新型空压设施中冷却的构造革新预设

2021-04-101
1中国长城铝业公司2#空压站现有7L- 100/ 8型空气压缩机3台,主要用于氧化铝生产种分槽搅拌用风,属我厂关键设备。该设备为二级压缩,按该设备使用说明书介绍,首先由一级缸把空气压缩至温度达160 ,然后经过中冷器将温度降到40左右,再进入二级缸进行压缩,然后进入储气罐至种分槽搅拌。

因中冷器设计结构不合理达不到设计要求,经常因温度过高自动停机,使压缩机不能正常运行,造成氧化铝生产的被动局面。为确保种分槽搅拌用风,对中冷器结构进行改造。

2现状分析

7L- 100/ 8型压缩机采用方型元件式中冷器,气体在管间流动,冷却水在管内流动。冷却器芯子为长方形,由一束光管插入一组铁制散热片中组成, 2只芯子水平置于壳体中,为使整体结构紧凑,将中冷器置于机身上两缸之间,这样就限制了冷却器的大小及重量。经过多年使用,发现中冷器普遍存在冷却效果不好,造成该压缩机的排气温度高达170以上,这样不仅造成电力大量浪费,而且造成压缩机气阀、活塞环等使用寿命缩短,使气缸及管道中有大量结碳,另外由于各级气缸排气口自动控制仪表,控制排气口温度不高于160 ,而实际排气温度都高于此温度,造成压缩机超温而停车,同时造成各零部件使用寿命缩短。

3温度过高的原因

3 1中冷器在机身两缸之间,冷却器的大小和重量受到限制

使用传统元件式中冷器时,没有足够的富裕空间来容纳必须的换热面积。

3 2结构原因

冷却器水平使用壳体与芯子间隙过大,使部分高温气体在壳体内不经过冷却芯子,因短路不能被冷却。

3 3散热片易造成变形

原中冷器芯子由多组散热铁片组成,安装制造中易造成片子变形,采用该冷却器片与片之间易被结碳堵死,降低冷却效率。

3 4散热片内孔与铜管外表面存在间隙

由于散热片内孔与铜管外表在制造中,往往存在间隙,形成空气热阻,降低了换热效率,所以有的散热片起不到换热作用。

4改造原理

根据传热学理论,影响中冷器的换热效率主要是水与管路给热系数,气体与管路的给热系数。换热面积A = Q/ K T m式中Q !!!传热量,即冷却器的热负荷式中T m由气体的进出口温度参数,冷却水进出口温度参数计算,是个定值; Q值由压缩机排气量,气体进入冷却器的温度及排出冷却器的温度计算,也是个定值;只有K是个变量,影响K值的因素也比较多。主要是方型元件式冷却器是气走壳程, a是气体与管壁之间的给热系数,冷却水走管内; b是冷却水与管壁之间的给热系数,影响K值主要是气体与管壁的给热系数。由于该值较小使得K值小而所需的换热面积A增大,造成中冷器体积较大。要想设计中冷器与原中冷器大小相似,必须提高气体与管壁之间的给热系数,因此该冷却器采用了紫铜螺纹管既提高了气体与管之间的热系数,又提高了冷却器的换热面积。

为7L- 100/ 8型压缩机结构图,左侧为方型元件式换热器。由于改成了列管式换热器,克服了原冷却器在结构、制造安装上的缺陷,解决了L型压缩机中间冷却器传热效率低的现状,使其在有限的空间内,冷却效果达到了设计要求。

参数中冷器改造前中冷器改造后空气进口温度,35冷却器进口温度,172 158冷却器出口温度,85 40冷却器*大温度,87 118二级出口温度,特别是螺纹管换热器的试制,开辟了在压缩机行业中应用螺纹管换热器的新领域。采用螺纹管的换热效率是普通光管的4 5倍,因此将原方型元件式冷却器改成列管式冷却器,气体在螺纹管外由隔板分成S型气体通道,使气体在壳程的流速加快,降低了气体温度,提高了设备效率。改造后的立式螺纹管换热器,将该换热器替代了原方型元件式换热器达到了良好的效果。

5结束语

7L- 100/ 8型压缩机中冷器改造后安装在中国长城铝业公司2#空压站10#机组上试验,冷却器出口温度降为40左右,延长了压缩机的检修周期和使用寿命,取得了良好的经济效益。由于运行过程中,中间冷却器温度比较低。螺纹管内不易结垢,采用紫铜螺纹管比光管延长使用寿命3倍以上,年创经济效益10万元以上,在同行业中具有广泛的推广价值。

免责声明:
转载请注明原文出处。本文仅代表作者个人观点,与商来宝平台无关,请读者仅做参考,如文中涉及有违公德、触犯法律的内容,请向我们举报,作者需自行承担相应责任。涉及到版权或其他问题,请及时联系我们处理。
举报
收藏 0