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不銹鋼冷凝器簡介

不銹鋼冷凝器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備，又稱熱交換器。廣泛應用于化工、石油、動力和原子能等工業(yè)部門。它的主要功能是保證工藝 過程對介質(zhì)所要求的特定溫度，同時也是提高能源利用率的主要設備之一。 不銹鋼冷凝器既可是一種單獨的設備，如加熱器、冷卻器和凝汽器等；也可是某一工藝設備的組成部分，如氨合成塔內(nèi)的熱交換器。由于制造工藝和科學 水平的限制，早期的換熱器（冷凝器）只能采用簡單的結構，而且傳熱面積小、體積大和笨重，如蛇管式換熱器等。隨著制造工藝的發(fā)展，逐步形成一種 管殼式換熱器，它不僅單位體積具有較大的傳熱面積，而且傳熱效果也較好，長期以來在工業(yè)生產(chǎn)中成為一種典型的換熱器。

不銹鋼冷凝器的分類

不銹鋼冷凝器按傳熱方式的不同可分為混合式、蓄熱式和間壁式三類。 該設備一般都用金屬材料制成，其中碳素鋼和低合金鋼大多用于制造中、低壓換 熱器；不銹鋼除主要用于不同的耐腐蝕條件外，奧氏體不銹鋼還可作為耐高、低溫的材料；鎳合金則用于高溫條件下。

不銹鋼冷凝器的特點

1．耐腐蝕性：聚丙烯具有優(yōu)良的耐化學品性，對于無機化合物，不論酸，堿、鹽溶液，除強氧化性物料外，幾乎直到100℃都對其無破壞作用，對幾乎所 有溶劑在室溫下均不溶解，一般烷、徑、醇、酚、醛、酮類等介質(zhì)上均可使用。

2．耐溫性：聚丙烯塑料熔點為164-174℃，因此一般使用溫度可達110-125℃。

3．無毒性：不結垢，不污染介質(zhì)，也可用于食品工業(yè)。

4．重量輕：對設備安裝維修很為方便。

不銹鋼冷凝器的結構參數(shù)

冷凝器的工稱壓力范圍有PN0.25-6.4Mpa

冷凝器的公稱直徑有鋼管制圓筒159-325mm，卷制圓筒400-1800mm.

冷凝器的換熱管長度L1500-9000mm

冷凝器的換熱管規(guī)格有DN25及DN32、DN15等規(guī)格，換熱管的排列形式有正三角形及矩形排列。

不銹鋼冷凝器的工作原理

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強，常用于輸送蒸氣。為提高冷凝器的效率經(jīng)常在管 道上附加熱傳導性能優(yōu)異的散熱片，加大散熱面積，以加速散熱。并通過風機加快空氣對流的方式把熱帶走。 一般制冷機的制冷原理壓縮機的作用是把工質(zhì)由低溫低壓氣體壓縮成高溫高壓氣體，再經(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體。低溫低壓的液態(tài)工質(zhì)送入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中吸熱蒸發(fā)而成為壓力較低的蒸汽，從而完成制冷循環(huán)。 單級蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)，是由制冷壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和節(jié)流閥四個基本部件組成。它們之間用管道依次連接，形成一個密閉的系統(tǒng)，制冷劑在系統(tǒng) 中不斷地循環(huán)流動，發(fā)生狀態(tài)變化，與外界進行熱量交換。

冷凝器的組成

在制冷系統(tǒng)中，蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機和節(jié)流閥是制冷系統(tǒng)中必不可少的四大件，這當中蒸發(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 量實現(xiàn)制冷。壓縮機是心臟，起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用。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轉化的熱量一 起傳遞給冷卻介質(zhì)帶走。節(jié)流閥對制冷劑起節(jié)流降壓作用、同時控制和調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器中制冷劑液體的數(shù)量，并將系統(tǒng)分為高壓側和低壓側兩大部分。實 際制冷系統(tǒng)中，除上述四大件之外，常常有一些輔助設備，如電磁閥、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)濟性，可靠性和安全性而設置的。

空調(diào)機根據(jù)冷凝形式可分為：水冷式和空冷式兩種，根據(jù)使用目的可分為單冷式和制冷制暖式兩種，不論是哪一種型式的構成，都是由以下的主要部件組 合而成的。

制冷系統(tǒng)主要部件有壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥(或毛細管、過冷卻控制閥)、四通閥、復式閥、單向閥、電磁閥、壓力開關、熔塞、輸出壓力調(diào)節(jié) 閥、壓力控制器、貯液罐、熱交換器、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。

