板式换热器工作原理：空气冷却器
板式换热器工作原理：空气冷却器按通风方式可分为：鼓风式、引风式。按管束布置可分为：水平式、立式斜式、斜顶式。 主要应用于炼油厂、石油化工厂、液化天然气石油气、煤液化、煤气管道、火力发电海洋工程、原子能工业及城市垃圾处理。对于遇水易爆、易溶的有毒介质尤为适合。空冷器的主要组成：空冷器的结构类型：
空气冷却器是以环境空气作为冷却介质，横掠翅片管外，使管内高温工艺流体得到冷却或冷凝的设备，目前已基本取代了传统的水冷却器。
优点：节约了用水，减少了水污染，投资及维护成本小。
空气冷却与水冷相比的优点：
水冷却与空冷相比的优点：
主要应用于炼油厂、石油化工厂、液化天然气石油气、煤液化、煤气管道、火力发电海洋工程、原子能工业及城市垃圾处理。对于遇水易爆、易溶的有毒介质尤为适合。
空冷器的主要组成：
空冷器的结构类型：
按管束布置可分为：水平式、立式斜式、斜顶式。
按通风方式可分为：鼓风式、引风式。
按冷却方式可分为：干式、湿式、干湿联合。
1、平顶式空冷器：（形式、分类、特点）；
管束水平放置，多用于冷凝、冷却。
鼓风式：管束位于风机上方 风机由下向上送风。 引风式：管束位于风机的下方 风机由内向外排风。
受气候影响小，热空气不易回流，噪音小3分贝，但结构复杂，维护检修较麻烦，功耗大10%。
2、斜顶式空气冷却器：管束45度斜置于构架顶部。
多用于介质的冷凝。
特点：占地面积小，管阻和膜放热系数比水平式好，但热空气易回流（鼓风式），结构复杂。
3、湿式空气冷却器：管束立置，外侧喷水，引风式。介质入口温度不宜大于80度。
特点：增湿降温，效果显著；腐蚀管束，造价较高。
4、干湿联合式空气冷却器：干湿组合。
特点：占地面积小，投资省，运行费用低。
管束面积须匹配得当。
5、热风循环式空气冷却器：
用于被冷介质在最低设计气温下，易发生凝结或有结晶物析出的情况。
分类：热风内循环式空冷器，热风外循环式空冷器。
特点：利用自身热源，自控水平要求高。
6、其他特殊用途空冷器
自然通风式空冷器：利用空气自然对流进行冷却，能耗和维修费用低，一次投资高。
光管式空冷器：结构与平顶式空冷器相同，但传热管无翅片。
空冷器的基本部件：
管束，风机，百叶窗，构架，喷淋系统。
1、管束：由翅片管、管箱、侧梁、及支持梁组成，是空冷器的传热部件。
（1）翅片管的组成：由翅片和管基组成。
翅片管的种类：绕片管、扎片管、套片管、镶片管、焊片管等。
（2）管箱的作用：将单根的翅片管组合成一个集合体，用来分配和导向流体。每片管束至少有两个管箱
（3）管箱的分类：丝堵式管箱、法兰式管箱、集合管式管箱、分解式管箱。
（4）翅片管与管板的连接方法：强度胀接、强度焊接、胀焊并用。
管箱：
管箱适用范围及特点：
介质进出口温度差大于110℃时，采用分解管箱，用以分解热膨胀造成的管束变形。
翅片管形式：
翅片管适用范围及特点：
2、百叶窗：由窗叶、调节机械、侧梁等组成。用来调节风量大小。
百叶窗的作用：调节风量、保护管束。
百叶窗的结构： 由叶片、调节机构、及框梁组成。
百叶窗的叶片形式：折板顺开式、平板顺开式、翼形对开式。
调节机构的作用：推动百叶窗叶片旋转。
调节机构的种类：手柄式机构、蜗轮式机构、汽缸式机构、自调式机构。
3、风机：由风叶、轮毂、电机、驱动机械、及支持架组成。是空冷器的送风机械。
风机的作用：强制送风。
风机的组成：风叶、轮毂、调节机构、传送机构、电机及机架。
风机的分类：鼓风式、引风式；调角式、调速式；直联传动、齿轮传动、皮带轮传动。
风量的调节：调角方式和调速方式。
传动机构：联组皮带、齿轮机构。
