15 高效复合型蒸发式冷却（凝）器技术
一、技术名称：高效复合型蒸发式冷却（凝）器技术
二、适用范围：石化行业 甲醇、合成氨、尿素等生产过程中工艺气体冷却、冷凝 三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状
冷却（凝）设备是广泛应用于工业领域的重要基础设备，也是工业耗能、耗水较高的设备。据统计，冷却（凝）设备耗能约占工业用能的13%-15%。 四、技术内容
1.技术原理
蒸发式换热是利用水在蒸发时吸收潜热而使工质冷却（凝）的原理，工质在管内冷却（凝结）时放出的热量通过管壁传给管外的水膜，再通过水的蒸发将热量传递给空气。水膜和空气之间不但有热传递而且有质传递，蒸发时产生的水蒸气被空气带走。这种换热器的耗水量较少，空气流量也不大，比较适用于缺水地区。高效复合型冷却（凝）器以蒸发式换热机理为基础，以水和空气为冷却介质，同时运用蒸发式换热和空冷式换热对被冷却介质进行冷却（凝）的高效冷却（凝）设备，是对蒸发式冷却（凝）设备的重大改进和提升。
2.关键技术
高效复合型蒸发式冷却（凝）器技术是将蒸发式换热和空冷式换热优化组合而成的高效冷却（凝）设备，其主要的关键技术如下：
（1）高效复合型蒸发冷却（凝）技术；
（2）多组分介质换热器设计、制造和检验技术； （3）高压复合型换热设备设计、制造和检验技术； （4）高压换热管束柔性化技术； （5）高压换热管束防震动固定技术； （6）换热管内部防结晶等堵塞清理技术。 3.工艺流程
高温被冷却介质首先进入空冷换热部件，利用蒸发换热段产生的水蒸气与空气混合所形成的湿空气对空冷部件内的高温被冷却介质进行冷却，使高温被冷却介质得到预冷降温；降温后的被冷却介质再进入蒸发冷换热部件，循环冷却水通过喷淋在蒸发冷部件的管（板）表面形成连续均匀的薄水膜，管（板）外表面水膜的蒸发
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使得空气穿过管（板）束后湿度增加而接近饱和，饱和湿空气在轴流风机超强风力作用下从设备上部排出，从而在换热部位形成负压区域，加速了管（板）外表面水膜的蒸发，实现强化管（板）外换热；饱和湿空气在排出设备前经过挡水板，夹带的水滴被挡水板收集循环利用。具体结构见图1。
图1 高效复合型冷却（凝）器基本结构图
五、主要技术指标
1．与空冷相比，节电率30～60%； 2．空冷岛运行的满负荷率可达95%以上； 3．与传统水冷相比，节水率40～50%。 六、技术应用情况
该技术于2008年9月通过河南省科技厅组织的科技成果鉴定，2009年3月通过中国石油和化学工业协会组织的科技成果鉴定。2006年首套高效复合型冷却（凝）器投入使用，至今已陆续应用于煤化工、石油化工、电力、冶金等工业领域和制冷行业。
七、典型用户及投资效益
典型用户：中国石化长岭分公司、中国石化扬州分公司、中化弘润石油化工有限公司、四川石达化工有限公司、山东晨曦石化有限公司等
典型案例1
建设规模：60万t/a煤制甲醇项目换热器改造，建设条件操作压力为8.4Mpa(G)，进口温度108℃，出口温度40℃，总质量流量约为336009kg/h，主要成份为甲醇合
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成气体。主要技改内容：以复合蒸发冷却方案取代水冷器方案，主要设备为7台复合蒸发冷却器。节能技改投资额900万元，建设期6个月。每年可节能1188tce，年节能经济效益为232万元，投资回收期约4年。
典型案例2
建设规模：50万t/a气体分馏装置，建设条件操作压力为2.2Mpa(G)，进口温度50℃，出口温度40℃，总流量约为6800kmol/h，主要成份为丙烯气体。主要技改内容：以复合蒸发冷却方案取代空冷器串水冷器方案，主要设备包括9台复合蒸发冷却器等。节能技改投资额630万元，建设期6个月。每年可节能908tce，年节能经济效益165万元，投资回收期约4年。 八、推广前景和节能潜力
冷却（凝）设备广泛应用煤化工、石油化工、冶金、电力、制冷等行业，这些行业对冷却（凝）设备的需求具体主要包括两个方面：一方面是扩大产能、产业整合升级等新增固定资产投资带来的新增设备的需求；另一方面是受国家节能减排等政策推动，实施节能节水改造，进行设备更新的需求。预计到2015年，该技术可在石化、煤化工等行业推广到70%，可形成年节能能力达25万tce。
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