空气冷却器的结构介绍

1、空冷器的基本结构

    空冷器主要包括以下基本部件：管束、风机、构架、百叶窗、风箱和附件等，如图1所示。

  1.1 空冷器的分类

    空冷器按通风方式可以分为鼓风式（强制通风式）和引风式（诱导通风式）。鼓风式的风机放在管束的下面。引风式的风机放在管束的上面。引风 式抽出的风是经过换热的热风，因此所需功率比鼓风式的要大10%。但因空气在管束之间的分布比较均匀，同时抽出来得热风不容易被吸回空冷器，而且因管束表 面有60%倍遮盖，受太阳、雨和冰雹的影响小，所以大多数空冷器都采用引风式。但当空冷器出口温度应限制在100℃以下，以防对风扇叶片、轴承、V型皮带 或其它热空气中的机构部件的可能损害，同时对于入口温度高于180以上的流体，应采用鼓风式结构。

    空冷器还可以按管束布置方式分为：立式、水平式、斜顶式；按冷却方式分为：干式空冷、湿式空冷（包括增湿型、喷雾蒸发型、湿面型）、联合型；按御寒方式：热风内循环式、热风外循环式、蒸汽伴热式等等。本文在此不做更多的叙述。

  1.2 管束

    管束是空冷器的核心部件，空气横向掠过管束以冷却管内的热流体，达到换热目的。管束主要由翅片管、管箱及框架组成。其造价约占空冷器主体的 60%。水平管束是最常用的空冷器布置，通常也最经济。用于冷凝的单管程管束的翅片管应向流体出口方向倾斜，倾斜度最少为1:100.。管束在框架上的横 向位置，至少应在两边各有6mm或一边有12mm的移动量。在管束最低一排的翅片管下面应设置支撑梁，支撑梁间距不应超过1.8m，且与管束侧梁用螺栓固 定或焊接；支撑梁部位的各排翅片管应有支撑件。

    管箱的侧面与翅片管相连，一方面把由入口管输送来的液体均匀分配给翅片管，同时又把从翅片管流出的液体汇集起来，经出口排出冷却器。在管箱设计时应对管束 运行中的热变形问题予以足够的重视，通常将管束两端的管箱分别做成固定式和浮动式两种。依靠浮动管箱沿管轴线方向的自由浮动来消除热应力。

  1.3 风机

    风机在空冷器强化传热过中起着关键的作用，风机性能的优劣是衡量空冷器性能优劣的重要标志。风机由叶片、轮毂、支架、传动机构、风筒及电机等组成，典型的空冷器风机结构如图5所示。

    1-叶片；2-轮毂；3-风圈；4-防护网；5-支架；6-传动装置；7-动力装置

    由于空冷器需要的风量很大，而需要的压头却不是很大，所以空冷器的风机采用低压轴流风机。风机的一般直径为1.5m~9.14m，国内风机的叶片数均为4 片，国外有4片、6片两种。为了控制风机的噪声，风机叶稍速度不得超过60m/s。叶尖速度一般均在50m/s甚至40M/s左右。

    风机回转的最小面积应不小于管束迎风面积的40%。风机对管排中心线的扩散角不大于45°，且风机的轮毂上应设有防止或空气倒流的回流挡盘。风机叶片尖端 与风筒内壁之间的景象见习，不应大于风机直径0.5%和16mm中的较小值，且不小于9mm（直径小于2.4m的风机不小于6mm）。

  1.4 构架

    空冷器的构架应有良好的稳定性，通常由型钢组成，很少采用钢筋混凝土结构。

    构架可以数台连成一组，也可以单独使用一台。独立使用的一台称为闭式，用“A”表示，其余称为开式，用“B”表示。

    构架上连接管束和风机的风筒有方箱式、过渡锥式和斜坡式，如图7所示。方箱式一般用于鼓风式，引风式也有使用，其制造方便，但是材料消耗更多。过渡锥式多 用于引风式，也有用于鼓风式，结构较简单，材料消耗少，空气阻力小，但是制造及安装水平要求较高。斜坡式在引风式中使用较多，也有用于鼓风式，它兼有过渡 锥式材料消耗少，空气阻力小及方箱式制作简单、刚性好的优点。

    风筒应有足够的高度，以免气流压力降过大和速度场不均匀。目前规定以气流扩散角来限制风筒高度的最低值，这个角度不应超过45°，如图8所示。

    构架尺寸应与管束和风机的尺寸相匹配，在选择构架型号时，应注意下述各项：

      A.同样长度的管束可以放在同一构架上，不同长度的管束应分离。

      B.不同宽度的管束放在同一构架上时，可以不占满构架的全部，所余空缺部分，应另用密封件覆盖封闭。

      C.鼓风式构架自称整体，引风式构架多依靠管束构架侧梁构成，不能独立支持。