作為工程師，我們總是在突破可能的界限，並尋找解決難題的新方法。
冷凝器從系統中去除額外的熱量，是任何工業過程中最重要的部分之一。
冷凝器有很多種，但氣壓式冷凝器是一種強大而有效的選擇。
在本文中，我們將深入了解氣壓式冷凝器的迷人世界，並詳細介紹使它們成為任何工程師重要工具的優勢、用途和基本理念。
準備好與我們一起探索工業技術的前沿吧！
氣壓式冷凝器簡介
正式定義：
一種接觸式冷凝器，使用一根長而垂直的管道，冷凝水和冷卻液流入管道，通過管道下端產生的壓力完成去除。
真空機需要一個氣壓冷凝器來去除空氣、廢氣和其他蒸汽。
該設備用於冷卻和冷凝進入的蒸汽，同時降低已經存在的氣體的壓力。
逆流和平行流是氣壓式冷凝器的兩種主要類型。
氣壓式冷凝器的類型
- 多噴口氣壓冷凝器。
最簡單且最具成本效益的設計是多噴嘴氣壓式冷凝器。
它不需要單獨的氣泵或預冷器，通常用於有大量廉價水的地方。
帶多次噴霧的氣壓式冷凝器。
多噴霧氣壓式冷凝器通過吸氣室將不凝物吸入預冷器。
當水從噴嘴中流出時，它會冷卻空氣和蒸汽的混合物，並使幾乎所有的蒸汽凝結。
進入空氣泵的其餘混合物的溫度接近與噴水相同的溫度。
這意味著空氣泵無法去除盡可能多的可冷凝蒸汽。
- 氣壓式逆流冷凝器。
當沒有足夠的水或當有太多不可凝結物並且需要單獨的真空泵時，使用氣壓逆流冷凝器。
該地區的條件可能還需要側面蒸汽入口。
氣壓式冷凝器的組件
氣壓式冷凝器有一個主體和一個擰入主體的水嘴。
水嘴既可以噴水也可以射水。
水通過兩個端口進入並通過一個出口流出，而蒸汽通過第三個端口進入並通過不同的出口流出。
氣壓腿
氣壓腿是一種冷凝水排放裝置，由預冷凝器和熱井之間的腿管組成。
直接接觸式冷凝器，也稱為預冷凝器，通常稱為氣壓式冷凝器，因為冷凝水通常通過氣壓腿排出。
預冷凝器可以回收有價值的碳氫化合物或水，這兩者通常用於石油和天然氣加工的後續步驟。
它們還可能使製造更小的真空泵成為可能，從而節省資金和能源。
使用氣壓式冷凝器徹底改變您的工業冷卻
還是很難理解？讓我稍微改變一下觀點：
您是否厭倦了使用舊的、低效的技術來嘗試冷卻您的工業流程？您想要一個易於使用且運行良好的解決方案嗎？
好吧，你很幸運，因為今天我們要談論一項革命性的新發明，它在工業冷卻方面正在改變遊戲規則：氣壓式冷凝器。
是的，沒錯，忘掉所有那些需要大量維護且難以安裝的花哨的高科技冷卻系統吧。
您只需要一根長而垂直的管道和一些老式的大氣壓就可以完成這項工作。
當您擁有氣壓式冷凝器時，誰需要復雜的技術？
好吧，那隻是一個看起來像電視廣告的笑話。
現在讓我們回到解釋。
氣壓式冷凝器的工作原理
氣壓式冷凝器是一種接觸式冷凝器，它使用一根長而垂直的管道，冷凝水和冷卻液流入其中。
管道下端的壓力迫使冷凝水和冷卻液流出管道。
本節將更詳細地討論氣壓式冷凝器的工作原理。
壓差和靜壓頭
垂直管道底部的壓力迫使冷凝水和冷卻液從氣壓式冷凝器中排出。
這是因為冷凝水的靜水頭壓力比任何壓差都強。
冷凝器和接收罐之間的管道稱為“氣壓腿”，它需要正確建造，否則會損害性能。
尾管高度和排水
氣壓腿的排氣管至少應足夠高，以便系統可以抽出純真空，水和冷凝水可以自由排出。
由於冷凝水會因重力而排出，因此它需要足夠高以確保它不會進入任何高壓區域。
因此，重要的是要確保排氣管的高度正確，以確保其排水良好並且不會損失任何性能。
氣壓式冷凝器的優缺點
氣壓式冷凝器是一種蒸汽冷凝器，它使用重力而不是泵將噴射水從排氣管中送出。