空冷器风机要求压头低、流量大，采用立式安装螺旋桨型轴流风机。
运行方式：
鼓风式——空气先经风机再至管束。
引风式——空气先经管束再至风机。
4、构架：由风箱、风筒、立柱、斜撑、横梁等组成。用以支持各部件的钢结构。
构架的分类：闭式构架和开式构架。
选择原则：空冷器构架应具有较好的稳定性。
风箱型式：
方箱型（F）—风箱为空冷器构架的部件，一般用于鼓风式，耗材较多，但结构简单，外观平整。
过渡锥型（Z）—多用于引风式，也有用于鼓风式，耗材较少，结构简单，空气阻力小，但制造及运输及安装较困难。
斜坡型（P）—多用于引风式，也有用于鼓风式，耗材较少，结构简单，空气阻力小，制做简单，刚性好。
风箱应有足够的高度，其扩散角θ不应超过45°
空冷器的构架载荷：
垂直载荷：设备自重、活动载荷、液体重量
水平载荷（风载荷）：
地震载荷：
动力载荷：风机运转时产生的载荷。
水平方向动力载荷：要了解单台、两台、大于两台如何确定。
垂直方向动力载荷：要了解组成及确定方法。
空冷器冷却效果差的原因及处理：
空冷器冷却效果差有以下几个原因：
翅片管内壁结垢；翅片管堵塞介质不流动；
翅片结垢；翅片管弯曲变形；翅片倒伏；
湿式空冷或联合空冷的翅片管翅片间距过密等；
对于冷却效果差这类故障主要采取将空冷器切除进行吹扫或清洗（化学清洗或物理清洗）、修复损坏的翅片等方法来解决。
空冷器换热管泄漏的原因及处理：
空冷器换热管泄漏的原因：
腐蚀：在石油炼制过程中，对设备产生腐蚀的物质主要有：硫的化合物、无机盐类、环烷酸、氮的化合物
等。这些杂质虽然含量很少，但危害却极大。此外在原油加工过程中加入的溶剂及酸碱化学剂也会形成腐蚀介质，加速设备的腐蚀。对于空冷器来说最典型的腐蚀类型就是常减压装置初、常顶冷凝冷却系统及加氢装置分馏塔顶系统的低温(t<120℃)HCl-H2S-H2O形腐蚀。
空冷器管束腐蚀（翅片管均匀腐蚀除外）可能发生的部位有：翅片管介质入口处、翅片管向下弯曲变形部位的内壁、湿式空冷器翅片管靠近管箱部位无翅片的外壁、带衬管的翅片管在衬管末端的内壁、有可能产生介质涡流的部位等。干式空冷、联合空冷的管束内壁；湿式空冷翅片管外无翅片部位等。
管束材质缺陷、选择不当：
随着原油性质的不断劣化，近年来原油中的硫含量越来越高，从而也导致了设备的腐蚀不断加剧，因此设备的选材也变得越来越重要，材质选择不当将会导致设备的使用寿命大大降低。管束使用时间较长。
管束泄漏的处理方法：
1.换热管堵漏：
空冷器管束经过一段时间的运行后，由于腐蚀等原因造成穿漏，可以采用化学粘补、打卡注胶和堵管等修理方法处理。当换热管泄漏量小时，可在不停车的情况下将管外的翅片除去，然后再进行化学粘补包扎或打卡注胶堵漏；如果不能用上述方法消漏，则应将管束停车吹扫干净，拆开管箱上的丝堵，在换热管两端用角度3°～5°的金属圆台体堵塞，以达到消漏。
2.换管：
当空冷器管束非均匀腐蚀或制造缺陷而泄漏时，可采用换管消漏。首先将要更换的管子拆下，清洗管箱管孔。更换新管时，将管子中间稍拉弯曲，即可从两端管板孔穿入，穿入后进行胀接或焊接。
风机系统故障原因及处理方法：
空冷器管束的维护注意事项：
1.检查管束各密封面不得有泄漏现象.如有泄漏时 丝堵式管箱可将丝堵适当拧紧 仍无效果时 应停机更换垫圈或换丝堵（凡需更换垫片或螺接紧固件时 应先停机并将介质防空 然后进行）。
2.翅片管端泄漏时 允许将管子重胀。重胀次数不得超过2次 并注意不要过胀.无法用胀接修复时应更换翅片管.作为临时措施 也允许用金属塞堵塞。
3.如需到管束表面上检查时 应在翅片管上垫以木板或橡胶板 以免损坏翅片。
