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冷凝器是制冷系統(tǒng)的機(jī)件，它是一種換熱器，能夠?qū)怏w或蒸氣轉(zhuǎn)變成液體，并將管子中的熱量以很快的方式傳遞到附近的空氣中。在發(fā)電廠和冷凍廠中，冷凝器被廣泛使用來冷凝渦輪機(jī)排出的蒸氣和氨、氟等氣體。冷凝器的工作過程是一個放熱的過程，因此它的溫度較高。冷凝器
制冷系統(tǒng)的機(jī)件
原理
氣體通過一根長長的管子（通常盤成螺線管），讓熱量散失到四周的空氣中，銅之類的金屬導(dǎo)熱性能強(qiáng)，常用于輸送蒸氣。為提高冷凝器的效率經(jīng)常在管道上附加熱傳導(dǎo)性能優(yōu)異的散熱片，加大散熱面積，以加速散熱，并通過風(fēng)機(jī)加快空氣對流，把熱量帶走。
一般制冷機(jī)的制冷原理是壓縮機(jī)把工質(zhì)由低溫低壓氣體壓縮成高溫高壓氣體，再經(jīng)過冷凝器冷凝成中溫高壓的液體，經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后，則成為低溫低壓的液體。低溫低壓的液態(tài)工質(zhì)送入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中吸熱蒸發(fā)而成為低溫低壓的蒸汽，再次輸送進(jìn)壓縮機(jī)，從而完成制冷循環(huán)。
單級蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)，是由制冷壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器四個基本部件組成，它們之間用管道依次連接，形成一個密閉的系統(tǒng)，制冷劑在系統(tǒng)中不斷地循環(huán)流動，發(fā)生狀態(tài)變化，與外界進(jìn)行熱量交換。
組成
在制冷系統(tǒng)中，蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)和節(jié)流閥是制冷系統(tǒng)中必不可少的四大件，這當(dāng)中蒸發(fā)器是輸送冷量的設(shè)備。制冷劑在其中吸收被冷卻物體的熱量實(shí)現(xiàn)制冷。壓縮機(jī)是心臟，起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用。冷凝器是放出熱量的設(shè)備，將蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)功所轉(zhuǎn)化的熱量一起傳
遞給冷卻介質(zhì)帶走。節(jié)流閥對制冷劑起節(jié)流降壓作用，同時控制和調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器中制冷劑液體的量，并將系統(tǒng)分為高壓側(cè)和低壓側(cè)兩大部分。實(shí)際制冷系統(tǒng)中，除上述四大件之外，常常有一些輔助設(shè)備，如電磁閥、分配器、干燥器、集熱器、易熔塞、壓力控制器等部件組成，它們是為了提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和安全性而設(shè)置的。
空調(diào)機(jī)根據(jù)冷凝形式可分為：水冷式和空冷式兩種，根據(jù)使用目的可
分為單冷式和制冷制暖式兩種，不論是哪一種型式的構(gòu)成，都是由以下的主要部件組合而成的。
冷凝器的必要性基于熱力學(xué)第二定律——根據(jù)熱力學(xué)第二定律，封閉系統(tǒng)內(nèi)部熱能自發(fā)的流動方向是單向的，即只能從高熱流向低熱，在微觀世界表現(xiàn)為承載熱能的微觀粒子只能由有序變成無序。所以，一個熱機(jī)在有能量輸入做功的同時，下游也必須有能量放出，這樣上下游才會有熱能差距，熱能的流動才會成為可能，循環(huán)才會繼續(xù)下去。
