吸附器和控制加热再生温度,提高吸附效率。
b.从主冷中排放1%的产品液氧,清除碳氢化合物。
c.定期对空分进行大加温,以除去积聚在热交换器和精馏塔内残留的二氧化碳及碳氢化合物杂质。
d.液氧泵长期投入运行,采用分子筛吸附的,氧化亚氮吸附效果不好,可在分子筛吸附器内加一层5A分子筛。
这个工作要正常化、制度化、定期进行,若环境恶化,需随时采取有效措施,把有害物质控制在标准之内,乙炔在0.5、甲烷120、总碳155、二氧化碳4、氧化亚氮100(数量级10-6)。
液面高、循环倍比大,二氧化碳及烃类化合物不易积累浓缩。武钢燃气厂采用全浸操作,经多年安全运行,全部工艺参数同未浸**样,并且仍有足够的分离空间,换热面积也满足要求,取出的氧气也没有气液夹带现象,所以主冷全浸操作是有利无害的。
临时停车再启动,不可避免地存在一定时间的低液面操作,此阶段易发生烃类的局部浓缩,同时重新启动时,板式换热器在一段时间内工况不正常,自清除效果不好,造成二氧化碳堵塞,再加上气流冲击,就有可能在主冷发生微爆,所以应较大限度的减少临时停车的次数,或避免全排液,对主冷实行单独加温,有条件应全面加温。
运转2年或更长时间时,应对精馏塔及液氧循环系统进行清洗脱脂,主冷单元应浸泡8h,清洗后用足够压力的空气彻底吹除,而后充分加温干燥。