4.铝翅片如被碰倒时 应用专用工具（扁口钳）扶直。
空冷器选型要点：
1.管排数
管排数对投资费用及操作费用影响较大。管排数少，传热效果好，所需换热面积略小，但占地面积大，空气温升低，风量就要大，单位换热面积造价高。如果管内介质传热系数小，则管排数应适当增加。
管排数过多，对数平均温差降低，传热面积就要增大，同时风机功率也要上升。因此设计时应合理选择。
空气温升应不小于20℃。否则应增加管排数。
空气的出口温度不能过高，过高则表示空气流量太少，对数平均温差太低，所需换热面积太大，需减少管排数，增加管子长度或增加管束宽度或台数。
初选时，按下两表选择：
管排数选用表1：
管排数选用表2：
2 迎风面的空气速度
空气在标准状态下，通过迎风面的速度称为标准迎风面速度。在设计中用迎风面风速作为基本参数，比通过管间的实际风速要方便。
准迎风面速度按下表进行判断：
3 高低翅片的选择
高低翅片的选择是根据管内传热系数的高低来选择的。翅片面积越大，折合到光管的空气膜传热系数也越高。因此，当较高时，采用高翅片对提高总传热系数的效果也越显著。高低翅片的选择按下表：
4 管程数的选用
冷却介质时，在满足阻力降的条件下，应尽量提高介质流速。一般液体流速在0.5～1.5 m/s之间，气体质量流速在5～10kg/m2s之间，为使流体处于湍流流动状态，应选择两管程以上以提高管内流速。
冷凝介质时，如果对数平均温差的校正系数(Ft)大于0.8，可采用一管程，否则（如含有不凝气时）应考虑采用两管程或多管程以提高管内流速。当工艺要求管内阻力非常小或介质在负压情况下，可采取加大基管直径的方法来降低阻力降。
5 空气入口温度
应选择当地最热月不保证5天的日平均温度为空气入口温度。（在这种条件下，实际的换热面积应比所需换热面积大25～30％）。
6 空气流量
选择空气流量时应按标准的，在按风机性能曲线当地的夏季最热月的大气压力和空气入口温度校正选择。计算时应考虑迎风面风速和空气侧风机的风压和电机功率。空气侧的阻力降应满足风机性能曲线的要求。
7 风机性能参数的选用和计算
根据空冷器总体设计和传热计算，以及由此而选定的管束型号和规格，即可给定风机的需用风量(Nm3/h)和风压(mmH2O)，在选定择风机型号、规格和台数，按上述需用风量及风压，选用风机工况点的各项运行参数——转速、叶片角度效率及轴功率，进而计算出电机的额定功率。
风机的全风压H——空气通过空冷器时的总静压与风机出口动压降之和。mmH2O
H=△P’st △PD mmH2O
管束的静压降△Pst—空气通过管束的压力降。mmH2O按下图查找、计算：
风机的总静压△P’st—除空气通过管束的压力降外，尚应考虑吸入、排出时气流收缩、扩大、以及空气在空冷器风箱内转折和结构局部阻力的影响。mmH2O
△P’st=1.1~1.2△Pst
风机动压△PD——风机出口的压力降。mmH2O
风机性能曲线——表示某种叶片（型）的风机在标准状态下的某一转速的风量与风压，风量、叶片角度及功率关系的曲线。
计算值的修正——由于风机转速不同，各地海拔高度不同，气温不同，空气的比重、气压等参数需按下列公式修正。
*注：美国的标准状态温度和我国差1℃为21℃
其中：ρ、P、V、H、N分别为空气的比重、大气压力、风量、全风压、轴功率（符号“0”表示标准状态，“`”表示修正后的参数）。
注：标准状态的空气为海拔0米，大气压力760mmHg柱，空气密度1.2kg/m3 空气温度21℃，空气比热为0.24kcal/kg℃
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