姜莹
摘要：高效节能内展翅片式空气冷却器，换热效果良好，既保证了净化风质量，同时又节约了大量电能。
我公司空分车间空压站DHP一560/1压缩机经过几年的运行，发现其第四级空气冷却器（列管式换热器）换热面积较小，每年5～9月份都因天气炎热、循环水温度高等原因致使净化风的冷后温度居高不下，达不到设计要求的38℃，有时甚至高达48℃。这种情况严重影响了无热还原的效果，降低了净化风的质量。为满足生产用风的质量要求，有时被迫多开一套无热还原干燥塔，从而造成了能源的大量浪费。
针对这种情况，我公司于2001年6月将DHP一560/1压缩机第四级空气冷却器由列管式更换为LQ一1000型内展翅片式空气冷却器。从一年多的应用情况来看，不但满足了工艺生产的要求，而且大大降低了循环水的用量，节能效果显著。
一、常规换热器的局限性
在10～50℃时，水的导热系数为0.494～0.557kcal/(m"h"℃)，而空气的导热系数为0.0217～0.0318kcal/(m"h"℃)二者之间相差20倍之多。在列管式、螺旋板式换热器内，从其结构上看，换热器壁两侧面积基本相等，这样就造成了因换热面私湘等而两侧热交换介质的导热系数不同所导致的热交换不平衡问题，从而使总传热系数降低，换热效果不佳，同时造成了能源的浪费；外展翅片式换热器虽然解决了热交换不平衡的问题，但是存在受压能力较低以及占地面积较大的局限性，另外，因外展翅片结垢后不易清洗，换热器长时间运行后冷却效果降低，同样也造成了能源的浪费。
二、内展翅片式空气冷却器特点
内展翅片式空气冷却器（见图1）采用将波纹型翅片纵向加在热阻大的一侧，即在基管内侧加翅片（图2）而使表面传热系数较低的一侧换热面积增大灯（管内翅化比高达7.4），以达到热交换平衡，从而解决了热交换中VA两种介质导热系数相差大而导致的热交换不平衡问题，提高了总传热系数，使换热效率大大提高。传热壁热阻（即两侧的流体表面传热系数）相差越大，在热阻大（即表面传热系数小）的一侧加翅片而产生的强化效果就越显著。由于换热效率的提高，内展翅片式换热器的节水效果也非常显著。此外，由于采用纵向翅片结构，高压净化风走管程，其阻力降大大降低，一般均小于流体在壳程扰流时的阻力降。
1．提高了换热效率，节水、节能效果显著
内展翅片式空气冷却器管内侧总面积与管外侧面积的比值为8：1，解决了两种热交换介质导热系数相差较大的问题，从而提高了总传热系数，大大地提高了换热效率，换热面积由原来的500m2提高至1000m2；节水效果显著，节水率达85%。
2．能够承受较大压力
在内展翅片式空气冷却器中，由于其翅片在导热系数低的一侧，即气（汽）体走管程，冷却水走壳程，波纹型纵向翅片对气体的流动阻力小，因此能够承受较大的压力。
3．体积小，占地面积小
由于内展翅片式换热器采用的是管内装翅片，使得整台设备的体积大大减小了，相对于常规换热器约减小50%～75%，因而占地面积也减小了，一般为常规换热器的25%～50%。
4．降低了维护成本
由于冷却水走壳程，因而每月进行的一次反冲洗使水垢很难形成，从而节约了维护费用。
5．设备投资回收期短
由于内展翅片式空气冷却器体积小，设备的制造生产所用原材料也少，尽管技术含量较高，工艺和制造复杂，但是设备的总体价位相对于等处理量、相同材质的其他形式换热器并没有大的提高，而且因其效率高，设备的投资回收期较短。
三、应用效果
内展翅片式空气冷却器可广泛应用于石油、化工、医药、冶金、电力、动力、制冷等行业的气（汽）体冷却。尤其适用于气（汽）、液两相介质的冷却。
表1为两种换热器（空气流量23000m33/h，入口气温120℃）一年多运行中采集的三组对比数据，从表中可以看出，在同样体积的情况下，内展翅片式空气冷却器的冷却效果大大优于列管式换热器，并且节水效果显著。用QL一1000型内展翅片式空气冷却器取代列管式换热器后，经济效益显著：
1．与原列管式换热器相比，每年可节约用水17万t，节约水费约8.5万元。
2．因冷却效果较好，可将无热还原干燥塔的还原时间由原来的5min切换一次改为8min切换一次，则一组干燥塔可节约用风2.51%，即每年可节约用电约68.7kW"h，合计34.5万元〔以0.50元／(kW"h)计算〕。
3．按经济技术分析核算，设备投资不到一年即可收回成本。
内展翅片式空气冷却器经过一年多的运行，性能稳定，既解决了生产用风的“瓶颈”问题，同时节能效果又非常显著，给企业带来了可观的经济效益，达到预期的目的。