200万吨柴油加氢装置是2011年建成投用的, 为全场解决低凝柴油的提炼问题。在经过了两个冬天的防冻考验后, 空冷系统的防冻工作相对成功, 因为本装置的处理量较大, 空冷的调节余地较大, 但从全厂的空冷系统防冻结果看, 空冷系统的防冻存在较大的缺陷, 特别是在装置的处理量较低的情况下, 空冷系统的防冻将更加空难。
进入冬季运行模式以后车间做了一系列防冻措施: (1) 提高空冷冷后温度的控制指标。 (2) 投用加热盘管。 (3) 适当关小风机的百叶窗。但均未达到根本解决空冷管束偏流冻凝的现象, 特别是气温骤降至-25℃以下后, 部分空冷管束出现冻凝的现象, 于是车间及时响应厂里的要求将部分空冷风机的转向进行了调节, 使得空冷风机运转方式为反响运转。空气的流动方式也由原来的向上鼓风变为现在的向下引风, 调节原因为, 空气经过空冷管束后与空冷管束换热后空气取热后变为热空气, 相对于自然空气 (冷空气) 而言, 热空气的比重较小。所以, 热空气会向上方流动。所以对于整个空冷管束来说, 底部的空冷管束接触的为冷空气, 若风机正转, 则最下面一层管束的下表面始终接触的是与室外环境等温的冷空气, 其上侧管束接触的为经过换热的热空气, 所以底部管束冻凝的可能性较大;若风机反转, 则从最上面一层管束的上表面至最下面一层管束的下表面管束接触的均为热空气, 故风机反转将大大降低空冷管束冻凝的可能性。
(1) 风机正常运转时, 底部吸风, 高速的冷空气经过电机时, 会对电机起到降温的作用, 从而更好地保证电机轴承长周期的运转。风机的转向调节后空气的流动变为由上往下引风, 但是由上不所引得空气为经过换热的热空气, 换热后的热空气温度高达60℃以上, 从而风机的电机始终在受到高温的炙烤, 电机轴承的温度难以得到降低, 轴承的运行工况较为恶劣。这样长周期运行将对轴承产生很大的损伤。
(2) 从轴承的受力情况来看在正常运转时, 电机轴承轴向所受的力朝上, 这样就抵消了一部分设备自重产生的轴向力, 从而减轻了轴承的轴向应力。风机反转后电机轴承轴向所受的力朝下, 加之设备自重产生的轴向力, 电机轴承上、下接触面所受的力将会倍增加。这样的运行工况将会对轴承的长周期运行带来很大的影响。
(3) 综合以上两点, 空冷风机转向调节后将会对风机的运行寿命有影响, 特别是对电机的轴承影响尤为显著。
风机反转前后后的各运行参数见下表。
从表中的数据可看出在风机调节转向后, 风机的电机始终是处于一个高温的劣质工况, 长期反转将会导致电机轴承及电机的内部结构受损, 最终将会出现牺牲设备来防冻的被动局面。而且从空冷的冷后温度来看, 在风机反转以后, 由于吸风口距离风扇的距离较远, 相对来说进风量较小, 空冷的出口温度将会得不到有效地控制, 有可能会出现超温的现象。
通过对空冷系统的换热分析可看出:空冷系统的冷源来源主要就是有风扇侧来的自然风, 在防冻时, 最有利的措施就是限制冷源量或者是将冷源的温度提升。限制冷源的措施有: (1) 调节风机转速; (2) 在风扇护罩 (进风口) 搭设隔离墙或罩住部分风扇护罩。在温度不是较低的情况下, 限制冷源将会起到有利的防冻效果。但在较低温度的情况下, 限制冷源将无法满足防冻要求。于是, 将冷源升温将会成为一种必要的手段。在施工条件允许的情况下, 建议在风机的入风口增设加热盘管, 在冬季温度较低时投用加热盘管, 风机旋转吸风时自然风经过加热盘管加热后变为热风, 在运行时可适当调节蒸汽量来调节进口自然风的温度至所需温度, 从而杜绝空冷管束冻凝。机组的排放蒸汽还可回到减温减压线中, 得到充分的利用。
摘要：运行装置在冬季主要的工作就是防冻, 特别是在装置低负荷运行的情况下空冷的防冻将会成为一个难点和关键点, 如何从根本上解决空冷的防冻问题将会成为一项长期的攻关。
关键词：防冻,管束
[1] 冬季空冷岛防冻措施, 陈亚楠.
[2] 直接空冷的防冻, 何玉洁.
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