所以，如果想讓承載物重新做功，就必須先把沒有完全釋放的熱能釋放干凈，這時候就需要用到冷凝器。如果周圍的熱能比冷凝器中的溫度還要高的話，為了使得冷凝器降溫，就必須人為做功（一般來說是使用壓縮機(jī)）。冷凝后的流體重新回歸高有序、低熱能的狀態(tài)，可以重新做功。
冷凝器的選擇包括形式和型號的選擇，并確定流經(jīng)冷凝器的冷卻水或空氣的流量和阻力。冷凝器型式的選擇要考慮當(dāng)?shù)氐乃础⑺疁亍夂驐l件，以及制冷系統(tǒng)總制冷量的大小和制冷機(jī)房的布置要求。在確定冷凝器型式的前提下，根據(jù)冷凝負(fù)荷和冷凝器單位面積的熱負(fù)荷來計(jì)算冷凝器的傳熱面積，以此來選定具體的冷凝器的型號。
系統(tǒng)組成
制冷
主要部件有壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥(或毛細(xì)管、過冷卻控制閥)、四通閥、復(fù)式閥、單向閥、電磁閥、壓力開關(guān)、熔塞、輸出壓力調(diào)節(jié)閥、壓力控制器、貯液罐、熱交換器、集熱器、過濾器、干燥器、自動開閉器、截止閥、注液塞以及其它部件組成。
電氣
主要部件有電機(jī)(壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)等用)、操作開關(guān)、電磁接觸器、連鎖繼電器、過電流繼電器、熱動過電流繼電器、溫度調(diào)節(jié)器、濕度調(diào)節(jié)器、溫度開關(guān)(除霜、防止結(jié)凍等用)。壓縮機(jī)曲軸箱加熱器，斷水繼電器，電腦板及其它部件組成。
控制
由多個控制器件組成，它們是：
制冷劑控制器：膨脹閥、毛細(xì)管等。
制冷劑回路控制器：四通閥、單向閥、復(fù)式閥、電磁閥。
制冷劑壓力控制器：壓力開閉器、輸出壓力調(diào)節(jié)閥、壓力控制器。
溫度位式調(diào)節(jié)器、溫度比例調(diào)節(jié)器。濕度調(diào)節(jié)器：濕度位式調(diào)節(jié)器。
除霜控制器：除霜溫度開關(guān)、除霜時間繼電器、各種溫度開關(guān)。
冷卻水控制：斷水繼電器、水量調(diào)節(jié)閥、水泵等。
報警控制：超溫報警、超濕報警、欠壓報警及火警報警、煙霧報警等。
其它控制：室內(nèi)風(fēng)機(jī)調(diào)速控制器、室外風(fēng)機(jī)調(diào)速控制器等。
制冷劑
CF2Cl2
氟里昂12(CF2Cl2)代號R12 氟里昂12是一種無色、無臭、透明、幾乎無毒性的制冷劑，但空氣中含量超過80%時會引起人的窒息。氟里昂12不會燃燒也不會爆炸，當(dāng)與明火接觸或溫度達(dá)到400℃以上時，能分解出對人體有害的氟化氫、氯化氫和光氣(CoCl2)。 R12是應(yīng)用較廣泛的中溫制冷劑，適用于中小型制冷系統(tǒng)，如電冰箱、冰柜等。R12能溶解多種有機(jī)物，所以不能使用一般的橡皮墊片(圈)，通常使用氯丁二烯人造橡膠或丁睛橡膠片或密封圈。
CHF2Cl
氟里昂22(CHF2Cl)代號R22 R22不燃燒也不爆炸，其毒性比R12稍大，水的溶解度雖比R12大，但仍可能使制冷系統(tǒng)發(fā)生“冰塞”現(xiàn)象。R22能部分地與潤滑油互相溶解，其溶解度隨著潤滑油的種類及溫度而改變，故采用R22的制冷系統(tǒng)必須有回油措施。
R22在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下的對應(yīng)蒸發(fā)溫度為-40.8℃，常溫下冷凝壓力不超過15.68×105 Pa，單位容積制冷量與比R12大60%以上。在空調(diào)設(shè)備中，大都選用R22制冷劑
