蒸發(fā)式冷凝器的應(yīng)用越來越廣，它是工業(yè)生產(chǎn)和制冷裝備中的重要設(shè)備。本文對蒸發(fā)式冷凝器的工作原理、蒸發(fā)式冷凝器的分類及結(jié)構(gòu)特點、蒸發(fā)式冷凝器的優(yōu)勢、蒸發(fā)式冷凝器的能耗以及經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了分析。
　　
　　蒸發(fā)式冷凝器廣泛應(yīng)用于沒有循環(huán)水系統(tǒng)的企業(yè)中。某合成氨新系統(tǒng)冰機(jī)系統(tǒng)，共有冰機(jī)6臺。冰機(jī)出口氣氨冷卻系統(tǒng)采用7臺立式泠凝器，隨著合成氨裝置的不斷改造，在夏季時，機(jī)電流高，導(dǎo)致生產(chǎn)運行既不安全也不經(jīng)濟(jì)。
　　1. 蒸發(fā)式冷凝器的工作原理
　　噴淋水由水泵將集水槽中的水輸送到蒸發(fā)式冷凝器頂部的噴淋管，經(jīng)噴嘴噴淋到冷凝排管的外表面形成很薄的水膜，水膜中部分水吸熱后蒸發(fā)為水蒸氣，其余落入集水槽，供水泵循環(huán)使用。軸流風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫空氣從頂部和側(cè)壁下部被吸入流經(jīng)盤管，填料、飽和熱濕空氣則被排到周圍大氣中，熱濕空氣中夾帶的部分水滴通過收水器截留，有效地控制水滴飄散損失，散失致大氣中的水蒸氣在系統(tǒng)中由浮球閥控制補充冷卻水。如圖1所示。
　　2.蒸發(fā)式冷凝器的分類及結(jié)構(gòu)特點
　　蒸發(fā)式冷凝器按照不同的標(biāo)準(zhǔn)可分為多種類型，例如，按照風(fēng)機(jī)的工作方式可分為鼓風(fēng)式和西風(fēng)式；按照換熱的核心部件的結(jié)構(gòu)可分為管式蒸發(fā)冷凝器和板式蒸發(fā)式冷凝器。目前，水平管式蒸發(fā)式冷凝器在工業(yè)上應(yīng)用較多，其達(dá)到強(qiáng)化傳熱的目的主要是通過對換熱盤管管型結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的。
　　盤管式蒸發(fā)冷凝器的水從噴嘴噴灑在冷凝盤管上，在盤管外表面形成水膜，從蒸發(fā)式冷凝器底部進(jìn)風(fēng)柵進(jìn)入的空氣與下落的水膜形成逆流，一部分水變成蒸汽，另一部分水被吹散形成小水滴，與空氣換熱，最后被收水器收集，其熱量被空氣帶走。
　　3. 蒸發(fā)式冷凝器的優(yōu)勢
　　蒸發(fā)式冷凝器具有以下優(yōu)勢：1）系統(tǒng)運行費用低。在濕球設(shè)計溫度8.3℃以內(nèi)，冷凝溫度是非常實際和經(jīng)濟(jì)的，其壓縮機(jī)功率要比其他冷凝器系統(tǒng)節(jié)省10%以上的功耗，比風(fēng)冷式冷凝器系統(tǒng)節(jié)省30%功耗，風(fēng)機(jī)的功率與冷凝器系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)消耗的功率一樣。由于泵的揚程較低和水流量的降低，水泵的功率大約是普通的冷凝器系統(tǒng)中所需的水泵功率四分之一；2）初投資低。蒸發(fā)式泠凝器把冷卻塔、冷凝器、循環(huán)水泵、循環(huán)水池以及水管綜合為一體，這樣使得這些設(shè)備的安裝費用節(jié)省了。蒸發(fā)式冷凝器高效率地利用蒸發(fā)式冷卻換熱方式，所以能有效地減少換熱面積、風(fēng)扇的數(shù)量和風(fēng)機(jī)電機(jī)功耗；3）空間也被節(jié)省了許多。正因為蒸發(fā)式冷凝器將冷凝器盤管和冷卻塔結(jié)合為一體，從而使得空間被節(jié)省了許多，并且其不需要較大的水泵和管路。蒸發(fā)式冷凝器只要求大約是相同規(guī)格的風(fēng)冷式冷凝器的一半的迎風(fēng)面積。
　　4. 蒸發(fā)式冷凝器的能耗
　　冷凝器進(jìn)出口水的溫差一般在2~5℃，在常壓下，水在35℃時的比熱容為4.178kj/(kg•k)，因此，理論上講1kg冷卻水帶走的熱量為8.36~20.39kj。在常溫且等質(zhì)量下，利用蒸發(fā)冷凝器所蒸發(fā)吸收熱量是水溫升5℃吸收熱量的115倍，由此可以看出，蒸發(fā)式冷凝器比較省水省電。
　　蒸發(fā)式冷凝器的能耗主要由風(fēng)機(jī)和循環(huán)水泵組成。風(fēng)機(jī)功率計算如下：
　　…… （1）
　　上式中，單位冷凝負(fù)荷的風(fēng)機(jī)功率用來表示；風(fēng)機(jī)風(fēng)壓用來表示；相應(yīng)于單位冷凝負(fù)荷的風(fēng)量用來表示。
　　按下式來計算水泵功率：
　　 …… （2）
　　上式中，單位冷凝負(fù)荷的水泵功率用來表示；水泵揚程用來表示；單位冷凝負(fù)荷的水流量用來表示。
　　可用單位熱量的耗功來衡量蒸發(fā)式冷凝器能耗，其計算如下：
　　
　　…… （3）
　　上式中，冷凝水泵總額定功率用來表示；冷凝風(fēng)機(jī)總額定功率用來表示；冷凝器的總排熱量用來表示。
　　5. 經(jīng)濟(jì)效益分析
　　合成氨新系統(tǒng)冰機(jī)系統(tǒng)使用高效節(jié)能蒸發(fā)式冷凝器后，合成氨系統(tǒng)冰機(jī)系統(tǒng)的供水緊張的局面得到了明顯緩解，循環(huán)水量由原立式水冷器的1750m3/h將為720m3/h，每小時節(jié)約循環(huán)水量1030m3/h。改造后冷凍系統(tǒng)補水量降低了30.9m3/h，年節(jié)約一次水量24.72萬噸，年增經(jīng)濟(jì)效益17.65萬元。在采用合成氨閉路水供水時，軸流風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵、供水泵耗電量共為每小時350KWh，改造后裝置耗電每小時84KWh，運行電耗大幅度降低，每小時節(jié)電266KWh，年節(jié)電212.8 KWh，年增經(jīng)濟(jì)效益76.6萬元。改造后冷凍系統(tǒng)冰機(jī)電耗每小時比去年同期下降了45 KWh，年節(jié)電35.64萬KWh，年增經(jīng)濟(jì)效益11.4萬元。蒸發(fā)泠凝器循環(huán)水系統(tǒng)每小時補水量為7m³，每小時增加運行成本18.7元，年增運行費用14.8萬元。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　[1] 錢伯章. 新型蒸發(fā)式冷凝器[J]. 石油化工設(shè)備，2008（5）.
　　[2] S.P.Fisenko，A.A.Brin,A.I.Petruchik.Evaporative cooling of water in a mechanical draft cooling tower.International Journal of Heat and Mass Transfer，2004（47）：165-177.
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