冷凝器

冷凝器(capacitor) 制冷系统的一部分，属于热交换器的一种，它能将气体或蒸气转化为液体，将管内的热量以快速的方式传递给管附近的空气。冷凝器的工作过程是一个放热过程，所以冷凝器温度高。

发电厂使用许多冷凝器来冷凝涡轮机排出的蒸汽。冷凝器用于制冷设备中冷凝制冷蒸汽，如氨和氟利昂。在石化工业中，冷凝器用于冷凝碳氢化合物和其他化学蒸汽。在蒸馏过程中，将蒸汽转化为液体的装置也叫冷凝器。所有的冷凝器都是通过带走气体或蒸汽的热量来工作的。

气体通过一根长管（通常盘成螺线管）让热量散发到周围的空气中像铜这样的金属具有很强的导热性，常用来输送蒸汽。为了提高冷凝器的效率，往往在管道上贴上导热性能优良的翅片，增加散热面积，从而加速散热，通过风扇加速空气对流带走热量。

一般冰箱的制冷原理是压缩机将低温低压气体的工质压缩成高温高压气体，再通过冷凝器冷凝成中温高压液体，经节流阀节流后成为低温低压液体。低温低压的液态工质被送入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发成低温低压的蒸汽，再被送入压缩机，完成制冷循环。

单级蒸汽压缩制冷系统由制冷压缩机组成、冷凝器、节流阀和蒸发器由四个基本部分组成，通过管道依次连接，形成一个封闭的系统制冷剂在系统中不断循环，改变状态，与外界进行热交换。

在制冷系统中，蒸发器、冷凝器、压缩机和节流阀是制冷系统中四个必不可少的部件，其中蒸发器是输送冷量的设备。其中制冷剂吸收被冷却物体的热量以实现制冷。压缩机就是心脏，起着吸的作用、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。冷凝器是一个释放热量的装置，将蒸发器吸收的热量与压缩机工作转换的热量一起传递传到冷却介质中带走。节流阀可以对制冷剂进行节流减压，同时控制和调节制冷剂液体流入蒸发器的量，系统分为高压侧和低压侧两部分。在实际的制冷系统中，除了以上四个部件外，往往还有一些辅助设备，比如电磁阀、分配器、干燥器、集热器、易熔塞、压力控制器等部件，它们是为了提高运行的经济性、可靠性和安全性。

根据冷凝形式，空调可分为：水冷和风冷，根据使用目的而定

分为单冷式和制冷加热式两种不管是哪种类型，都是由以下几个主要部件组成的。

冷凝器的必要性是基于热力学第二定律根据热力学第二定律，封闭系统中热能的自发流动方向是单向的，即只能从高热流向低热，而在微观世界中，携带热能的微观粒子只能从有序变为无序。所以一个热机必须有能量输入，同时做功，这样上下游才会有间隙，热能的流动才有可能，循环才会继续。

所以要想让负载再次做功，首先要把没有完全释放的热能释放出来，然后就需要用到冷凝器。如果周围的热能高于冷凝器中的温度，则需要人工做功来冷却冷凝器（一般来说，使用压缩机）冷凝的流体再次回到高阶、低热能状态，可以再次做功。

冷凝器的选择包括形式和型号的选择，决定了冷却水或空气流经冷凝器的流量和阻力。冷凝器类型的选择应考虑当地水源、水温、气候条件，以及制冷系统的总制冷量和冷藏室的布局要求。在确定冷凝器类型的前提下，根据冷凝负荷和冷凝器单位面积热负荷计算冷凝器的传热面积，从而选择具体的冷凝器类型。

制冷

液态制冷剂在蒸发器中吸收被冷却物体的热量后，被汽化成高温低压的蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温蒸汽，排入冷凝器、在冷凝器中，冷却介质被冷却(水或空气)放热，冷凝成高压液体、被节流阀节流成低压低温制冷剂、再次进入蒸发器吸热汽化，达到循环制冷的目的。这样，制冷剂在系统中蒸发、压缩、冷凝、四个基本的节流过程完成了一个制冷循环。

主要部件是压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀(或毛细管、过冷却控制阀)四通阀、复式阀、单向阀、电磁阀、压力开关、熔塞、输出压力调节阀、压力控制器、贮液罐、热交换器、集热器、过滤器、干燥器、自动开闭器、截止阀、注液塞等部件。

电气

主要部件有电机(压缩机、风机等用)操作开关、电磁接触器、连锁继电器、过电流继电器、热过电流继电器、温度调节器、湿度调节器、温度开关(除霜、防止结冻等用)压缩机曲轴箱加热器断水继电器电脑板等部件。