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

控制系統(tǒng)由多個控制器件組成，它們是：制冷劑控制器：膨脹閥、毛細管等。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)閥、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： 溫度位式調(diào)節(jié)器、溫度比例調(diào)節(jié)器。濕度調(diào)節(jié)器：濕度位式調(diào)節(jié)器。

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：斷水繼電器、水量調(diào)節(jié)閥、水泵等。

報警控制：很溫報警、很濕報警、欠壓報警及火警報警、煙霧報警等。

其它控制：室內(nèi)風機調(diào)速控制器、室外風機調(diào)速控制器等。

不銹鋼冷凝器系統(tǒng)的組成

制冷系統(tǒng)　

主要部件有壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥(或毛細管、過冷卻控制閥)、四通閥、復式閥、單向閥、電磁閥、壓力開關、熔塞、輸出壓力調(diào)節(jié)閥、壓力 控制器、貯液罐、熱交換器、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。

電氣系統(tǒng) 　　

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

控制系統(tǒng)　

由多個控制器件組成，它們是：　制冷劑控制器：膨脹閥、毛細管等。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)閥、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：溫度位式調(diào)節(jié)器、溫度比例調(diào)節(jié)器 。濕度調(diào)節(jié)器：濕度位式調(diào)節(jié)器。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：斷水繼電器、水量調(diào)節(jié)閥、水泵等。報警 控制：很溫報警、很濕報警、欠壓報警及火警報警、煙霧報警等。其它控制：室內(nèi)風機調(diào)速控制器、室外風機調(diào)速控制器等。

電氣

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

不銹鋼冷凝器的種類

蒸汽冷凝器

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，保證末效蒸發(fā)器的真空度。例（1）噴淋式冷凝器，冷水從上部噴嘴噴入，蒸汽從側面入 口進入，蒸汽與冷水充分接觸后被冷凝為水，同時沿管下流，部分不凝汽體也可能被帶出。例（2）充填式冷凝器，蒸汽從側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環(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出，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。混合式冷凝器具有結構簡單，傳熱效率高等優(yōu) 點，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后，可有效節(jié)約生產(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 標準。

不銹鋼冷凝器的清洗

1．經(jīng)常檢查壓縮機皮帶是否良好，如果啟動空調(diào)時有“吱吱”的噪聲，說明皮帶打滑嚴重，應及時更換皮帶和皮帶輪；如果皮帶過松則會影響空調(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，這個方法不錯，可以防止灰塵泥巴等東西沉積后影響散熱。

3．每年都應該更換一次空調(diào)的濾網(wǎng)，濾網(wǎng)上經(jīng)常沾著各種灰塵雜質(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發(fā)箱的清洗，蒸發(fā)箱位于雨刮器下，每次開空調(diào)時，灰塵細菌容易沾染在蒸發(fā)箱上，因此較好用具備清洗功能的泡沫劑清洗 。

不銹鋼冷凝器危險因素

可燃組分

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

堵塞組分

主要是二氧化碳、水分和氧化亞氮，尤其是氧化亞氮，日漸引起關注，他們結晶析出后，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、積聚、析出，引發(fā)主冷爆炸。

強氧化劑

液氯為強氧化劑

冷凝器 引爆因素

a.固體雜質(zhì)微粒的機械撞擊引爆（乙炔微粒等摩擦、液氧沖擊）。

b.靜電，如二氧化碳微粒達到（200～300）×104ppm時，可產(chǎn)生靜電，電壓達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，引起溫度升高引發(fā)爆炸。

不銹鋼冷凝器的質(zhì)量控制

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

積聚主要因素如下：

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

b.從主冷中排放1%的產(chǎn)品液氧，清除碳氫化合物。

c.定期對空分進行大加溫，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質(zhì)。

d.液氧泵長期投入運行，采用分子篩吸附的，氧化亞氮吸附效果不好，可在分子篩吸附器內(nèi)加一層5A分子篩。

這個工作要正?；⒅贫然?、定期進行，若環(huán)境惡化，需隨時采取有效措施，把有害物質(zhì)控制在標準之內(nèi)，乙炔在0.5、甲烷120、總碳155、二氧化碳4、 氧化亞氮100（數(shù)量級10-6）。

液面高、循環(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，全部工藝參數(shù)同未浸前一樣，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)象，所以主冷全浸操作是有利無害的。

