[发明专利]铝合金表面蒸发式空冷器

说明书

技术领域

 本技术属于空气冷却+喷淋水冷的组合式冷却设备，主要用于石化、电力、煤化工等大型流体冷却装置，该技术领域首次涉及到铝合金空冷器产品的设计和制造。

 

背景技术

[0002] 表面蒸发式空冷器具有良好的换热性能，其结构的上部为水雾冷却器管束（件2），下部为喷淋水冷却器管束（件5），在两段管束之间设置了一套喷淋装置，使用循环水作为冷却介质进行循环冷却，而循环水对换热管的外表面构成了严重的腐蚀。目前光管部分大多数采用碳钢镀锌材料，这种镀锌管在不进行冷加工和焊接的前提下具有很好的耐水腐蚀性能，但空冷器的镀锌管必须要和管板进行连接，要么焊接，要么胀接，这样就对换热管的镀锌表层进行了破坏。部分企业在镀锌管腐蚀严重的情况下将材质升级为304，甚至316L，但这几种材质都属于奥氏体不锈钢，对于循环水中的氯离子仍然非常敏感，材质的提高并不能提高设备的使用寿命。

发明专利200610125139.4“表面蒸发式空冷器水流在线除垢装置”是一种被动的除垢防腐措施，并没有涉及到如何用先进材料来解决防腐的问题。

实用新型专利201020584125.0和200820193401.3“新型表面蒸发式空冷器”仅涉及到两种不同的内部结构，也没有涉及到如何解决循环水的氧化腐蚀和氯离子的应力腐蚀问题。

发明内容

本发明的目的是开发设计一种全铝合金材料的表面蒸发式空冷器，其热交换材料和冷却水循环系统均用铝合金材料，以解决设备的腐蚀问题。

1、水雾冷却器管束（件2）：

管束的翅片式换热管的基管和翅片管都用铝合金材料。

管箱部分的管板、管箱盖板、接管、法兰、丝堵板、丝堵等可以全部用铝合金材料，也可以全部用碳钢材料。当管箱全部用铝合金材料时，管子与管板的连接形式为焊接，当管箱全部用碳钢材料时，管子与管板的连接形式为强度胀接。

丝堵垫片：用工业纯铝，聚四氟乙烯等材料。

侧梁板、横梁、吊耳：可以全部用铝合金材料，也可以全部用碳钢材料。

2、喷淋冷却器管束（件5）：

管束的换热管为铝合金材料。

管箱部分的管板、管箱盖板、接管、法兰、丝堵板、丝堵等可以全部用铝合金材料，也可以全部用碳钢材料。当管箱全部用铝合金材料时，管子与管板的连接形式为焊接，当管箱全部用碳钢材料时，管子与管板的连接形式为强度胀接。

丝堵垫片：用工业纯铝或聚四氟乙烯等材料。

侧梁板、横梁、吊耳：可以全部用铝合金材料，也可以全部用碳钢材料。

3、喷淋系统（件4）、上水管（件6）、百叶窗和水箱（件7）：主要是循环水的腐蚀，全部用铝合金材料。

 

附图说明

图1为总图，件1为风机，件2为水雾冷却器管束，件3为U型弯管，件4为喷淋系统，件5为喷淋冷却器管束，件6为上水管，件7为百叶窗和水箱，件8为循环水泵。

图2为水雾冷却器管束，件2-1为管箱，2-2为接管，件2-3为法兰，件2-4为翅片管，件2-5为侧梁。

图3为喷淋冷却器管束，件5-1为管箱，5-2为接管，件5-3为法兰，件5-4为光管，件5-5为侧梁。

 

具体实施方式

铝及铝合金极易与空气中的氧结合，生成致密的氧化膜，以阻止腐蚀介质向材料内部深入，所以有良好的耐腐蚀性能。

本发明的技术方向，是选用具有良好性能的铝合金材料，通过焊接的方式将表面蒸发式空冷器所有循环水接触的部件焊接成一个整体，以克服管外循环水的氧化腐蚀和氯离子的应力腐蚀问题，以及管内油气中硫化氢的腐蚀问题。同时，铝合金表面光滑，循环水中的矿物质和微生物不容易在表面形成污垢，所以不会产生氯离子的垢下腐蚀，也就不需要使用如发明专利200610125139.4所述的专用除垢装置了。

具体实施方式如下：

1、水雾冷却器管束：

1.1管箱（件2-1）的选材和制造：

在流体腐蚀比较严重的情况下，管板、管箱盖板、接管、法兰、丝堵板、丝堵等选用抗拉强度高于300MPa，延伸率大于10%的铝合金材料。考虑到丝堵板的强度，丝堵板应提供锻件材料，并不得以完全退火状态交货，应以强化热处理或稳定化热处理的方式交货。采用焊接的方式将全铝合金管箱的管板、丝堵板、侧板、盖板、接管和法兰焊接在一起。

在流体腐蚀不严重的情况下，管板、管箱盖板、接管、法兰、丝堵板、丝堵等也可以用碳钢和低合金材料，此时的铝合金管与管板采用胀接的方式进行连接。