2013年高效复合冷替代传统冷却（凝）设备是大势所趋

       一、冷却（凝）设备分类概况

       换热设备的投资在整个工艺系统中占有较大份额，据统计，在一般石油化工企业中，换热设备的投资占总投资的30%~40%，在炼油厂中更是高达40%-50%。冷却（凝）设备是广泛应用于工业领域的重要基础设备，是换热设备的一种，也是工业耗能、耗水较高的设备。据统计，冷却（凝）设备耗能占工业用能的13%～15%。冷却（凝）设备是对被冷却介质进行冷却（凝）的换热设备，常用的冷却介质为水和空气。按照冷却（凝）介质和换热机理不同，可以分为空冷式、水冷式和蒸发式（含复合冷）；按照传热面形状和结构可以分为管式、板式和其他结构。

       2009年冷却（凝）设备市场规模约为375亿元，其中水冷设备市场规模约285亿元，占整个冷却(凝)设备市场的76%；空冷技术市场规模约为54亿元，占整个冷却(凝)设备市场的14%；蒸发冷市场规模约为35亿元，占整个冷却(凝)设备市场的9%：其中复合型冷却(凝)设备市场规模约1.4亿元，占蒸发冷设备市场份额的4%。

传统冷却（凝）设备产品结构

       二、国家节能环保政策加快推动高效复合冷设备需求

       在资源节约的基本国策背景下，国家对于节约用水、节能降耗、清洁生产方面的政策和措施将不断深入和强化，这些政策和措施将加速高效、节水、节能、综合效果优良的冷却（凝）设备的推广应用。

       冷却（凝）设备是广泛应用于流程工业的重要基础设备，也是工业耗能、耗水大户。据统计，冷却（凝）设备耗能量占工业用能的13%-15%。我国工业冷却用水量占工业用水总量的80%左右，取水量占工业取水总量的30%~40%。因此，冷却（凝）设备的水耗、能耗水平直接关系到我国各工业领域节水、节能目标的实现。

       高效复合型冷却（凝）器可广泛应用于各工业领域，与传统冷却（凝）设备比较，其节水、节能、环境适应力强、行业适用范围广等综合效能优势在理论上和实践中已得到充分证实，其推广应用有利于各工业领域的节水、节能和工艺系统的持续、平稳、高效运行。

鼓励节约用水、节能降耗部分政策

资料来源：中企顾问网整理

       三、蒸发冷与水冷、空冷式比较，节能环保综合优势明显

       1、传统水冷、空冷节能效果差，未来应用空间将受限

       水冷却器适用于水资源丰富的地区，在现今很多工业领域中，仍然是使用最广泛的一种冷却方式。水冷设备主要缺陷为耗水量大，在国家“节约用水、节能降耗”政策背景下，传统水冷设备未来应用空间受限，正逐步被其它冷却设备替代。

       与水冷设备比较，空冷器的优势在于不用水，在特别缺水地区或者供水困难场合其作用不可替代。空冷器从2004年开始大规模应用于北方燃煤电厂。在我国北方干旱地区，新增的大型燃煤机组目前绝大部分采用空冷机组。

       近年来国家发改委推广节水的空冷器取得一定的进展，与水冷相比，空冷节水65%以上。但由于空气的热比容低的先天缺陷，导致自身换热效果差、受环境温度影响大等，真正达到社会所期望的综合节能、环保目标，还存在以下待解决完善的问题：

       1）汽轮机背压高，循环效率低；

       2）节水不节能，空气传热效果差，以煤等能源的消耗为代价降低水耗。由于风机数量多、功率大，耗电量一般占到电厂负荷的3%左右；

       3）夏季气温超过30℃时（正值用电高峰期），机组很难达到满发，发电量一般为额定值的60%-85%，使得想以高耗能换满发的愿望都难以实现。

       4）占地面积大，造价和运营成本高。一次投资成本高，较水冷、蒸发冷等要高1-2倍，如果要保持相同的背压，相同的效率，可能增加再高的成本也较难实现。

       2、蒸发冷节能节水环保效果明显，已得到普遍认同并在各工业领域推广

       蒸发式冷却（凝）设备是指以水为冷却介质，以空气为载体，通过水的蒸发带走热量，对被冷却介质进行冷却（凝）的设备。蒸发冷的换热机理为通过水的汽化潜热带走被冷却介质冷却（凝）过程中释放的热量，只需保证能够均匀覆盖换热部件的水量，其循环水量可大幅降低，仅为水冷设备的10%~30%，蒸发冷的耗水量约为水冷设备（含冷却塔）的50%~80%。除了水耗大幅度下降外，蒸发冷还具有换热效果好、节能、节地和环保等优势。换热效果方面，蒸发冷的冷凝温度比空冷式低8~14℃，比水冷设备低3~6℃。节地方面占地面积约为水冷设备的30%~60%，空冷器由于传热效率低，要实现同样的换热量，其体积和质量都大大高于蒸发式。环保方面，化工、石油、冶金等工业领域采用水冷设备常常会因为被冷却介质排放存在严重的环境污染。

