一、冷卻（凝）設(shè)備分類概況

       換熱設(shè)備的投資在整個工藝系統(tǒng)中占有較大份額，據(jù)統(tǒng)計，在一般石油化工企業(yè)中，換熱設(shè)備的投資占總投資的30%~40%，在煉油廠中更是高達(dá)40%-50%。冷卻（凝）設(shè)備是廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)設(shè)備，是換熱設(shè)備的一種，也是工業(yè)耗能、耗水較高的設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計，冷卻（凝）設(shè)備耗能占工業(yè)用能的13%～15%。冷卻（凝）設(shè)備是對被冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻（凝）的換熱設(shè)備，常用的冷卻介質(zhì)為水和空氣。按照冷卻（凝）介質(zhì)和換熱機(jī)理不同，可以分為空冷式、水冷式和蒸發(fā)式（含復(fù)合冷）；按照傳熱面形狀和結(jié)構(gòu)可以分為管式、板式和其他結(jié)構(gòu)。

       2009年冷卻（凝）設(shè)備市場規(guī)模約為375億元，其中水冷設(shè)備市場規(guī)模約285億元，占整個冷卻(凝)設(shè)備市場的76%；空冷技術(shù)市場規(guī)模約為54億元，占整個冷卻(凝)設(shè)備市場的14%；蒸發(fā)冷市場規(guī)模約為35億元，占整個冷卻(凝)設(shè)備市場的9%：其中復(fù)合型冷卻(凝)設(shè)備市場規(guī)模約1.4億元，占蒸發(fā)冷設(shè)備市場份額的4%。

傳統(tǒng)冷卻（凝）設(shè)備產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

       二、國家節(jié)能環(huán)保政策加快推動高效復(fù)合冷設(shè)備需求

       在資源節(jié)約的基本國策背景下，國家對于節(jié)約用水、節(jié)能降耗、清潔生產(chǎn)方面的政策和措施將不斷深入和強(qiáng)化，這些政策和措施將加速高效、節(jié)水、節(jié)能、綜合效果優(yōu)良的冷卻（凝）設(shè)備的推廣應(yīng)用。

       冷卻（凝）設(shè)備是廣泛應(yīng)用于流程工業(yè)的重要基礎(chǔ)設(shè)備，也是工業(yè)耗能、耗水大戶。據(jù)統(tǒng)計，冷卻（凝）設(shè)備耗能量占工業(yè)用能的13%-15%。我國工業(yè)冷卻用水量占工業(yè)用水總量的80%左右，取水量占工業(yè)取水總量的30%~40%。因此，冷卻（凝）設(shè)備的水耗、能耗水平直接關(guān)系到我國各工業(yè)領(lǐng)域節(jié)水、節(jié)能目標(biāo)的實現(xiàn)。

       高效復(fù)合型冷卻（凝）器可廣泛應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域，與傳統(tǒng)冷卻（凝）設(shè)備比較，其節(jié)水、節(jié)能、環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)、行業(yè)適用范圍廣等綜合效能優(yōu)勢在理論上和實踐中已得到充分證實，其推廣應(yīng)用有利于各工業(yè)領(lǐng)域的節(jié)水、節(jié)能和工藝系統(tǒng)的持續(xù)、平穩(wěn)、高效運(yùn)行。

鼓勵節(jié)約用水、節(jié)能降耗部分政策

資料來源：中企顧問網(wǎng)整理

       三、蒸發(fā)冷與水冷、空冷式比較，節(jié)能環(huán)保綜合優(yōu)勢明顯

       1、傳統(tǒng)水冷、空冷節(jié)能效果差，未來應(yīng)用空間將受限

       水冷卻器適用于水資源豐富的地區(qū)，在現(xiàn)今很多工業(yè)領(lǐng)域中，仍然是使用最廣泛的一種冷卻方式。水冷設(shè)備主要缺陷為耗水量大，在國家“節(jié)約用水、節(jié)能降耗”政策背景下，傳統(tǒng)水冷設(shè)備未來應(yīng)用空間受限，正逐步被其它冷卻設(shè)備替代。

       與水冷設(shè)備比較，空冷器的優(yōu)勢在于不用水，在特別缺水地區(qū)或者供水困難場合其作用不可替代。空冷器從2004年開始大規(guī)模應(yīng)用于北方燃煤電廠。在我國北方干旱地區(qū)，新增的大型燃煤機(jī)組目前絕大部分采用空冷機(jī)組。

       近年來國家發(fā)改委推廣節(jié)水的空冷器取得一定的進(jìn)展，與水冷相比，空冷節(jié)水65%以上。但由于空氣的熱比容低的先天缺陷，導(dǎo)致自身換熱效果差、受環(huán)境溫度影響大等，真正達(dá)到社會所期望的綜合節(jié)能、環(huán)保目標(biāo)，還存在以下待解決完善的問題：