CHF2F3
種類
蒸汽冷凝器這種冷凝常應(yīng)用于多效蒸發(fā)器末效二次蒸汽的冷凝，保證末效蒸發(fā)器的真空度。例（1）噴淋式冷凝器，冷水從上部噴嘴噴入，蒸汽從側(cè)面入口進(jìn)入，蒸汽與冷水充分接觸后被冷凝為水，同時沿管下流，部分不凝汽體也可能被帶出。例（2）充填式冷凝器，蒸汽從側(cè)管進(jìn)入后一上面噴下的冷水相接觸冷凝器里面裝了滿了瓷環(huán)填料，填料被水淋濕后，增大了冷水與蒸汽的接觸面積，蒸汽冷凝成水后沿下部管路流出，不凝氣體同上部管路被真空泵抽出，以保證冷凝器內(nèi)一定的真空度。例（3）淋水板或篩板冷凝器，目的是增大冷水與蒸汽的接觸面積。混合式冷凝器具有結(jié)構(gòu)簡單，傳熱效率高等優(yōu)點(diǎn)，腐蝕性問題也比較容易解決。
鍋爐用冷凝器
鍋爐用冷凝器，又稱煙氣冷凝器，鍋爐使用煙氣冷凝器后，可有效節(jié)約生產(chǎn)成本，降低鍋爐的排煙溫度，提高鍋爐熱效率。使鍋爐運(yùn)行符合國家節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)。
節(jié)能減排是國家“十一五”規(guī)劃綱要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的關(guān)鍵和保證，是落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀和保證經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展的重要標(biāo)志，特種設(shè)備作為耗能大戶，同時也是環(huán)境污染的重要源頭、加強(qiáng)特種設(shè)備節(jié)能減排的任務(wù)任重道遠(yuǎn)。《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》確立了單位國內(nèi)生產(chǎn)總能源消耗降低20%左右，主要污染物排放總量減少10%為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的約束性指標(biāo)。其是有著工業(yè)生產(chǎn)“心臟”之稱的鍋爐是我國能源消耗的大戶。高效能特種設(shè)備主要是指鍋爐、壓力容器中的換熱設(shè)備等。
《鍋爐節(jié)能技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)程》（以下簡稱《規(guī)程》）于2010年12月1日開始施行。并提出鍋爐排煙溫度不得高于170℃、節(jié)能燃?xì)忮仩t熱效率達(dá)到88%以上，未達(dá)到能效指標(biāo)的鍋爐不能辦理使用登記。
在傳統(tǒng)鍋爐中，燃料在鍋爐燃燒后，排煙溫度相對較高，煙氣中的水蒸汽仍處于氣態(tài)，會帶走大量的熱量。在各類化石燃料中，天燃?xì)獾臍浜孔罡撸瑲涞馁|(zhì)量百分比約為20%到25%,因此，排煙中含有大量的水蒸汽，據(jù)測算，燃燒1平方米天燃?xì)猱a(chǎn)生的蒸汽要帶走的熱量紙為4000KJ,約為其高位發(fā)熱量的10%以上。
煙氣冷凝余熱回收裝置，利用溫度較低的水或空氣冷卻煙氣，實(shí)現(xiàn)煙氣溫度降低，靠近換熱面區(qū)域，煙氣中水蒸汽冷凝，同時實(shí)現(xiàn)煙氣顯熱釋放和水蒸汽凝結(jié)潛熱釋放，而換熱器內(nèi)的水或空氣吸熱而被加熱，實(shí)現(xiàn)熱能回收，提高鍋爐熱效率。
鍋爐熱效率提高：1NM3天燃?xì)馊紵a(chǎn)理論煙氣量約為10.3NM3(大約為12.5KG).以過量空氣系數(shù)1.3為例，產(chǎn)生煙氣14NM3(大約16.6KG).取煙氣溫度200攝氏度降低至70攝氏度，放出物理顯熱約1600KJ，水蒸汽冷凝率取50%,放出汽化潛熱約1850KJ,總計(jì)放熱3450KJ,約是天然氣低位發(fā)熱量的10%,若取80%煙氣進(jìn)入熱能回收裝置，可以提高熱能利用率8%以上，節(jié)省天燃?xì)馊剂辖?0%。
