回收塔空冷器風(fēng)機(jī)改造

周長旺（內(nèi)蒙古榮信化工有限公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017000）

回收塔空冷器風(fēng)機(jī)改造

周長旺
（內(nèi)蒙古榮信化工有限公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017000）

進(jìn)入夏季后，回收塔空冷器換熱效果明顯變差，造成生產(chǎn)負(fù)荷下降20%，分析原因進(jìn)行技改，技改后達(dá)到良好的效果。

塔頂壓力；空氣冷卻器；管束；風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；風(fēng)量；功率

1　工藝簡介

內(nèi)蒙古榮信化工有限公司是年產(chǎn)90萬t的甲醇裝置，亞洲單套產(chǎn)能最大，采用英國戴維最先進(jìn)的技術(shù)。配套精餾系統(tǒng)為三塔精餾即預(yù)精餾塔、精餾塔和回收塔。從合成來的粗甲醇分兩路送入預(yù)精餾塔上部，在預(yù)精餾塔中除去輕組分、溶解氣及其它雜質(zhì)，然后塔底的甲醇液體經(jīng)泵加壓進(jìn)入精餾塔中部，在精餾塔內(nèi)除去水和重組分，同時(shí)從塔頂塔盤采出一部分液相精甲醇；精餾塔底剩余部分液體經(jīng)減壓閃蒸后進(jìn)入回收塔中上部，在塔內(nèi)除去水和其它重組分，塔頂蒸出的甲醇?xì)饨?jīng)空冷器冷凝后，一部分經(jīng)泵加壓回流，另一部分做產(chǎn)品采出。

2　空冷器的結(jié)構(gòu)

預(yù)塔空冷器主要有管束、風(fēng)機(jī)組成，風(fēng)機(jī)為引風(fēng)式，風(fēng)葉位于管束上方，電機(jī)位于管束下方，流動(dòng)的空氣自下而上與管束換熱。管束為不銹鋼管與鋁翅片采用雙金屬扎制工藝制成，換熱管尺寸Φ25*2.5，與管箱焊接，一片管束的數(shù)量約為270根列管左右，換熱面積244m2；風(fēng)機(jī)22臺(tái)，電機(jī)功率37kW，額定電流71.4A，電機(jī)與風(fēng)機(jī)之間用三角皮帶傳動(dòng)。

3　存在的問題

裝置于2014年7月正式投入生產(chǎn)，由于正值夏季，最高氣溫高達(dá)30℃。預(yù)塔和回收塔的甲醇蒸汽通過空氣冷卻器冷凝為液體甲醇，氣溫高直接影響換熱器的冷卻效果。負(fù)荷達(dá)到80%時(shí)，回收塔的各項(xiàng)操作指標(biāo)都比設(shè)計(jì)高出許多，溫度、壓力都嚴(yán)重超標(biāo)，生產(chǎn)負(fù)荷只達(dá)到100t/h，離設(shè)計(jì)值（125t/h）相差25t/h，一天少產(chǎn)600t甲醇，嚴(yán)重制約產(chǎn)量。

4　原因分析

1）最初設(shè)計(jì)條件空氣溫度30℃，而在最熱時(shí)期受周圍鋼結(jié)構(gòu)的輻射影響溫度超過30℃；入口空氣的溫度升高直接影響空冷器的換熱效果。

2）設(shè)計(jì)噪聲≤85db，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定噪音大小，電機(jī)的實(shí)際電流為46A，離額定電流相差較遠(yuǎn)，電機(jī)功率相對額定值較低；轉(zhuǎn)速低直接減少風(fēng)機(jī)的風(fēng)量影響空冷器的換熱效果。

5　技改方案分析

5.2方案1

增加2跨空冷器（和原設(shè)備進(jìn)行并聯(lián)布置），考慮到現(xiàn)空冷器的東西兩側(cè)均有位置，可以在兩端各增加1跨空冷器，共兩跨（4片）空冷器。優(yōu)點(diǎn)：空冷器分布總管只要在原管道基礎(chǔ)上東西分別增長一段即可，且工藝介質(zhì)的分布較為均勻；可以彌補(bǔ)空冷器換熱不足問題，可以利用停車機(jī)會(huì)提前甩頭并安裝閥門，空冷器到現(xiàn)場后可隨時(shí)進(jìn)行安裝，對生產(chǎn)影響較小。不足：空冷器安裝在管廊的最上部，單片空冷器管束的重量將近13t，需要大噸位的吊車來配合空冷器管束、風(fēng)機(jī)、電機(jī)、構(gòu)架等的安裝。

5.3方案2

增加噴霧裝置的原理是利用西北空氣濕度低，在空冷器進(jìn)口用噴霧裝置噴霧，濕化空氣，利用干空氣與濕空氣的溫差，給進(jìn)口空氣降溫。如果能給空氣濕度增加 30%，空氣溫度能降低 4～6℃。如果能達(dá)到這樣的降幅，就能滿足我們的空冷器在最熱的天氣的運(yùn)行要求。優(yōu)點(diǎn)：占空間小，無需考慮安裝基礎(chǔ)問題；不足：需用軟水量為15～20t/h，工程造價(jià) 45～50 萬元，建設(shè)周期 45個(gè)工作日。

5.4方案3

更換電機(jī)皮帶輪尺寸，增大風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；調(diào)節(jié)葉片角度。以目前風(fēng)機(jī)安裝運(yùn)行情況看，風(fēng)機(jī)安裝角度φ=11°，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=230r/min，軸功率 N=21kW 左右，電機(jī)功率還有富余，通過初步計(jì)算轉(zhuǎn)速可提到n=270r/min，風(fēng)量可增加21%。優(yōu)點(diǎn)：工程造價(jià)4萬元，投資少，建設(shè)周期 25 個(gè)工作日，改造時(shí)不影響生產(chǎn)；不足：轉(zhuǎn)速增大噪音會(huì)增高。

6　推算過程

同一風(fēng)機(jī)，在同一空冷器上，風(fēng)機(jī)性能遵循下面的基本公式：

即風(fēng)量Q與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速n成1次方成正比

即風(fēng)壓P與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速n成2次方成正比

即風(fēng)機(jī)軸功率與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速n成3次方成正比

則估算出風(fēng)機(jī)風(fēng)量還可以增大到：

風(fēng)機(jī)電機(jī)的輸出功率在18.5kW。配套電機(jī)額定功率37kW，改造后按33kW計(jì)算。

則估算出風(fēng)機(jī)風(fēng)量還可以增大到：

由公式（3）

還有公式（1）

得出公式

所以改變角度，提轉(zhuǎn)速后風(fēng)量增加

結(jié)論：風(fēng)量增加21%。

7　技改效果

1）根據(jù)方案3改造后，風(fēng)量提高了21%，效果顯著。每日產(chǎn)量為3 000～3 150t，回收塔負(fù)荷達(dá)到100%～105%，每天創(chuàng)造效益12萬余元，解決了制約生產(chǎn)瓶頸的問題；

2）不足之處：塔頂壓力、溫度略高于正常值；噪音值87db，略高于設(shè)計(jì)值。

Retrofit of Air Cooler for Recovery Tower

Zhou Chang-wang

After entering the summer，the heat transfer effect of the tower is obviously reduced，and the production load is reduced by 20%，and the reason is analyzed.

top pressure；air cooler；tube bundle；fan speed；air volume；power

TM621

A

1003-6490（2016）05-0242-01

2016-05-15

周長旺（1973—），男，內(nèi)蒙古達(dá)拉特人，助理工程師，主要研究方向?yàn)榛ぴO(shè)備改造。