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冷凝器是制冷系統(tǒng)的機件，它是一種換熱器，能夠?qū)怏w或蒸氣轉變成液體，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，銅之類的金屬導熱性能強，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性能優(yōu)異的散熱片，加大散熱面積，以加速散熱，并通過風機加快空氣對流，把熱量帶走。
一般制冷機的制冷原理是壓縮機把工質(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，再次輸送進壓縮機，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、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，與外界進行熱量交換。
組成
在制冷系統(tǒng)中，蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機和節(jié)流閥是制冷系統(tǒng)中必不可少的四大件，這當中蒸發(fā)器是輸送冷量的設備。制冷劑在其中吸收被冷卻物體的熱量實現(xiàn)制冷。壓縮機是心臟，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備，將蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機功所轉化的熱量一起傳
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)分為高壓側和低壓側兩大部分。實際制冷系統(tǒng)中，除上述四大件之外，常常有一些輔助設備，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，它們是為了提高運行的經(jīng)濟性、可靠性和安全性而設置的。
空調(diào)機根據(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第二定律——根據(jù)熱力學第二定律，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）。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?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房的布置要求。在確定冷凝器型式的前提下，根據(jù)冷凝負荷和冷凝器單位面積的熱負荷來計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、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥(或毛細管、過冷卻控制閥)、四通閥、復式閥、單向閥、電磁閥、壓力開關、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(壓縮機、風機等用)、操作開關、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(除霜、防止結凍等用)。壓縮機曲軸箱加熱器，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、毛細管等。
制冷劑回路控制器：四通閥、單向閥、復式閥、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、除霜時間繼電器、各種溫度開關。
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)風機調(diào)速控制器、室外風機調(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，當與明火接觸或溫度達到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。
CHF2F3
種類
蒸汽冷凝器這種冷凝常應用于多效蒸發(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，蒸汽從側面入口進入，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，蒸汽從側管進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構簡單，傳熱效率高等優(yōu)點，腐蝕性問題也比較容易解決。
鍋爐用冷凝器
節(jié)能減排是國家“十一五”規(guī)劃綱要轉變經(jīng)濟發(fā)展方式的關鍵和保證，是落實科學發(fā)展觀和保證經(jīng)濟又好又快發(fā)展的重要標志，特種設備作為耗能大戶，同時也是環(huán)境污染的重要源頭、加強特種設備節(jié)能減排的任務任重道遠。《國民經(jīng)濟和社會發(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)濟社會發(fā)展的約束性指標。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。高效能特種設備主要是指鍋爐、壓力容器中的換熱設備等。
《鍋爐節(jié)能技術監(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)能燃氣鍋爐熱效率達到88%以上，未達到能效指標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，天燃氣的氫含量最高，氫的質(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平方米天燃氣產(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，同時實現(xiàn)煙氣顯熱釋放和水蒸汽凝結潛熱釋放，而換熱器內(nèi)的水或空氣吸熱而被加熱，實現(xiàn)熱能回收，提高鍋爐熱效率。
鍋爐熱效率提高：1NM3天燃氣燃燒生產(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,總計放熱3450KJ,約是天然氣低位發(fā)熱量的10%,若取80%煙氣進入熱能回收裝置，可以提高熱能利用率8%以上，節(jié)省天燃氣燃料近10%。
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
強氧化劑
引爆因素
a.固體雜質(zhì)微粒的機械撞擊引爆（乙炔微粒等摩擦、液氧沖擊）。
b.靜電，如二氧化碳微粒達到（200～300）×104ppm時，可產(chǎn)生靜電，電壓達3kV。
質(zhì)量控制
氧氣生產(chǎn)區(qū)應常年在上風向，距乙炔發(fā)生站300m以上，遠離有害氣體源，加強原料空氣質(zhì)量控制，一旦污染嚴重，要采取相應措施。
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氫化合物的作用，嚴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，清除碳氫化合物。
這個工作要正常化、制度化、定期進行，若環(huán)境惡化，需隨時采取有效措施，把有害物質(zhì)控制在標準之內(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。武鋼燃氣廠采用全浸操作，經(jīng)多年安全運行，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，對主冷實行單獨加溫，有條件應全面加溫。
運轉2年或更長時間時，應對精餾塔及液氧循環(huán)系統(tǒng)進行清洗脫脂，主冷單元應浸泡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，說明皮帶打滑嚴重，應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，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重，應嚴格管理，最好遠遠埋于地下。
在操作上，對于清除有害雜質(zhì)的環(huán)節(jié)要認真，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。在維護上，監(jiān)測用的儀器、儀表要定期校驗，保證檢測結果的準確性；超周期運行要慎重，要及時停車加熱吹除。在管理上，要嚴格遵守工藝紀律，加強設備管理，杜絕違章作業(yè)，保持設備的完好率，嚴格執(zhí)行“四不放過”。
每年定期、不定期培訓，增強防爆意識，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。嚴重時不得不在殼體外噴淋冷卻水，結垢嚴重時會堵塞管子，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用的加大。即使很薄的一層水垢就要增加設備中結垢部分40%以上的運行費用。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、延長設備的使用壽命，同時節(jié)約生產(chǎn)時間和費用。
長期以來傳統(tǒng)的清洗方式如機械方法（刮、刷）、高壓水、化學清洗(酸洗)等在對設備清洗時出現(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，最終導致更換設備，此外，清洗廢液有毒，需要大量資金進行廢水處理。
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，不但清洗效果良好而且對設備沒有腐蝕，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、點蝕、氧化等其他有害的反應，可大大延長設備的使用壽命。
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，泄漏物進入冷卻水系統(tǒng)會造成污染環(huán)境及物料的浪費。
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，金屬結構的復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。
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