在化工行业的节能降耗浪潮中,空冷器正以其独特的节能优势成为众多企业的首选方案。
空冷器,作为一种以环境空气为冷却介质、对高温工艺流体进行冷却或冷凝的设备,正在石油化工、冶金、电力等工业领域迅速普及。
与传统冷却方式相比,空冷器通过避免水资源消耗、降低运行能耗以及优化系统设计,为企业带来了显著的节能效益和经济效益,尤其在水资源匮乏地区更具应用价值。
01 传统冷却的挑战,空冷器的兴起
在化工生产过程中,冷却环节是不可或缺的重要部分。传统冷却方式主要依赖凉水塔+管壳式换热器组合,或干空冷器。
这些传统方式存在明显局限:凉水塔受制于水源条件,而干空冷器则受气候环境影响较大。
在水资源日益紧张和环保要求不断提高的背景下,空冷器技术应运而生并不断发展成熟。
空冷器通过空气作为冷却介质,横掠翅片管外,使管内高温工艺流体得到冷却或冷凝,实现了完全的水资源替代。
02 节能优势,多方面展现
空冷器在化工行业的节能优势主要体现在以下几个方面:
显著降低水资源消耗是空冷器最突出的优势之一。在焦化生产过程中,空冷器采用闭路循环冷却水系统,与传统的开路冷却塔循环冷却水系统相比,大大降低了吨焦新鲜水消耗。
对于缺水地区而言,这一特点具有极其重要的现实意义。
能耗节约明显。在一家石化公司的案例中,通过优化空冷器运行,将胺液再生塔顶出料的冷却后温度从50℃适度提高到55℃,显著减少了空冷器负载。
这一调整实现了每年节电239仟度,减少碳排量189.5吨,节省费用773仟元。
新型空冷器技术进一步提升了节能效果。以上海市科技创新行动计划支持的“新型干湿联合式蒸发空冷器”为例,它结合了预冷段和蒸发段的双重优势。
预冷段采用翅片管束,发挥其在干空气条件下传热效率高的特点;蒸发段则采用波纹板束,利用喷淋水在光滑板片表面布膜效果好、蒸发效率高的优势。
这种设计解决了常规管式蒸发空冷器占地空间大、冬季停水后传热弱化的问题。
03 实际应用,效益显著
空冷器技术在化工多个领域取得了成功应用:
在聚氯乙烯生产中,传统氯乙烯精馏前处理工艺使用列管式全凝器进行冷凝,需要消耗大量+5℃冷冻水。
而应用空冷技术后,利用较低气温空气作为冷冻介质,完成精馏前的液化过程,有效改进了传统全凝器工艺,实现了节能降耗。
西北某石化公司15万吨/年气分装置脱丙烷塔顶采用新型干湿联合式蒸发空冷器后,表现出传热效率高、结构紧凑、布置空间小、操作费用低的优势。
特别是在缺水地区的低温位介质冷凝冷却过程中,节水节能效果尤为显著。
浅冷装置通过采取增设表面蒸发式空冷器等优化流程措施,实现了年节电94×104k Wh的显著效益。
04 发展趋势,不断创新
随着技术进步,空冷器技术仍在不断创新。新一代空冷器研发已取得重要进展,与原有空冷系统相比,新型空冷器设备投资减少20%,空冷效率提高8%。
同时还减小了空冷器散热面积20%,减小真空系统体积30%,降低运行过程中的厂用电消耗30%。
这些技术进步缓解了空冷凝器负荷容易受环境和气候影响的问题,提高了系统真空度,进而提升了系统热利用效率和整体运行效率。
空冷器技术的不断创新和发展,为化工行业绿色转型提供了切实可行的路径。随着技术不断成熟,空冷器将在更多工艺环节中替代传统冷却方式,为化工企业创造更大的节能效益。
化工行业的未来,必将因这些绿色技术而更加清洁、高效。