在本節中，我們將討論使用氣壓式冷凝器的優缺點。
優點
- 不受水浸影響：氣壓式冷凝器在已裝填或液體進入時不會發生水浸。
- 更短的排氣管線：氣壓式冷凝器允許更短的排氣管線，從而降低初始成本並減少洩漏的機會。
- 低維護：沒有移動部件，因此維護簡單，冷凝器不佔用太多空間。
缺點
- 工作溫度範圍：逆流氣壓式冷凝器可在尾水溫度與蒸汽露點溫度相差 3 至 5°F 的情況下工作。這意味著它可能無法像其他蒸汽冷凝器那樣工作。
- 冷凝水的再利用：由於冷卻水和冷凝水都排入同一條水流中，因此冷凝水不能再次使用。
與其他蒸汽冷凝器的比較
- 射流冷凝器：射流冷凝器易於建造，安裝或維護成本不高，並且比表面冷凝器佔用更少的地面空間。
然而，它們不適合大容量工廠，比其他類型的蒸汽冷凝器浪費更多的冷凝水，並且需要高功率的氣泵。
- 表面冷凝器：表面冷凝器的初始成本高於其他類型的蒸汽冷凝器，但維護成本較低。
他們生產不含雜質的冷凝水，可以將其放回系統中。
即使是不太適合冷卻的水也可以使用，因為它不會與冷凝水混合。
它們適用於大型工廠並幫助工廠更高效地工作。
氣壓式冷凝器的類型
逆流和平行流冷凝器
氣壓式冷凝器有兩種主要類型：逆流式和平行流式。
逆流式冷凝器的構造使得蒸汽和冷凝液沿相反方向流動，而平行流式冷凝器的構造使得蒸汽和冷凝液沿相同方向流動。
直接接觸（預）冷凝器
直接接觸式冷凝器，也稱為預冷凝器，通常稱為氣壓式冷凝器，因為冷凝水通常通過氣壓腿排出。
預冷凝器和熱井之間的腿管構成了一個氣壓腿，這是一個冷凝水排放口。
冷凝水在重力作用下通過支腿排入熱井，並在那裡被收集起來。
舒特 科爾庭氣壓式冷凝器
舒特 Koerting 製造的多噴嘴氣壓式冷凝器不需要額外的氣泵或預冷器。
這使它們非常適合負載始終相同的情況。
他們還製造氣壓式逆流冷凝器，這種冷凝器不會移動，也不需要太多維護。
這些類型的氣壓式冷凝器用於水供應有限或過量的非冷凝物需要使用單獨的真空泵的情況。
影響氣壓式冷凝器性能的因素
例如，在下游石油和天然氣加工中，氣壓冷凝器用於冷卻進入的蒸汽並降低它們的溫度，以便它們可以冷凝。
為了充分利用它們，您應該考慮很多事情，例如：
- 冷卻水的溫度、流量、溫升：
冷卻水的溫度和流速對氣壓式冷凝器的工作性能有直接影響。
更高的冷卻水流量可以提高傳熱速率，從而使冷凝器更好地工作。
- 不可冷凝和可冷凝負載：
當像空氣這樣的不可冷凝氣體進入冷凝器時，它們會通過減少傳熱面積來降低效率。
同樣，高濃度的可凝性氣體，如蒸汽，也會使冷凝器工作不佳。
- 污垢：
當沉積物堆積在冷凝器的傳熱表面上時，有效傳熱面積會變小。
這使得冷凝器效率降低。
由於結垢、腐蝕或生物體的生長，可能會發生結垢。
- 蒸汽質量：
冷凝器的效率會受到進入其中的蒸汽質量的影響。
如果蒸汽不好，比如潮濕，它會減慢傳熱速度並降低冷凝器的效率。
- 冷卻水供給及壓降：
冷凝器的工作情況會受到可用冷卻水量和壓力的影響。
如果沒有足夠的冷卻水或壓力下降太多，就會減慢傳熱速度並降低冷凝器的效率。
在寒冷的地方，冷凝器的循環排水會結冰並損壞機器。
可以通過在每個冷凝器中放置水加熱元件來提供防凍保護。
- 水處理：
通過處理水，可以降低冷卻水中溶解的固體和其他化學物質的量。
這會減慢水從冷凝器中取出的速度。
- 用空氣冷卻的冷凝器：
在寒冷的氣候下，可以使用風冷式冷凝器來防止排水結冰。
- 冷凝器壓力：