分體布置，安裝形式多樣，靈活可靠。
危險因素
可燃組分
堵塞組分
主要是二氧化碳、水分和氧化亞氮，尤其是氧化亞氮，日漸引起關(guān)注，他們結(jié)晶析出后，堵塞主冷通道，會引起主冷“干蒸發(fā)”和“死端沸騰”，造成碳?xì)浠衔?/a>濃縮、積聚、析出，引發(fā)主冷爆炸。
強(qiáng)氧化劑
引爆因素
a.固體雜質(zhì)微粒的機(jī)械撞擊引爆（乙炔微粒等摩擦、液氧沖擊）。
b.靜電，如二氧化碳微粒達(dá)到（200～300）×104ppm時，可產(chǎn)生靜電，電壓達(dá)3kV。
質(zhì)量控制
氧氣生產(chǎn)區(qū)應(yīng)常年在上風(fēng)向，距乙炔發(fā)生站300m以上，遠(yuǎn)離有害氣體源，加強(qiáng)原料空氣質(zhì)量控制，一旦污染嚴(yán)重，要采取相應(yīng)措施。
積聚主要因素如下：
a.充分發(fā)揮液空液氧吸附器清除乙炔等碳?xì)浠衔锏淖饔茫瑖?yán)格按期倒換吸附器和控制加熱再生溫度，提高吸附效率。
b.從主冷中排放1%的產(chǎn)品液氧，清除碳?xì)浠衔铩?/span>
這個工作要正常化、制度化、定期進(jìn)行，若環(huán)境惡化，需隨時采取有效措施，把有害物質(zhì)控制在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，乙炔在0.5、甲烷120、總碳155、二氧化碳4、氧化亞氮100（數(shù)量級10-6）。
液面高、循環(huán)倍比大，二氧化碳及烴類化合物不易積累濃縮。武鋼燃?xì)鈴S采用全浸操作，經(jīng)多年安全運(yùn)行，全部工藝參數(shù)同未浸前一樣，并且仍有足夠的分離空間，換熱面積也滿足要求，取出的氧氣也沒有氣液夾帶現(xiàn)象，所以主冷全浸操作是有利無害的。
臨時停車再啟動，不可避免地存在一定時間的低液面操作，此階段易發(fā)生烴類的局部濃縮，同時重新啟動時，板式換熱器在一段時間內(nèi)工況不正常，自清除效果不好，造成二氧化碳堵塞，再加上氣流沖擊，就有可能在主冷發(fā)生微爆，所以應(yīng)最大限度的減少臨時停車的次數(shù)，或避免全排液，對主冷實(shí)行單獨(dú)加溫，有條件應(yīng)全面加溫。
運(yùn)轉(zhuǎn)2年或更長時間時，應(yīng)對精餾塔及液氧循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行清洗脫脂，主冷單元應(yīng)浸泡8h，清洗后用足夠壓力的空氣徹底吹除，而后充分加溫干燥。
1．經(jīng)常檢查壓縮機(jī)皮帶是否良好，如果啟動空調(diào)時有“吱吱”的噪聲，說明皮帶打滑嚴(yán)重，應(yīng)及時更換皮帶和皮帶輪；如果皮帶過松則會影響空調(diào)制冷。
3．每年都應(yīng)該更換一次空調(diào)的濾網(wǎng)，濾網(wǎng)上經(jīng)常沾著各種灰塵雜質(zhì)，不光會影響出風(fēng)，而且可能制造異味。
電石渣中剩余乙炔對空氣污染很大，特別是下雨天更為嚴(yán)重，應(yīng)嚴(yán)格管理，最好遠(yuǎn)遠(yuǎn)埋于地下。
在操作上，對于清除有害雜質(zhì)的環(huán)節(jié)要認(rèn)真，如板式換熱器的溫度控制、主冷穩(wěn)定控制、有害物質(zhì)監(jiān)測等。在維護(hù)上，監(jiān)測用的儀器、儀表要定期校驗(yàn)，保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性；超周期運(yùn)行要慎重，要及時停車加熱吹除。在管理上，要嚴(yán)格遵守工藝紀(jì)律，加強(qiáng)設(shè)備管理，杜絕違章作業(yè)，保持設(shè)備的完好率，嚴(yán)格執(zhí)行“四不放過”。