控制

由多个控制设备组成，它们是：

制冷剂控制器：膨胀阀、毛细管等。

制冷剂回路控制器：四通阀、单向阀、复式阀、电磁阀。

制冷剂压力控制器：压力开闭器、输出压力调节阀、压力控制器。

电机保护器：过电流继电器、热过电流继电器、温度继电器。温度调节器：

温度位式调节器、温度比例调节器。湿度调节器：湿度位式调节器。

除霜控制器：除霜温度开关、除霜时间继电器、各种温度开关。

冷却水控制：断水继电器、水量调节阀、水泵等。

报警控制：超温报警、超湿报警、欠压报警和火灾报警、烟雾报警等。

其它控制：室内风扇速度控制器、室外风扇速度控制器等。

CF2Cl2

氟里昂12(CF2Cl2)代码R12 氟利昂12是一种无色的、无臭、透明、几乎没有有毒制冷剂，但在空气中含量超过80%有时会导致窒息。氟利昂12不会燃烧或爆炸当接触明火或温度达到400℃以上时，能分解对人体有害的氟化氢、氯化氢和光气(CoCl2) R12是一种应用广泛的中温制冷剂，适用于中小型制冷系统，如冰箱、冰柜等。R12能溶解多种有机物，所以普通橡胶垫片不能用(圈)通常使用氯丁橡胶或丁基橡胶片或密封圈。

CHF2Cl

氟里昂22(CHF2Cl)代号R22 R22不燃不爆，毒性略高于R12虽然水的溶解度高于R12，但仍可能导致制冷系统发生故障“冰塞”现象。R22能与润滑油部分溶解，其溶解度随润滑油的种类和温度而变化，所以使用R22的制冷系统必须有回油措施。

标准大气压下R22的相应蒸发温度为-40.8℃，常温下冷凝压力不大于15.68×105 Pa，单位体积制冷量比R12大60%以上。R22制冷剂主要用于空调设备

CHF2F3

四氟乙烷R134a（ch2fcf3)R13是一种无毒无污染最安全的制冷剂。TLV 1000pm，GWP 1300.广泛应用于制冷设备。尤其是在对制冷剂要求较高的仪器中。

蒸汽冷凝器

蒸汽冷凝器的这种冷凝常用来冷凝多效蒸发器的最终二次蒸汽，以保证最终蒸发器的真空度。例（1）喷淋冷凝器，冷水从上喷嘴注入，蒸汽从侧入口进入蒸汽与冷水充分接触后，凝结成水，同时顺着管道流下，也可能带走一些不凝性气体。例（2）充满冷凝器，蒸汽从侧管进入，与顶部喷出的冷水接触冷凝器填充有陶瓷环填料填料被水润湿后，冷水和蒸汽之间的接触面积增加蒸汽凝结成水后，沿下部管道流出，不凝性气体和上部管道由真空泵抽出，保证凝汽器有一定的真空度。例（3）喷淋板或筛板冷凝器的设计是为了增加冷水和蒸汽之间的接触面积。本发明具有结构简单传热效率高腐蚀问题相对容易解决的优点。

锅炉用冷凝器

锅炉冷凝器又称烟气冷凝器，使用烟气冷凝器后，能有效节约生产成本，降低锅炉烟气温度，提高锅炉热效率。使锅炉运行符合国家节能减排标准。

节能减排是国家“十一五”规划纲要中转变经济发展方式的关键和保证，是落实科学发展观确保经济又好又快发展的重要标志特种设备作为能源消耗大户，也是环境污染的重要来源、加强特种设备节能减排的任务任重道远。《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》已确定国内生产单位的总能耗将降低20%左右，主要污染物排放总量下降10%它是经济和社会发展的约束性指标。它有工业化生产“心脏”所谓锅炉，是中国的耗能大户。高效特种设备主要指锅炉、压力容器中的热交换设备等。

(《锅炉节能技术监督管理规程》)以下简称《规程》）将于2010年12月1日实施。指出锅炉排烟温度不应高于170℃、节能燃气锅炉热效率达到88%以上，达不到能效指标的锅炉不能注册使用。

在传统锅炉中，燃料在锅炉中燃烧后，烟气的温度比较高，烟气中的水蒸气还处于气态，会带走很多热量。在各种化石燃料中，天然气的氢含量最高，氢的质量百分比约为20%到25%因此，烟雾中含有大量的水蒸气据估算，燃烧1平方米天然气产生的蒸汽所带走的热量纸为4000KJ，约为较高热值时的10%以上。

烟气冷凝余热回收装置利用低温水或空气冷却烟气，从而降低烟气温度在换热表面积附近，烟气中的水蒸气凝结，同时释放烟气的显热和水蒸气凝结潜热，而换热器中的水或空气吸热被加热，实现热能回收，提高锅炉热效率。

锅炉热效率提高：1NM3天然气燃烧生产的理论烟量约为10.3NM3(大约为12.5KG)过量空气系数为1.例如，产生14NM3的烟气(大约16.6KG)烟气温度由200℃降至70℃，物理显热约为1600KJ，水蒸气冷凝率为50%汽化潜热约为1850KJ，总放热量为3450KJ，约为天然气低位热值的10%,若取80%烟气进入热能回收装置，可提高热能利用率8%以上，节约天然气燃料近10%