冷凝器的工作情況會受到其中壓力的影響。
當壓力低時，冷凝器中水的沸點會下降，從而降低冷凝器的效率。
- 破舊的設備：
為了使冷凝器更好地工作，應更換腐蝕或磨損的部件。
設計注意事項
當以某種方式製造基本上是冷凝水排放口的氣壓腿時，氣壓冷凝器效果最佳。
氣壓腿的排氣管應上下筆直，不能向側面彎曲，以便冷凝水正常排出。
當氣泡卡在排氣管、熱井或浮子疏水閥中時，它們會對設備造成很大的損壞，例如撕裂渦輪葉片。
為確保液體流動良好，氣壓腿的方向變化應至少相隔五倍管道直徑或四英尺。
多噴霧氣壓式冷凝器工作良好，因為它具有平行流動且真空室中沒有移動部件。
這意味著它不需要像帶有移動部件的設備那樣經常被固定。
為特定應用選擇氣壓式冷凝器
要為特定應用選擇合適的氣壓式冷凝器，您需要考慮很多因素。
要選擇最好的冷凝器，您需要考慮被冷凝的流體或氣體的類型、體積和溫度、您希望它達到多高的效率以及您有多少空間和資金。
應仔細考慮應用程序的特定需求和性能要求。
溫度注意事項
選擇氣壓式冷凝器時，需要考慮被冷凝的流體或氣體的入口和出口溫度，以及放置冷凝器的房間的溫度。
該信息將用於計算冷凝器需要多少冷卻功率。
HVAC 應用的冷卻劑選擇
在 HVAC 系統中，必須選擇要使用的冷卻劑。
有許多不同類型的製冷劑，其中大多數都有基於 ASHRAE 製冷劑名稱的編號名稱。
製冷劑的性能主要由其性能係數 (COP) 決定，該係數是從被冷卻空間帶走的熱量與帶走該熱量所需做功的比值。
真空系統管道
選擇氣壓式冷凝器時，重要的是要選擇適合真空系統的管道。
安裝地點的大氣壓力和冷凝器的預期壓降應用於計算氣壓腿的高度。
冷凝器和接收罐之間的管道稱為“氣壓腿”，它必須足夠高以防止冷凝水進入真空泵或壓縮機。
如果氣壓腿不正確，冷凝器將無法正常工作。
數值分析
可以在數值分析的幫助下選擇合適的氣壓冷凝器。
計算機建模可以幫助使冷凝器盡可能高效和有效。
它還可用於模擬不同的工作條件，並查看不同的設計參數如何影響系統。
諮詢合格的工程師
總體而言，為給定應用選擇合適的氣壓冷凝器需要仔細考慮許多因素，例如溫度、流體或氣體體積、效率以及空間和預算限制。
與合格的工程師或冷凝器製造商交談有助於確保為工作選擇合適的冷凝器。
氣壓式冷凝器在工業上的應用
氣壓式冷凝器用於許多不同的行業，因為它們是從真空設備中去除空氣、廢氣和其他蒸汽的一種經濟高效的方法。
讓我們看一下經常使用氣壓式冷凝器的幾個領域。
食品工業
氣壓式冷凝器在食品工業中用於加工油、牛奶和其他食品。
它們對於去除可能損害食品質量的有害氣體非常重要。
製糖業
大約 100 年前，氣壓式冷凝器就被用於加工糖。
它們用於去除真空鍋中的空氣和其他氣體，這有助於煮糖。
酒精廠和釀酒廠
在酒精廠和釀酒廠中，氣壓冷凝器用於去除蒸餾過程中的空氣和其他氣體。
這可確保製成的酒精清潔且質量上乘。
紙漿和造紙廠
氣壓式冷凝器用於紙漿和造紙工業，以從用於紙漿脫水的真空系統中抽取空氣和其他氣體。
煉油廠
在煉油廠中，空氣和其他氣體在氣壓冷凝器的幫助下從真空蒸餾系統中排出。
這可確保製成的油質量高且清潔。
製鹽廠
在製鹽工廠中，氣壓冷凝器用於去除蒸發鹽水的真空系統中的空氣和其他氣體。
化工廠
不同種類的化工廠也使用氣壓式冷凝器。
它們用於去除不屬於不同化學過程中使用的真空系統的氣體。
氣壓腿和噴射器系統
沒有氣壓腿，氣壓冷凝器就無法工作。
它們旨在防止冷凝器被水淹沒。
應使用排出的冷凝水類型來決定氣壓腿的高度。
