蒸发式冷凝器运行工况分析及改进建议
摘要：本文结合蒸发式冷凝器在运行过程中存在的优缺点进行系统分析，针对设备结垢给出了合理的解释和防治措施，就冬季运行中的结冰问题提出了解决思路，同时对使用风冷、水冷给出合理的运行参数，有助于提高现场管理的合理化和经济性，实现了节能降耗。
关键词：蒸发式冷凝器水冷风冷
1、蒸发式冷凝器简介
苏里格第二天然气处理厂丙烷制冷系统采用的冷凝器是益美高（上海）制冷设备有限公司生产的A TC-642B型蒸发式冷凝器。
它是以水和空气作为冷却介质，利用部分冷却水的蒸发带走气体制冷剂冷凝过程所放出的热量。
由箱体、喷淋水装置、蛇型冷凝盘管、散热片填料、挡水板、集水盘、循环水泵、轴流通风机组成，主要作用给丙烷循环系统冷却降温。
在实际运行过程中蒸发式冷凝器的换热功率还直接控制着丙烷压缩机的排气压力，对丙烷制冷系统的正常运行有着重要的影响。
2、蒸发式冷凝器在应用过程中凸显出来的的优点
1）冷凝效果好
该厂选用的ATC-642B型蒸发式冷凝器采用了Thermal-Pak特有的盘管设计，在盘管内外空气与制冷剂逆向流动，提高了传热效率，特殊的盘管设计减小了通过机组的空气压降，同时，更大的盘管表面积增加了它的传热能力，提高了传热效率，从而能够达到比淋水式和干冷式风机更好的冷凝效果。
2）节水
蒸发式冷凝器充分利用水的汽化潜热，这与风冷式冷凝器和水冷式冷凝器利用显热来吸收制冷剂的热量完全不同，比淋水式冷凝器更能充分利用水的蒸发潜热。
风冷式冷凝器虽然不用水源，但需要消耗更多的冷凝功耗。
3）节能环保
丙烷循环系统采用蒸发式冷凝器，因其具有节水和良好的冷凝效果，并且配以大面积换热器（预冷换热器）的应用，根据小温降产生大温降机理，当循环系统达到热平衡状态后，系统电能耗量大幅减少，综合分析该系统有效的达到了节能降耗的目的。
3、蒸发式冷凝器在应用过程中出现的问题
3.1设备结垢问题
3.2设备结垢严重影响运行效率
蒸发式冷凝器直接采用新鲜水作为蒸发介质，水中含有较多矿物质，此外长期运行中底部水箱受到由进风口带来的赃物污染，水质得不到保证，水在换热管上不断蒸发，杂质逐渐沉淀在换热管表面，使换热管表面结垢，大大降低了换热效果，增加了设备能耗。
因此解决蒸发式冷凝器盘管结垢问题是增加设备运行效率，降低能耗的一项重要措施。
3.3针对结垢的改进措施
1）蒸发式冷凝器是通过一部分循环喷淋水的蒸发来实现冷却的。
随着这部分水的蒸发，含在水中的矿物质及杂质便遗留下来，这些杂质会导致结垢、腐蚀聚集污物等。
所以，在运行中重要的是要排放掉相当于蒸发量的水以防止杂物聚集，否则水中的矿物质含量会不断增高，产生严重的结垢腐蚀。
2）建议将蒸发式冷凝器循环水改为软水，软水（softwater）指的是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。
Ca2+、Mg2+离子是溶液结垢的重要要条件，使用软水减少水中结垢离子含量可以有效抑制结垢速度，保障蒸发式冷凝器的散热效率。
3）高效进风格栅由耐腐蚀的PVC制成，其采用双通道设计，水通过弯曲通道时和被有效分离出，可以有效防止溅水。
阻止了阳光、沙尘和树叶等的进入，从而有效防止水藻滋生，减缓设备结垢。
因此，设备正常运行中应保证进风格栅处于良好的工作状态。
4）定时排污、清垢
设备运行一定时间后需对水槽内污泥进行清除，防止其随着循环水在换热管线上附着，影响散热。
3.4.设备性能优化解决思路探讨
设备调整思路1：
益美高ATC-642B型蒸发式冷凝器采用高强度静态平衡过的轴流通机风叶片（铝合金制成），安装在特质的引凤筒内，根据通风量需要，每个叶片均可进行角度调整。
由于投运后的蒸发式冷凝器运行受天然气处理气量、天然气工况、环境温度、湿度、风速、风向等诸多因素影响，无法和实验室中一样通过有效控制环境参数和理论计算来求的风机叶片角度。
因此，可以通过在设备运转过程中不断调整扇叶角度，提高投运水冷临界点。
通过大量运行数据来获取在最天然气处理负荷下的风机叶片运行角度。
设备调整思路2：
制冷风机采用变频电机驱动，可根据运行参数更换较大功率高转速风机，以提高风机通风量，增强散热效果，当排气压力低于9.8bar时，变频器可有效控制转速，以节能降耗。
4、结论
1）蒸发式冷凝器在苏里格第二天然气处理厂运行状况良好，运行效率较高。
2）需严格执行蒸发式冷凝器运行及设备保养制度，定期为设备清垢，保证设备长期高效运行。
3）将蒸发式冷凝器循环水改为软水，可以有效抑制结垢速度，保障蒸发式冷凝器的散热效率。
4）目前冬季工况下，以-5℃为临界点，可结合生产情况适当选择是否投运水冷。
5）改变风机扇叶角度提高水冷投运临界温度，可有效防止冬季工况下冷凝水结冰，从根本上解决冬季运行存在的这一安全隐患，同时也有助于减轻员工劳动强度。
参考文献
[1]谭向东，向海荣.蒸发式冷凝器[J]. 上海：上海水产大学，2009.
[2]蒸发式冷凝器维修手册.上海：益美高（上海）制冷设备有限公司.
[3]王东屏.蒸发式冷凝器的设计.大连：大连铁道学院学报，1999.。