水冷卻器是減壓塔頂抽真空系統常採用的一種冷凝器型式。由於冷卻用的循環水溫度通常為30~32℃，常規水冷卻器（弓形折流板、浮頭式）存在著交叉傳熱的最小溫差限制，冷後溫度達到40℃以下時，循環水的溫升過小，造成循環水消耗量過大，近些年已較少採用。
國外多採用一種專門設計的水冷卻器—表面冷凝器。由於表面冷凝器的特殊結構，工藝物流的壓力降較低，傳熱係數較大，特別是具有一定的逆向傳熱作用，可以達到較低的冷後溫度，循環水的溫升較大，可以大幅度降低循環水耗量。近幾年，國內在大型化常減壓蒸餾裝置的減壓塔頂抽真空系統中套用較多。
基本介紹
- 中文名：水冷卻器
- 外文名：Water cooler
- 屬於：減壓塔頂抽真空系統
- 介紹：排出的高溫氣體用水冷卻的方式
- 用於：石油、化工
- 常用儀器：表面冷凝冷卻器
管殼式冷凝器,管殼式冷凝器特點,常規冷凝器,表面冷凝冷卻器,安裝及使用,
管殼式冷凝器
管殼式冷凝器特點
管殼式冷凝器的優點：冷卻水與塔頂氣體間接傳熱，冷卻水不受油品污染，因此它的投資、操作費用和占地面積比直冷式冷凝器（加上污水處理設施）小得多。
管殼式冷卻器的缺點：冷凝效果受水質的影響大，水質差、水壓不足，水的流速過小（小於1m/h）時，結垢快，傳熱速率迅速下降，因此，常常出現在裝置檢修後開工初期，塔頂真空度較高，然後隨時間的推移，真空度逐漸下降的現象。此外，我國南方的一些煉油廠夏季的循環冷卻水溫度高達34~35%，使塔頂冷凝器的冷後溫度高達40%，所以，塔頂壓力約為9.34~10.674kPa（70~80mmHg），減壓蒸餾拔出率較低。為克服這些缺點，有的煉油廠增設減壓塔頂冷凝器冷卻水的升壓泵，以保持水壓，加大流速，並在冷凝器管程水側設立反衝洗管道，同時加注防垢劑，以減緩積垢。
常規冷凝器
常規冷凝器用於減壓塔頂抽真空冷凝冷卻系統，由於存在著交叉傳熱，對數平均溫差校正係數降低了冷凝器的傳熱效率；由於接近溫差的存在，難以獲得更低的冷後溫度，循環水的消耗量較高；折流板的結構導致工藝物流的流動阻力損失相對較高。因此，近年來較少採用。
常規冷凝器表面冷凝冷卻器
表面冷凝器是一種具有特殊結構的冷凝器。專門用於減壓塔頂抽真空冷凝冷卻過程，具有壓力降低、冷卻效率高和冷後溫度低等特點。
1、小型冷凝器
工藝物流入口位於殼程頂部的一端，不凝氣出口位於殼體頂部的另一端，冷凝液出口位於殼體的底部；為降低工藝物流的壓力損失，殼程僅設三塊折流擋板，並靠近不凝氣出口端，用於使不凝氣過冷；殼程中設定專門的進氣分布室、凝液室和不凝氣排出室。
小型冷凝器2、大型冷凝器
工藝物流入口位於殼程頂部中央，不凝氣出口位於殼程中部一側，冷凝液出口位於殼體的底部；殼程設定不凝油氣過冷密封擋板；殼程中設定專門的進氣分布室、凝液室和不凝氣排出空間。
大型冷凝器3、預冷凝器
預冷凝器的套用環境更具特殊性，高真空狀態（壓力一般>78kPa），工藝物流體積流率變化較大，更低的壓力降要求。冷凝器的布管結構更有利於工藝物流的氣液相流動。
預冷凝器結構4、表面冷凝器的結構特點
冷凝器內獨特的長擋板、密封板和布管設計，從最大程度上規劃了氣體的單向流動，其特殊的結構使可凝氣體以最高的效率冷凝，並從凝液口流出。專門的折流板結構。將冷凝量與未凝量區別分布，形成逐級的微分換熱單元，有效地利用了殼程空間結構和換熱管的傳熱結構，達到高的傳熱效率和低的流動阻力損失。
不凝氣及剩餘未冷凝可凝氣體全部集中於上部空腔，由噴射器抽入下級冷凝器。實心防沖擋桿的套用，還有其特殊的分布（和其布管一樣），既提高氣體流入效率又起到保護頂部管束不受帶壓氣體的衝擊，確保其管束的壽命。管子與管板的連線採用完全脹接（單步脹或多步脹），國外多年的套用實踐證明，脹接的換熱效果優於焊接。
表面冷凝器內獨特的管束分布可以保證流經其內的氣體壓力降極低，起到最高效率的冷凝，使得整個系統的能耗降低，從而同等程度上減小了冷凝器的尺寸，降低了設備成本及日常操作成本。
安裝及使用
1、後冷卻器的接口為管接或法蘭，其入口應與空壓機出口管連線，也可安裝在氣動設備管路中。
2、後冷卻器應安裝在混凝土基礎上。
3、後冷卻器進、出氣口具有互換性。
4、凡屬壓力容器的設備安裝完畢投入使用前，應向地、市級勞動部門鍋爐壓力容器安全監督機構申報和辦理使用登記手續。
5、運行過程中，視系統運行情況，定時打開排污閥，排放污物。
6、後冷卻器進氣口應安裝控制閥門。
7、保證冷卻水的進水溫度， 水管通暢。
8、冷卻水應使軟水，水中不含可見雜質。