例如，需要進行氣壓腿高度計算，以確保錯誤的假設不會導致工廠工作不佳。
氣壓式冷凝器也可用作噴射器系統的一部分，以提高粗減壓裝置重減壓瓦斯油 (HVGO) 的產率性能。
冷凝器冷卻並冷凝進入的蒸汽，使噴射器系統更好地工作。
簡而言之，氣壓冷凝器用於許多不同的行業，因為它們是從真空設備中去除空氣、廢氣和其他蒸汽的一種經濟高效的方法。
它們是食品工業、製糖廠和釀酒廠、紙漿和造紙廠、煉油廠、鹽廠和許多其他類型化工廠的重要組成部分。
氣壓腿的目的是防止冷凝器被水淹沒，它們的高度應該合適才能正常工作。
與其他冷凝器類型的效率和成本比較
氣壓式冷凝器是直接接觸式冷凝器，在許多行業中用於去除真空設備中的空氣、廢氣和其他蒸汽。
它們在真空室中沒有任何活動部件，這減少了設備的停機時間。
氣壓冷凝器有多種，例如多射流氣壓冷凝器、多射流噴射式氣壓冷凝器、多噴射氣壓冷凝器和氣壓逆流冷凝器。
當談到它們的工作效果和成本時，不同類型的冷凝器之間沒有明顯的贏家。
應根據情況正確使用每種類型的冷凝器。
風冷冷凝器
風冷式冷凝器比水冷式冷凝器更容易製造，但由於空氣的交換係數低於水，因此它們的傳熱速度不快。
大多數時候，這種冷凝器用於取水困難或人們想要節約用水的地方。
另一方面，風冷系統會消耗大量能源，產生大量噪音並佔用大量空間。
水冷式冷凝器
水冷系統比風冷系統傳熱更快，但它們更難設計，因為您必須考慮如何控制水流和阻止腐蝕。
水冷式冷凝器通常用於大型工業環境，因為它們工作良好並且可以冷卻大量熱量。
但他們需要穩定的冷卻水供應和正確的水處理方式，以防止它們變髒、結垢和生鏽。
總之，氣壓式冷凝器是一種從真空設備中去除空氣、廢氣和其他蒸汽的快速且廉價的方法。
在選擇冷凝器類型時，沒有放之四海而皆準的答案。
相反，應根據應用程序的特定需求選擇每種類型。
需要考慮的是冷卻水的可用性、效率、成本、佔地面積、能源使用、噪音水平和節水。
與合格的工程師或冷凝器製造商交談有助於確保為工作選擇合適的冷凝器。
用於氣壓式冷凝器構造的材料
氣壓式冷凝器用於清除真空設備中的空氣和其他蒸汽。
它們有兩個主要部分：外殼主體和噴霧裝置。
氣壓式冷凝器由許多不同的東西製成，例如：
- 鑄鐵。
- 碳素鋼。
- 裡面有玻璃纖維的塑料。
- 有。
- 石墨。
- 所有可焊接合金。
選材
氣壓式冷凝器的材料選擇取決於許多因素，例如製冷中使用的冷卻劑類型或水的可用性。
接觸式冷凝器通常由碳鋼製成，而熱交換器通常由銅、黃銅、鋁或不銹鋼製成。
影響材料選擇的一些因素是不可冷凝物的量和可用的水量。
如果有大量廉價水可用，氣壓冷凝器是最佳選擇，因為它設計最簡單，不需要任何額外設備。
當冷卻水苛刻或有腐蝕的可能時，可採用玻璃鋼等不生鏽的材料。
結論
總之，氣壓式冷凝器是一項了不起的工程，它改變了我們在工業界做事的方式。
通過利用大氣壓的力量，我們可以製造出一種非常有效和高效的冷卻系統，可以對其進行更改以適應廣泛的用途。
隨著我們不斷突破可能性的極限，很明顯，氣壓冷凝器將在我們努力建設更可持續、更高效、更創新的未來的過程中發揮越來越重要的作用。
因此，讓我們所有人都從這項驚人的技術中學習，並在學習的願望和讓世界變得更美好的願望的驅使下，不斷將自己推向卓越工程的新水平。
鏈接和參考
蒸汽噴射真空系統：
https://www.s-k.com/steam-jet-vacuum/barometric-condensers.cfm
分享…
