蒸發式冷凝器

1 本公司蒸發式凝汽器工作原理

蒸發式凝汽器的典型結構，主要由換熱模塊、水循環系統、風機及預冷卻填料4部分組成。汽輪機排汽從蒸汽進口進入換熱模塊內，凝結水由凝結水出口匯集于凝結水箱。不凝性氣體由抽真空管排出。

這種結構的冷凝器是以水和空氣作為冷卻介質，分左右兩腔，左腔頂部裝有軸流風機，下部為空體，兩腔之間裝有除水器。右腔頂部連通大氣，作為進風入口，頂上部裝有冷凝板片組及噴淋水裝置，下方設有高效PVC填料層，右下側部與大氣連通，也設為是進風口，底部設集水盤。箱體外部設循環水泵、電子水處理儀。在原理上，利用部分冷卻水的蒸發帶走乏汽冷凝過程所放出的熱量。冷卻水由水泵送至冷凝板片上面的噴淋水管，均勻地噴淋在冷凝板片的外表面，形成很薄的一層水膜。高溫乏汽蒸汽從冷凝板片的上部集管進入，冷凝的液體從冷凝板片下部集管流出。部分水因吸熱汽化變成水蒸氣被軸流通風機吸走排入大氣，沒有被蒸發的冷卻水流過高效PVC層填料時被側面新風再次冷卻，滴落在下部的集水盤內，供水泵循環使用。軸流通風機由頂部引風，強化了空氣流動，箱內形成負壓，降低水的蒸發溫度，促進水膜蒸發，強化了冷凝板片的放熱。除水器的作用是阻擋空氣流中未蒸發的水滴，并使其流回水盤，以減少冷卻水的消耗。此外，水盤內還設置浮球閥，當水分不斷消耗，浮球閥就自動打開，補充冷卻水至正常水位

圖1 換熱板片組與板片截面圖

圖2 蒸發式凝汽器結構原理圖

2 本公司蒸發式凝汽器的結構特點  

1）進出風方式選用采上部、下側部進風，側頂部出風

這種蒸發式凝汽器采用混流的方式，板片處噴淋水與風同向流動，促進了噴淋水與板片表面的接觸，減少了干點，增強了換熱。同時，下箱體中的填料對噴淋水進行二次冷卻，提高了整個設備的排熱能力。此外，上部和側面同時進風，為空氣與水的充分換熱提供了良好的空間結構，冷卻效果好。最后，板片換熱器的所有面積都方便隨時進行清洗和維護，是其他換熱器所無法達到的。

2）箱體材質選用超級鍍鋁鋅板

產品中所使用的箱體材料為超級鍍鋁鋅鋼板，牌號為AZ150，板厚為2mm。具有的極強的抗腐蝕能力，使用壽命是普通鍍鋅板的3～6倍。并且具有阻熱強，耐熱強，外表美觀等優點。

3）冷凝板片

板片可選用優質鋼材熱浸鋅處理或者直接用不銹鋼鋼，經三次氣密性試驗，分別為單張板片成形、組裝完成及完成整體熱浸鋅后，氣密性試驗壓力為1.0MPa。板片的焊接全部采用自動焊接，能保證焊點單面焊雙面成形，拍片合格率100%，保證焊點無泄露。

4）風機選用直聯式結構

風機選用浙江明新生產的乏汽冷凝器專用風機，明新是設計和個性化定制各種型號工業通風設備的業內領頭羊，能滿足客戶的不同需求。明新風機是利用在冷卻系統領域數十年積累的設計和現場應用經驗，結合空氣動力學、直升機機翼設計理論以及先進的制造技術設計和制造出來，其能耗低，性能高，并擁有杰出的穩定性。明新生產的各類軸流風機直徑從0.2m到15m，年生產能力為5000套，廣泛應用于蒸發式及空氣冷卻器，工業冷卻器，一體式冷卻器，戶外直立冷卻器，散熱器，航海、地鐵、隧道以及其他工業領域。擁有先進簡便的軟件來處理風機的選型和性能測算，而且將該軟件提供給客戶使用。

風機采用了能獨立控制運行的結構。在冬季運行時，當環境比較優越，能滿足工藝上的熱負荷能力時，可通過調節風機的數量來控制風量，以實現節能的目的。在正常運行條件下，軸承壽命長達50000小時。

