一、技術(shù)名稱：高效復(fù)合型蒸發(fā)式冷卻（凝）器技術(shù)
二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍：石化行業(yè) 甲醇、合成氨、尿素等生產(chǎn)過程中工藝氣體冷卻、冷凝
三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀
冷卻（凝）設(shè)備是廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)設(shè)備，也是工業(yè)耗能、耗水較高的設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計，冷卻（凝）設(shè)備耗能約占工業(yè)用能的13%-15%。目前該技術(shù)可實現(xiàn)節(jié)能量石化行業(yè)11萬tce/a，CO2減排約29萬t/a。
四、技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
蒸發(fā)式換熱是利用水在蒸發(fā)時吸收潛熱而使工質(zhì)冷卻（凝）的原理，工質(zhì)在管內(nèi)冷卻（凝結(jié)）時放出的熱量通過管壁傳給管外的水膜，再通過水的蒸發(fā)將熱量傳遞給空氣。水膜和空氣之間不但有熱傳遞而且有質(zhì)傳遞，蒸發(fā)時產(chǎn)生的水蒸氣被空氣帶走。這種換熱器的耗水量較少，空氣流量也不大，比較適用于缺水地區(qū)。高效復(fù)合型冷卻（凝）器以蒸發(fā)式換熱機理為基礎(chǔ)，以水和空氣為冷卻介質(zhì)，同時運用蒸發(fā)式換熱和空冷式換熱對被冷卻介質(zhì)進行冷卻（凝）的高效冷卻（凝）設(shè)備，是對蒸發(fā)式冷卻（凝）設(shè)備的重大改進和提升。
2.關(guān)鍵技術(shù)
高效復(fù)合型蒸發(fā)式冷卻（凝）器技術(shù)是將蒸發(fā)式換熱和空冷式換熱優(yōu)化組合而成的高效冷卻（凝）設(shè)備，其主要的關(guān)鍵技術(shù)如下：
（1）高效復(fù)合型蒸發(fā)冷卻（凝）技術(shù)；
（2）多組分介質(zhì)換熱器設(shè)計、制造和檢驗技術(shù)；
（3）高壓復(fù)合型換熱設(shè)備設(shè)計、制造和檢驗技術(shù)；
（4）高壓換熱管束柔性化技術(shù)；
（5）高壓換熱管束防震動固定技術(shù)；
（6）換熱管內(nèi)部防結(jié)晶等堵塞清理技術(shù)。
3.工藝流程
高溫被冷卻介質(zhì)首先進入空冷換熱部件，利用蒸發(fā)換熱段產(chǎn)生的水蒸氣與空氣混合所形成的濕空氣對空冷部件內(nèi)的高溫被冷卻介質(zhì)進行冷卻，使高溫被冷卻介質(zhì)得到預(yù)冷降溫；降溫后的被冷卻介質(zhì)再進入蒸發(fā)冷換熱部件，循環(huán)冷卻水通過噴淋在蒸發(fā)冷部件的管（板）表面形成連續(xù)均勻的薄水膜，管（板）外表面水膜的蒸發(fā)使得空氣穿過管（板）束后濕度增加而接近飽和，飽和濕空氣在軸流風機超強風力作用下從設(shè)備上部排出，從而在換熱部位形成負壓區(qū)域，加速了管（板）外表面水膜的蒸發(fā)，實現(xiàn)強化管（板）外換熱；飽和濕空氣在排出設(shè)備前經(jīng)過擋水板，夾帶的水滴被擋水板收集循環(huán)利用。具體結(jié)構(gòu)見圖1。
圖1 高效復(fù)合型冷卻（凝）器基本結(jié)構(gòu)圖
五、主要技術(shù)指標
1．與空冷相比，節(jié)電率30%-60%；
2．空冷島運行的滿負荷率可達95%以上；
3．與傳統(tǒng)水冷相比，節(jié)水率40%-50%。
六、技術(shù)鑒定、獲獎情況及應(yīng)用現(xiàn)狀
該技術(shù)于2008年9月通過河南省科技廳組織的科技成果鑒定，2009年3月通過中國石油和化學工業(yè)協(xié)會組織的科技成果鑒定。2006年首套高效復(fù)合型冷卻（凝）器投入使用，至今已陸續(xù)應(yīng)用于煤化工、石油化工、電力、冶金等工業(yè)領(lǐng)域和制冷行業(yè)。
七、典型應(yīng)用案例
典型用戶：中國石化長嶺分公司、中國石化揚州分公司、中化弘潤石油化工有限公司、四川石達化工有限公司、山東晨曦石化有限公司、神華國能寧夏煤電有限公司鴛鴦湖電廠等
典型案例1
技術(shù)提供單位：洛陽隆華傳熱節(jié)能股份有限公司
建設(shè)規(guī)模：60萬t/a煤制甲醇項目換熱器改造，建設(shè)條件操作壓力為8.4Mpa(G)，進口溫度108℃，出口溫度40℃，總質(zhì)量流量約為336009kg/h，主要成份為甲醇合成氣體。主要技改內(nèi)容：以復(fù)合蒸發(fā)冷卻方案取代水冷器方案，主要設(shè)備為7臺復(fù)合蒸發(fā)冷卻器。節(jié)能技改投資額900萬元，建設(shè)期6個月。每年可節(jié)能1188tce，年節(jié)能經(jīng)濟效益為232萬元，投資回收期約4年。
典型案例2
技術(shù)提供單位：洛陽隆華傳熱節(jié)能股份有限公司
建設(shè)規(guī)模：660MW直接空冷燃煤機組增設(shè)蒸發(fā)式凝汽器，從原直接空冷凝汽系統(tǒng)主排汽管道分流320t/h的蒸汽，采用蒸發(fā)式凝汽器進行冷凝，在夏季（6月-9月）機組運行尖峰冷卻裝置，實際運行排汽背壓在原基礎(chǔ)上降低5 kPa-18 kPa。計算機組排汽背壓加權(quán)平均值降低了8.88kPa。單臺機組年煤耗降低15894t/年；在夏季7、8月份氣溫較高日，機組負荷限制在80%-90%之間，改造后氣溫較高期間增加發(fā)電功率為31.68GW。節(jié)能技改投資額3393萬元，每年可節(jié)能15894tce，投資回收期約4年。蒸發(fā)式凝汽器依靠水蒸發(fā)吸收熱量，本項目系統(tǒng)耗水量為210t/h，消耗水源為電廠各級處理排污水。
八、推廣前景及節(jié)能減排潛力
冷卻（凝）設(shè)備廣泛應(yīng)用煤化工、石油化工、冶金、電力、制冷等行業(yè)，這些行業(yè)對冷卻（凝）設(shè)備的需求具體主要包括兩個方面：一方面是擴大產(chǎn)能、產(chǎn)業(yè)整合升級等新增固定資產(chǎn)投資帶來的新增設(shè)備的需求；另一方面是受國家節(jié)能減排等政策推動，實施節(jié)能節(jié)水改造，進行設(shè)備更新的需求。預(yù)計未來5年，該技術(shù)在石化行業(yè)內(nèi)的推廣潛力可達到70%，投資總額2.5億元，節(jié)能能力25萬tce/a，減排能力66萬tCO2/a。
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