不锈钢波纹管液氨蒸发外冷器表现出以下几个方面的优势：
1)传热效率高:波纹管外冷器传热效率约为直管的1.8倍(从AI投量数据、外冷器母液进出口的温差及产量对比计算出)。2台波纹管作业,AI投量可达200 m3/h(冷析温度相同,均为10℃),1台波纹管与1台直管作业,AI投量仅140 m3/h(冷析温度相同,均为10℃)。直管外冷器温度过饱和度为0.4~0.5℃,波纹管外 冷器温度过饱和度为0.8 ~1.0℃。
2)光滑不堵塞:波纹管外冷器列管不堵塞,轮换后,用AI清洗泵4 h可以清洗彻底,不用人工冲洗,很少打开人孔检查。
3)提高生产能力:由于波纹管外冷器传热性能好、进、出外冷器温度过饱和度提高近1倍,且不堵塞外冷器。在基本不改变冷析结晶器表观流速,不破坏冷 结晶床层情况下,冷析产量大幅度提高,为结晶工序挖潜、增产创造了条件。因此可以说,联碱结晶工序冷析生产能力核心是液氨蒸发外冷器,如全部采用波纹 管外冷器,在冷析结晶器设计不变前提下,生产能力基本提高1倍。
4)节电明显:由于采用传热性能高的波纹管外冷器,在稍微增大冷析轴流泵功率的前提下,不仅能实现较好的传质效果,而且节电更为明显。这一点可以通 过石家庄双联化工有限责任公司不锈钢波纹管与直管外冷器对比中得到进一步证实:φ2 000直管外冷器轴流泵电流平均为112 A,φ2 000波纹管外冷器电流 为123 A,电耗增加约9.8 %,而产量基本提高1倍,因此采用波纹管换热器可大幅度降低制铵工序冷析轴流泵电耗。按一套20万t/a结晶能力进行核算,采用波纹 管不锈钢外冷器可节电约100 kW/h,年节电约80万kW·h,可节约电费约24万元。
5)节约投资:联碱行业外冷器设计受筒体直径与长度限制,不能做得尽可能大。如进行单套结晶器能力放大,首先要保证母液通过外冷器每次循环产生的温度过饱和度,这就要求外冷器有足够换热面积。以1套20万t/a结晶系统为例(配4台外冷器),如选用直管外冷器,采用φ2400×6 500筒体进行管子紧密布置,也只能排下1 415 m2换热面积(φ2 400×6 500外冷器目前应为联碱*大外冷器),如要将换热面积排到1600 m2,一种方法是加大外冷器直径,这将造成制造难 度增加,或因管板焊接变形而难以保证制造质量等问题;另一种方法是增加换热管长度,这样冷析轴流泵的扬程必须相应增加,增加了动力消耗,而且我国联碱行业单套大型的制铵系统很少,大厂也只是多套结晶器的组合,单套结晶器能力超过20万t/a的在联碱行业还很少,这主要与冷析结晶器配套的外冷器能力未能成 功放大有直接关系。波纹管液氨蒸发外冷器的使用,可以使联碱行业制铵工序单套能力超过20万t/a,甚至可以实现30~50万t/a,这不仅对降低联碱技改扩建投 资具有现实意义,而且也对我国制铵工序单套能力实现大型化具有指导意义。
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