       1）汽輪機(jī)背壓高，循環(huán)效率低；

       2）節(jié)水不節(jié)能，空氣傳熱效果差，以煤等能源的消耗為代價降低水耗。由于風(fēng)機(jī)數(shù)量多、功率大，耗電量一般占到電廠負(fù)荷的3%左右；

       3）夏季氣溫超過30℃時（正值用電高峰期），機(jī)組很難達(dá)到滿發(fā)，發(fā)電量一般為額定值的60%-85%，使得想以高耗能換滿發(fā)的愿望都難以實現(xiàn)。

       4）占地面積大，造價和運(yùn)營成本高。一次投資成本高，較水冷、蒸發(fā)冷等要高1-2倍，如果要保持相同的背壓，相同的效率，可能增加再高的成本也較難實現(xiàn)。

       2、蒸發(fā)冷節(jié)能節(jié)水環(huán)保效果明顯，已得到普遍認(rèn)同并在各工業(yè)領(lǐng)域推廣

       蒸發(fā)式冷卻（凝）設(shè)備是指以水為冷卻介質(zhì)，以空氣為載體，通過水的蒸發(fā)帶走熱量，對被冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻（凝）的設(shè)備。蒸發(fā)冷的換熱機(jī)理為通過水的汽化潛熱帶走被冷卻介質(zhì)冷卻（凝）過程中釋放的熱量，只需保證能夠均勻覆蓋換熱部件的水量，其循環(huán)水量可大幅降低，僅為水冷設(shè)備的10%~30%，蒸發(fā)冷的耗水量約為水冷設(shè)備（含冷卻塔）的50%~80%。除了水耗大幅度下降外，蒸發(fā)冷還具有換熱效果好、節(jié)能、節(jié)地和環(huán)保等優(yōu)勢。換熱效果方面，蒸發(fā)冷的冷凝溫度比空冷式低8~14℃，比水冷設(shè)備低3~6℃。節(jié)地方面占地面積約為水冷設(shè)備的30%~60%，空冷器由于傳熱效率低，要實現(xiàn)同樣的換熱量，其體積和質(zhì)量都大大高于蒸發(fā)式。環(huán)保方面，化工、石油、冶金等工業(yè)領(lǐng)域采用水冷設(shè)備常常會因為被冷卻介質(zhì)排放存在嚴(yán)重的環(huán)境污染。

       我國上世紀(jì)80年代引進(jìn)該技術(shù)，隨著國家和企業(yè)對節(jié)能節(jié)水的重視蒸發(fā)冷設(shè)備上世紀(jì)90年代后在制冷空調(diào)領(lǐng)域應(yīng)用發(fā)展迅速，冷卻（凝）效率及節(jié)水節(jié)能效果也已經(jīng)得到普遍認(rèn)同，并開始向各工業(yè)領(lǐng)域推廣。

空冷、水冷、蒸發(fā)冷比較

       目前蒸發(fā)冷仍然未能完全取代水冷、空冷設(shè)備，主要由于：1、蒸發(fā)冷在我國的發(fā)展時間相對較短，各工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ谄涮攸c和優(yōu)勢存在逐步認(rèn)識過程；2、蒸發(fā)冷設(shè)備的傳熱傳質(zhì)過程相當(dāng)復(fù)雜，我國在設(shè)計運(yùn)用方面還存在不足，加上我國地域遼闊，各地自然環(huán)境差異較大，導(dǎo)致蒸發(fā)冷的應(yīng)用過程中存在不同環(huán)境換熱效率差異大、易結(jié)垢（污垢可使設(shè)備的效能降低30%~60%）等問題影響了蒸發(fā)冷的適用性和推廣應(yīng)用速度。

       四、高效復(fù)合冷是對蒸發(fā)冷的重大改進(jìn)和提升，替代傳統(tǒng)冷卻(凝)器是大趨勢

       1、高效復(fù)合冷是將蒸發(fā)冷和空冷優(yōu)化組合而成的高效冷卻（凝）器

       高效復(fù)合型冷卻（凝）器（簡稱高效復(fù)合冷），是一種將蒸發(fā)潛熱換熱和空冷換熱優(yōu)化組合而成的高效冷卻（凝）器。

       工作原理是利用空冷式換熱器與蒸發(fā)式換熱器的串、并聯(lián)合理優(yōu)化組合，將傳統(tǒng)空冷凝汽器中的部分管束由空冷換熱改為蒸發(fā)換熱，以空冷換熱為主，蒸發(fā)換熱為保證背壓的補(bǔ)充措施。乏汽由分配管進(jìn)入順流管束中進(jìn)行空冷換熱，管束中未冷凝的蒸汽沿著凝結(jié)水聯(lián)箱進(jìn)入逆流管束中再次進(jìn)行蒸發(fā)換熱。不凝性氣體在逆流管束上部由抽真空系統(tǒng)排出，凝結(jié)水匯集于凝結(jié)水聯(lián)箱中，通過管道送入回?zé)嵯到y(tǒng)循環(huán)利用。