       我国上世纪80年代引进该技术，随着国家和企业对节能节水的重视蒸发冷设备上世纪90年代后在制冷空调领域应用发展迅速，冷却（凝）效率及节水节能效果也已经得到普遍认同，并开始向各工业领域推广。

空冷、水冷、蒸发冷比较

       目前蒸发冷仍然未能完全取代水冷、空冷设备，主要由于：1、蒸发冷在我国的发展时间相对较短，各工业领域对于其特点和优势存在逐步认识过程；2、蒸发冷设备的传热传质过程相当复杂，我国在设计运用方面还存在不足，加上我国地域辽阔，各地自然环境差异较大，导致蒸发冷的应用过程中存在不同环境换热效率差异大、易结垢（污垢可使设备的效能降低30%~60%）等问题影响了蒸发冷的适用性和推广应用速度。

       四、高效复合冷是对蒸发冷的重大改进和提升，替代传统冷却(凝)器是大趋势

       1、高效复合冷是将蒸发冷和空冷优化组合而成的高效冷却（凝）器

       高效复合型冷却（凝）器（简称高效复合冷），是一种将蒸发潜热换热和空冷换热优化组合而成的高效冷却（凝）器。

       工作原理是利用空冷式换热器与蒸发式换热器的串、并联合理优化组合，将传统空冷凝汽器中的部分管束由空冷换热改为蒸发换热，以空冷换热为主，蒸发换热为保证背压的补充措施。乏汽由分配管进入顺流管束中进行空冷换热，管束中未冷凝的蒸汽沿着凝结水联箱进入逆流管束中再次进行蒸发换热。不凝性气体在逆流管束上部由抽真空系统排出，凝结水汇集于凝结水联箱中，通过管道送入回热系统循环利用。

       运行过程为：1、当环境温度较低空冷部件能满足系统需要时，蒸发部件处于关闭状态；2、当环境温度高到一定程度，空冷不能满足背压需求时，蒸发部件启动，因蒸发换热与环境的干球温度无关，换热效果不受环境干球温度影响，并且换热效率高，可以较好的降低背压，保障系统稳定、高效运行。

  高效复合型冷却（凝）器的基本结构和运行过程

       主要优点包括：

        1、因有70%-80%的空冷器组合，有较好的综合节水效果，比水冷节水70%-90%。（如：采用25%的蒸发式换热器，水用量仅为水冷的10%-25%）；

       2、换热效果和环境干球温度无关，受环境温度影响较小，且真空容积小，因此系统背压稳定可靠，发电效率高；

       3、换热效率高，循环水在设备内自循环蒸发换热，不会对河流等造成热污染；

       4、因蒸发部件的投资成本远低于空冷部件，故组合后一次投资成本降低。且系统简单，耗电量小、运行成本低；

       5、设备采用模块化，系列化设计，安装极为方便，操作费用低，施工周期短；

       6、所有部件采用热浸锌处理，防腐蚀效果良好；

       7、蒸发式换热器换热管为光管，有效的防止了结垢。

高效复合冷设备各项指标全面优于水冷、空冷设备

       2、高效复合冷是对蒸发冷的重大改进和提升

       高效复合是对蒸发冷设备的重大改进和提升，不仅解决了普通蒸发冷设备存在的受不同地域气候条件影响大、季节适应性不强、易结垢等问题；还进一步提升了设备节水、节能、高效的综合性能优势，并有助于各应用领域的清洁生产。

       高效复合冷对冷却（凝）设备制造行业的影响和意义在于，1、这项技术彻底改变了我国煤化工、石油化工等行业多年来一直沿用的高耗能、高耗水的换热工艺，为化工企业实现清洁生产、绿色生产；2、拓展了蒸发冷设备的应用范围，使蒸发冷技术的先进机理在制冷空调以外的煤化工、石油化工、冶金、电力等领域得到更为高效地运用；3、高效复合冷充分吸收了空冷器节水的优点，整个冷却系统较普通蒸发冷更加节水，使得运行成本大幅下降。高效复合冷节水、节能、高效的特点，符合当今中国工业生产节水、节能的发展趋势，拥有广阔的市场前景，为中国蒸发式冷却（凝）设备应用的快速拓展打下了坚实的基础。

       3、模块化结构设计满足冷却设备可靠性、稳定性、可维护性等方面的要求

       高效复合型冷却（凝）器系统由数个便于组装的管束（板束）模块组成，当某一模块出现问题时，只需将模块进行切换，不影响设备的正常运行，满足了石油化工等大型装置在持续运行时间、设备可靠性、稳定性、可维护性等方面的要求，并使设备模块的整体防腐处理得以实现。此外，当装置在生产低谷时可以关闭部分模块，以降低运行费用，再次减少能耗和水耗。