每年定期、不定期培訓(xùn)，增強(qiáng)防爆意識，提高操作技能。
因冷卻水大多數(shù)含有鈣、鎂離子和酸式碳酸鹽。當(dāng)冷卻水流經(jīng)金屬表面時，有碳酸鹽的生成。另外，溶解在冷卻水中的氧還會造成金屬腐蝕，形成鐵銹。由于銹垢的產(chǎn)生，冷凝器換熱效果下降。嚴(yán)重時不得不在殼體外噴淋冷卻水，結(jié)垢嚴(yán)重時會堵塞管子，使換熱效果失去作用。研究的數(shù)據(jù)顯示水垢沉積物對熱傳輸?shù)膿p失影響巨大，隨著沉積物的增加會造成能源費(fèi)用的加大。即使很薄的一層水垢就要增加設(shè)備中結(jié)垢部分40%以上的運(yùn)行費(fèi)用。保持冷卻通道中不含礦物沉積物可以很好的提高功效、節(jié)約能源、延長設(shè)備的使用壽命，同時節(jié)約生產(chǎn)時間和費(fèi)用。
長期以來傳統(tǒng)的清洗方式如機(jī)械方法（刮、刷）、高壓水、化學(xué)清洗(酸洗)等在對設(shè)備清洗時出現(xiàn)很多問題：不能徹底清除水垢等沉積物，酸液對設(shè)備造成腐蝕形成漏洞，殘留的酸對材質(zhì)產(chǎn)生二次腐蝕或垢下腐蝕，最終導(dǎo)致更換設(shè)備，此外，清洗廢液有毒，需要大量資金進(jìn)行廢水處理。
針對上述情況，國內(nèi)外努力研制對金屬腐蝕性小的清洗劑，而目前研發(fā)成功的有福世泰克清洗劑。其具有高效、環(huán)保、安全、無腐蝕的特點(diǎn)，不但清洗效果良好而且對設(shè)備沒有腐蝕，能夠保證冷凝器的長期使用。福世泰克清洗劑（特有的添加濕潤劑和穿透劑，可以有效清除用水設(shè)備中所產(chǎn)生的最頑固的水垢（碳酸鈣）、銹垢、油垢、粘泥等沉淀物，同時不會對人體造成傷害，不會對鋼鐵、紫銅、鎳、鈦、橡膠、塑料、纖維、玻璃、陶瓷等材質(zhì)產(chǎn)生侵蝕、點(diǎn)蝕、氧化等其他有害的反應(yīng)，可大大延長設(shè)備的使用壽命。
冷凝器的材料一般以碳鋼、不銹鋼和銅為主，其中碳鋼材質(zhì)的管板在作為冷卻器使用時，其管板與列管的焊縫經(jīng)常出現(xiàn)腐蝕泄漏，泄漏物進(jìn)入冷卻水系統(tǒng)會造成污染環(huán)境及物料的浪費(fèi)。
冷凝器在制作時，管板與列管的焊接一般采用手工電弧焊，焊縫形狀存在不同程度的缺陷，如凹陷、氣孔、夾渣等，焊縫應(yīng)力的分布也不均勻。使用時管板部分與工業(yè)冷卻水接觸，而工業(yè)冷卻水中的雜質(zhì)、鹽類、氣體、微生物都會構(gòu)成對管板和焊縫的腐蝕。研究表明，工業(yè)水無論是淡水還是海水，都會有各種
離子和溶解的氧氣，其中氯離子和氧的濃度變化，對金屬的腐蝕形狀起重要作用。另外，金屬結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度也會影響腐蝕形態(tài)。因此，管板與列管焊縫的腐蝕以孔蝕和縫隙腐蝕為主。從外觀看，管板表面會有許多腐蝕產(chǎn)物和積沉物，分布著大小不等泡。以海水為介質(zhì)時，還會產(chǎn)生電偶腐蝕。雙金屬腐蝕也是管板腐蝕的一種常見現(xiàn)象。
針對冷凝器防腐問題，西方國家多采用高分子復(fù)合材料的方法進(jìn)行保護(hù)，其中應(yīng)用最多的是技術(shù)產(chǎn)品。其具有優(yōu)異的粘著性能及抗溫、抗化學(xué)腐蝕性能，在封閉的環(huán)境里可以安全使用而不會收縮，特別是良好的隔離雙金屬腐蝕和耐沖刷性能，從根本上杜絕了修復(fù)部位的腐蝕滲漏，為冷凝器提供一個長久的保護(hù)涂層。
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作者