臨時停車再啟動，不可避免地存在一定時間的低液面操作，此階段易發(fā)生烴類的局部濃縮，同時重新啟動時，板式換熱器在一段時間內(nèi)工況不正常，自清 除效果不好，造成二氧化碳堵塞，再加上氣流沖擊，就有可能在主冷發(fā)生微爆，。所以應較大限度的減少臨時停車的次數(shù)，或避免全排液，對主冷實行單 獨加溫，有條件應全面加溫。

運轉2年或更長時間時，應對精餾塔及液氧循環(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，如果啟動空調(diào)時有“吱吱”的噪聲，說明皮帶打滑嚴重，應及時更換皮帶和皮帶輪；如果皮帶過松則會影響空調(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，這個方法不錯，可以防止灰塵泥巴等東西沉積后影響散熱。

3．每年都應該更換一次空調(diào)的濾網(wǎng)，濾網(wǎng)上經(jīng)常沾著各種灰塵雜質(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發(fā)箱的清洗，蒸發(fā)箱位于雨刮器下，每次開空調(diào)時，灰塵細菌容易沾染在蒸發(fā)箱上，因此較好用具備清洗功能的泡沫劑清洗 。 。

液氧的單位電阻較大，易于產(chǎn)生靜電，在不接地情況下可產(chǎn)生數(shù)千伏的靜電電壓，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機，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大，特別是下雨天更為嚴重，應嚴格管理，較好遠遠埋于地下。

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

每年定期、不定期培訓，增強防爆意識，提高操作技能。

因冷卻水大多數(shù)含有鈣、鎂離子和酸式碳酸鹽。當冷卻水流經(jīng)金屬表面時，有碳酸鹽的生成。另外，溶解在冷卻水中的氧還會造成金屬腐蝕，形成鐵銹。 由于銹垢的產(chǎn)生，冷凝器換熱效果下降。嚴重時不得不在殼體外噴淋冷卻水，結垢嚴重時會堵塞管子，使換熱效果失去作用。研究的數(shù)據(jù)顯示水垢沉積物 對熱傳輸?shù)膿p失影響巨大，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結垢部分40%以上的運行費用。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)約能源、延長設備的使用壽命，同時節(jié)約生產(chǎn)時間和費用。

長期以來傳統(tǒng)的清洗方式如機械方法（刮、刷）、高壓水、化學清洗(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物，酸液對設備造 成腐蝕形成漏洞，殘留的酸對材質(zhì)產(chǎn)生二次腐蝕或垢下腐蝕，較終導致更換設備，此外，清洗廢液有毒，需要大量資金進行廢水處理。

針對上述情況，國內(nèi)外努力研制對金屬腐蝕性小的清洗劑，而目前研發(fā)成功的有福世泰克清洗劑。其具有高效、環(huán)保、安全、無腐蝕的特點，不但清洗效 果良好而且對設備沒有腐蝕，能夠保證冷凝器的長期使用。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產(chǎn)生的較頑固的水 垢（碳酸鈣）、銹垢、油垢、粘泥等沉淀物，同時不會對人體造成傷害，不會對鋼鐵、紫銅、鎳、鈦、橡膠、塑料、纖維、玻璃、陶瓷等材質(zhì)產(chǎn)生侵蝕、 點蝕、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，其中碳鋼材質(zhì)的管板在作為冷卻器使用時，其管板與列管的焊縫經(jīng)常出現(xiàn)腐蝕泄漏，泄漏物進入冷卻水系統(tǒng) 會造成污染環(huán)境及物料的浪費。

冷凝器在制作時，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陷，如凹陷、氣孔、夾渣等，焊縫應力的分布也不均勻。使用時管 板部分與工業(yè)冷卻水接觸，而工業(yè)冷卻水中的雜質(zhì)、鹽類、氣體、微生物都會構成對管板和焊縫的腐蝕。研究表明，工業(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化，對金屬的腐蝕形狀起重要作用。另外，金屬結構的復雜程度也會影響腐蝕形態(tài)。因此，管板與列管焊縫 的腐蝕以孔蝕和縫隙腐蝕為主。從外觀看，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。以海水為介質(zhì)時，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)象。

針對冷凝器防腐問題，西方國家多采用高分子復合材料的方法進行保護，其中應用較多的是技術產(chǎn)品。其具有優(yōu)異的粘著性能及抗溫、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。