       運(yùn)行過程為：1、當(dāng)環(huán)境溫度較低空冷部件能滿足系統(tǒng)需要時，蒸發(fā)部件處于關(guān)閉狀態(tài)；2、當(dāng)環(huán)境溫度高到一定程度，空冷不能滿足背壓需求時，蒸發(fā)部件啟動，因蒸發(fā)換熱與環(huán)境的干球溫度無關(guān)，換熱效果不受環(huán)境干球溫度影響，并且換熱效率高，可以較好的降低背壓，保障系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

  高效復(fù)合型冷卻（凝）器的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行過程

       主要優(yōu)點包括：

        1、因有70%-80%的空冷器組合，有較好的綜合節(jié)水效果，比水冷節(jié)水70%-90%。（如：采用25%的蒸發(fā)式換熱器，水用量僅為水冷的10%-25%）；

       2、換熱效果和環(huán)境干球溫度無關(guān)，受環(huán)境溫度影響較小，且真空容積小，因此系統(tǒng)背壓穩(wěn)定可靠，發(fā)電效率高；

       3、換熱效率高，循環(huán)水在設(shè)備內(nèi)自循環(huán)蒸發(fā)換熱，不會對河流等造成熱污染；

       4、因蒸發(fā)部件的投資成本遠(yuǎn)低于空冷部件，故組合后一次投資成本降低。且系統(tǒng)簡單，耗電量小、運(yùn)行成本低；

       5、設(shè)備采用模塊化，系列化設(shè)計，安裝極為方便，操作費(fèi)用低，施工周期短；

       6、所有部件采用熱浸鋅處理，防腐蝕效果良好；

       7、蒸發(fā)式換熱器換熱管為光管，有效的防止了結(jié)垢。

高效復(fù)合冷設(shè)備各項指標(biāo)全面優(yōu)于水冷、空冷設(shè)備

       2、高效復(fù)合冷是對蒸發(fā)冷的重大改進(jìn)和提升

       高效復(fù)合是對蒸發(fā)冷設(shè)備的重大改進(jìn)和提升，不僅解決了普通蒸發(fā)冷設(shè)備存在的受不同地域氣候條件影響大、季節(jié)適應(yīng)性不強(qiáng)、易結(jié)垢等問題；還進(jìn)一步提升了設(shè)備節(jié)水、節(jié)能、高效的綜合性能優(yōu)勢，并有助于各應(yīng)用領(lǐng)域的清潔生產(chǎn)。

       高效復(fù)合冷對冷卻（凝）設(shè)備制造行業(yè)的影響和意義在于，1、這項技術(shù)徹底改變了我國煤化工、石油化工等行業(yè)多年來一直沿用的高耗能、高耗水的換熱工藝，為化工企業(yè)實現(xiàn)清潔生產(chǎn)、綠色生產(chǎn)；2、拓展了蒸發(fā)冷設(shè)備的應(yīng)用范圍，使蒸發(fā)冷技術(shù)的先進(jìn)機(jī)理在制冷空調(diào)以外的煤化工、石油化工、冶金、電力等領(lǐng)域得到更為高效地運(yùn)用；3、高效復(fù)合冷充分吸收了空冷器節(jié)水的優(yōu)點，整個冷卻系統(tǒng)較普通蒸發(fā)冷更加節(jié)水，使得運(yùn)行成本大幅下降。高效復(fù)合冷節(jié)水、節(jié)能、高效的特點，符合當(dāng)今中國工業(yè)生產(chǎn)節(jié)水、節(jié)能的發(fā)展趨勢，擁有廣闊的市場前景，為中國蒸發(fā)式冷卻（凝）設(shè)備應(yīng)用的快速拓展打下了堅實的基礎(chǔ)。

       3、模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足冷卻設(shè)備可靠性、穩(wěn)定性、可維護(hù)性等方面的要求

       高效復(fù)合型冷卻（凝）器系統(tǒng)由數(shù)個便于組裝的管束（板束）模塊組成，當(dāng)某一模塊出現(xiàn)問題時，只需將模塊進(jìn)行切換，不影響設(shè)備的正常運(yùn)行，滿足了石油化工等大型裝置在持續(xù)運(yùn)行時間、設(shè)備可靠性、穩(wěn)定性、可維護(hù)性等方面的要求，并使設(shè)備模塊的整體防腐處理得以實現(xiàn)。此外，當(dāng)裝置在生產(chǎn)低谷時可以關(guān)閉部分模塊，以降低運(yùn)行費(fèi)用，再次減少能耗和水耗。