5）水泵 

水泵選用上海荏本蒸發式冷卻設備專用水泵，與同類產品相比，具有低能耗，高效率，使用壽命長等優點是節能環保產品；水泵運行平穩，在正常運行條件下，軸封壽命長達50000小時，在正常使用維護條件下，其使用壽命可達到6年以上；

水泵在其整條工作曲線上均能平穩運行，且電機配用功率滿足水泵全曲線上運行要求，且基本保持高效區內安靜運行，滿足噪音和震動的控制要求；因此水泵對于系統運行的適應性較強，提供可靠運行的保障。

6）除水器選用可拆卸結構

我公司采用獨創的可拆式除水器，當填料需清洗或更換時可方便地將除水器拆除，對填料進行清洗或更換。這樣一來對以后的日常維護及檢修帶來諸多的方便，能輕易地徹底清洗或更換填料，既經濟又提高效益。

7）水質處理配置除垢滅藻雙重功能電子水除垢儀

當換熱管組一旦結垢現象，就會導致傳熱熱阻的增大。且長時間受到污垢的腐蝕易造成管道耐壓性能變差，甚至出現系統泄漏的現象；本公司產品配置了除垢滅藻雙重功能的電子水除垢儀。電子水除垢儀在通過電子發生器產生的高頻電場的作用下使水垢的松軟細化并降低了水垢的再結晶，達到除垢的目的。對已稍有腐蝕的板片能使板片表面形成磁性氧化亞鐵（Fe3O4）保護膜，阻擋了板片的繼續腐蝕，起到了防腐作用。同時，高頻電場能使水中的細菌和藻類等微生物的生態環境發生變化從而使水中的微生物生存條件破壞使其死亡達到殺菌滅藻的作用。能對流經的水源進行處理，起到除垢防垢、殺菌滅藻的功效，從而延長乏汽冷凝器的使用壽命，提高經濟效益。

8）方便的檢修裝置

WFL乏汽冷凝器設有檢修通道及檢修扶梯，能在整機運轉的情況下，方便地對機組進行檢查和局部檢修。

圖3 內蒙古霍煤鴻駿電廠300MW空冷機組改造 

蒸發式冷凝器運用于汽輪機排氣冷凝

（1） 冷凝溫度低：空冷式冷凝器的傳熱是依靠冷凝溫度與環境干球溫度的差值，而蒸發式冷凝器的節能效果取決于環境濕球溫度，由于通常干濕球溫度相差7到12度。水膜與金屬壁面的傳熱系數大，如果真蒸發式冷凝器是吸風式的話，風機可產生局部負壓作用，因此蒸發式冷凝器冷凝溫度比空冷式冷凝器及水冷式冷凝器更低一些，大致比空冷式冷凝器低8-11℃，比水冷式冷凝氣低4-10℃。

（2） 傳熱能力強，傳熱效率高：水冷式冷凝器的傳熱的驅動力是冷凝器溫度與水溫的差值，在外部氣象條件相同，即有相同的濕球溫度和水溫時，其傳熱的驅動力相當。蒸發式冷凝器主要是交叉流的氣流擾動，水膜的流動及蒸發過程引起的熱質交換，故傳熱效率比水冷式冷凝器高。

（3） 節水：一般1Kg冷卻水能帶走16.75KJ-26.12KJ熱量，而1Kg水在常壓下蒸發能帶走2428KJ熱量，且水冷系統總循環水量較蒸發式冷凝器循環水量大，故蒸發式冷凝器理論耗水量較水冷系統低。

（4） 節電：傳統水冷系統中，水冷式冷凝器與冷卻塔分開布置，故循環水泵需要大流量大揚程，而蒸發式冷凝器中冷卻水為內部循環，水泵揚程僅為本體設備高度約5米。

（5） 結構緊湊，占地面積小：由于傳統水冷系統設備多，系統復雜，且在凝汽器端循環水將蒸汽冷凝后通過循環泵將循環水送去冷卻塔冷卻，利用的是循環水的顯熱，而蒸發式冷凝器，是將汽輪機蒸汽直接送入蒸發式冷凝器內部換熱部分，循環水在冷凝器內部循環，利用的是循環水氣化潛熱，并且風機會帶走一部分凝汽器的顯熱。