分体布置，安装形式多样，灵活可靠。

螺旋翅片管作为一种热面，换热效率高，受热面充足，烟气侧系统负压小，满足普通燃烧器的要求。

可燃组分

主要是乙炔等碳氢化合物，最危险，在液氧中溶解度低（5.6×10-6mg/L）固态容易沉淀，引起爆炸。

堵塞组分

主要是二氧化碳、水和氧化亚氮，尤其是氧化亚氮，正受到越来越多的关注结晶出来后，它们会堵塞主冷却通道，导致主冷却“干蒸发”和“死端沸腾”，造成碳氢化合物浓缩、积聚、降水，造成主冷爆炸。

强氧化剂

液氯为强氧化剂

引爆因素

a.固体杂质粒子的机械冲击爆炸（乙炔微粒等摩擦、液氧冲击）

b.静电，如二氧化碳颗粒（200～300）×104ppm，电压3kV就能产生静电。

c.一种具有极强化学敏感性的物质（例如臭氧和氮氧化物）

d.气流冲击、压力冲击、气蚀引起的压力脉冲导致温度上升和爆炸。

制氧区应常年处于上风向，距离乙炔发生站300m以上，远离有害气体源，加强原料空气质量控制一旦污染严重，就要采取相应的措施。

积累的主要因素如下：

a.充分发挥液空液氧吸附器脱除乙炔等烃类的作用，严格按期切换吸附器，控制加热再生温度，提高吸附效率。

b.从主冷中排放1%液氧的产品，除去碳氢化合物。

c.定期加热空分设备，以除去积聚在换热器和精馏塔中的残余二氧化碳和烃类杂质。

d.液氧泵投运时间较长，分子筛对一氧化二氮的吸附效果不好，可在分子筛吸附器中增加一层5A分子筛。

这项工作要常态化、制度化、定期，如果环境恶化，要随时采取有效措施，将有害物质控制在标准以内，乙炔控制在0.5、甲烷120、总碳155、二氧化碳4、氧化亚氮100（数量级10-6）

冷凝器

液面高、循环比大，二氧化碳和碳氢化合物不易积累和浓缩。WISCO天然气厂采用全浸没操作经过多年的安全运行，各项工艺参数与浸没前相同，且仍有足够的分离空间，换热面积也符合要求，取出的氧气无气液夹带现象，主冷全浸没运行有益无害。

临时停车和重新启动不可避免地导致在一定时间内的低液位操作，这容易产生碳氢化合物的局部集中同时，重启时，板式换热器工作状态异常一段时间，自清洗效果不好，造成二氧化碳堵塞再加上气流冲击，主冷却可能发生微爆因此，应尽量减少临时停机次数，或避免全排水，主冷单独供热，有条件的进行综合供热。

运行2年及以上时，应对精馏塔和液氧循环系统进行清洗脱脂，主冷却装置浸泡8小时清洗后要用足够压力的空气彻底吹净，然后充分加热干燥。

1．启动空调时要经常检查压缩机皮带是否完好，如果有“吱吱”噪音，说明皮带打滑严重，应及时更换皮带和皮带轮；如果皮带太松，会影响空调制冷。

2．务必清洁冷凝器有些车主在夏天使用空调时，经常用水管冲洗冷凝器这种方法好，可以防止灰尘泥土沉积，影响散热。

3．空调的过滤网应该每年更换一次滤网上经常沾有各种灰尘和杂质，不仅会影响出风口，还可能产生异味。

4．如果汽车使用超过两年，应该清洗蒸发箱蒸发箱位于刮水器下方每次开空调，蒸发盒上很容易沾染灰尘和细菌所以最好用有清洁功能的发泡剂来清洁。

液氧单位电阻大，容易产生静电，不接地可产生上千伏的静电电压，所以要定期检查空分设备的接地情况。

如果将油带入空分装置，会污染吸附剂，影响乙炔的吸附因此，应取消易带油的罗茨风机，加强膨胀机的检修和维护。

电石渣中残留的乙炔对空气的污染很大，尤其是雨天，要严格管理，深埋地下。

运行中要认真去除有害杂质，比如板式换热器的温度控制、主冷稳定控制、有害物质监测等。在维护方面，监控仪器、仪器应该定期校准，以确保测试结果的准确性；过循环操作要谨慎，及时停暖吹净。在管理上，要严格遵守工艺纪律，加强设备管理，杜绝违章作业，保持设备完好率，并严格执行“四不放过”

每年定期、不定期培训，增强防爆意识，提高操作技能。

因为大部分冷却水含有钙、镁离子和酸式碳酸盐。当冷却水流过金属表面时，就会形成碳酸盐。另外，溶解在冷却水中的氧气也会引起金属腐蚀，形成铁锈。由于锈垢的生成，冷凝器的传热效果下降。严重时不得不在壳体外喷洒冷却水，严重时会堵塞管道，使换热效果失效。研究数据表明，垢沉积对传热损失影响很大，随着沉积物的增加，能量成本会增加。即使一薄层水垢也会增加设备中的水垢部分40%以上的运行费用。保持冷却通道没有矿物质沉积可以提高效率、节约能源、延长设备的使用寿命，同时节约生产时间和成本。