一、技術名稱：高效復合型蒸發式冷卻（凝）器技術

二、技術所屬領域及適用范圍：石化行業 甲醇、合成氨、尿素等生產過程中工藝氣體冷卻、冷凝

三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀

冷卻（凝）設備是廣泛應用于工業領域的重要基礎設備，也是工業耗能、耗水較高的設備。據統計，冷卻（凝）設備耗能約占工業用能的13%-15%。目前該技術可實現節能量石化行業11萬tce/a，CO2減排約29萬t/a。

四、技術內容

1.技術原理

蒸發式換熱是利用水在蒸發時吸收潛熱而使工質冷卻（凝）的原理，工質在管內冷卻（凝結）時放出的熱量通過管壁傳給管外的水膜，再通過水的蒸發將熱量傳遞給空氣。水膜和空氣之間不但有熱傳遞而且有質傳遞，蒸發時產生的水蒸氣被空氣帶走。這種換熱器的耗水量較少，空氣流量也不大，比較適用于缺水地區。高效復合型冷卻（凝）器以蒸發式換熱機理為基礎，以水和空氣為冷卻介質，同時運用蒸發式換熱和空冷式換熱對被冷卻介質進行冷卻（凝）的高效冷卻（凝）設備，是對蒸發式冷卻（凝）設備的重大改進和提升。

2.關鍵技術

高效復合型蒸發式冷卻（凝）器技術是將蒸發式換熱和空冷式換熱優化組合而成的高效冷卻（凝）設備，其主要的關鍵技術如下：

（1）高效復合型蒸發冷卻（凝）技術；

（2）多組分介質換熱器設計、制造和檢驗技術；

（3）高壓復合型換熱設備設計、制造和檢驗技術；

（4）高壓換熱管束柔性化技術；

（5）高壓換熱管束防震動固定技術；

（6）換熱管內部防結晶等堵塞清理技術。

3.工藝流程

高溫被冷卻介質首先進入空冷換熱部件，利用蒸發換熱段產生的水蒸氣與空氣混合所形成的濕空氣對空冷部件內的高溫被冷卻介質進行冷卻，使高溫被冷卻介質得到預冷降溫；降溫后的被冷卻介質再進入蒸發冷換熱部件，循環冷卻水通過噴淋在蒸發冷部件的管（板）表面形成連續均勻的薄水膜，管（板）外表面水膜的蒸發使得空氣穿過管（板）束后濕度增加而接近飽和，飽和濕空氣在軸流風機超強風力作用下從設備上部排出，從而在換熱部位形成負壓區域，加速了管（板）外表面水膜的蒸發，實現強化管（板）外換熱；飽和濕空氣在排出設備前經過擋水板，夾帶的水滴被擋水板收集循環利用。具體結構見圖1。

圖1 高效復合型冷卻（凝）器基本結構圖

五、主要技術指標

1．與空冷相比，節電率30%-60%；

2．空冷島運行的滿負荷率可達95%以上；

3．與傳統水冷相比，節水率40%-50%。

六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀

該技術于2008年9月通過河南省科技廳組織的科技成果鑒定，2009年3月通過中國石油和化學工業協會組織的科技成果鑒定。2006年首套高效復合型冷卻（凝）器投入使用，至今已陸續應用于煤化工、石油化工、電力、冶金等工業領域和制冷行業。

七、典型應用案例

典型用戶：中國石化長嶺分公司、中國石化揚州分公司、中化弘潤石油化工有限公司、四川石達化工有限公司、山東晨曦石化有限公司、神華國能寧夏煤電有限公司鴛鴦湖電廠等

典型案例1

技術提供單位：洛陽隆華傳熱節能股份有限公司

建設規模：60萬t/a煤制甲醇項目換熱器改造，建設條件操作壓力為8.4Mpa(G)，進口溫度108℃，出口溫度40℃，總質量流量約為336009kg/h，主要成份為甲醇合成氣體。主要技改內容：以復合蒸發冷卻方案取代水冷器方案，主要設備為7臺復合蒸發冷卻器。節能技改投資額900萬元，建設期6個月。每年可節能1188tce，年節能經濟效益為232萬元，投資回收期約4年。

典型案例2

技術提供單位：洛陽隆華傳熱節能股份有限公司

建設規模：660MW直接空冷燃煤機組增設蒸發式凝汽器，從原直接空冷凝汽系統主排汽管道分流320t/h的蒸汽，采用蒸發式凝汽器進行冷凝，在夏季（6月-9月）機組運行尖峰冷卻裝置，實際運行排汽背壓在原基礎上降低5 kPa-18 kPa。計算機組排汽背壓加權平均值降低了8.88kPa。單臺機組年煤耗降低15894t/年；在夏季7、8月份氣溫較高日，機組負荷限制在80%-90%之間，改造后氣溫較高期間增加發電功率為31.68GW。節能技改投資額3393萬元，每年可節能15894tce，投資回收期約4年。蒸發式凝汽器依靠水蒸發吸收熱量，本項目系統耗水量為210t/h，消耗水源為電廠各級處理排污水。

八、推廣前景及節能減排潛力

冷卻（凝）設備廣泛應用煤化工、石油化工、冶金、電力、制冷等行業，這些行業對冷卻（凝）設備的需求具體主要包括兩個方面：一方面是擴大產能、產業整合升級等新增固定資產投資帶來的新增設備的需求；另一方面是受國家節能減排等政策推動，實施節能節水改造，進行設備更新的需求。預計未來5年，該技術在石化行業內的推廣潛力可達到70%，投資總額2.5億元，節能能力25萬tce/a，減排能力66萬tCO2/a。