一、冷卻（凝）設備分類概況

       換熱設備的投資在整個工藝系統中占有較大份額，據統計，在一般石油化工企業中，換熱設備的投資占總投資的30%~40%，在煉油廠中更是高達40%-50%。冷卻（凝）設備是廣泛應用于工業領域的重要基礎設備，是換熱設備的一種，也是工業耗能、耗水較高的設備。據統計，冷卻（凝）設備耗能占工業用能的13%～15%。冷卻（凝）設備是對被冷卻介質進行冷卻（凝）的換熱設備，常用的冷卻介質為水和空氣。按照冷卻（凝）介質和換熱機理不同，可以分為空冷式、水冷式和蒸發式（含復合冷）；按照傳熱面形狀和結構可以分為管式、板式和其他結構。

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

傳統冷卻（凝）設備產品結構

       二、國家節能環保政策加快推動高效復合冷設備需求

       在資源節約的基本國策背景下，國家對于節約用水、節能降耗、清潔生產方面的政策和措施將不斷深入和強化，這些政策和措施將加速高效、節水、節能、綜合效果優良的冷卻（凝）設備的推廣應用。

       冷卻（凝）設備是廣泛應用于流程工業的重要基礎設備，也是工業耗能、耗水大戶。據統計，冷卻（凝）設備耗能量占工業用能的13%-15%。我國工業冷卻用水量占工業用水總量的80%左右，取水量占工業取水總量的30%~40%。因此，冷卻（凝）設備的水耗、能耗水平直接關系到我國各工業領域節水、節能目標的實現。

       高效復合型冷卻（凝）器可廣泛應用于各工業領域，與傳統冷卻（凝）設備比較，其節水、節能、環境適應力強、行業適用范圍廣等綜合效能優勢在理論上和實踐中已得到充分證實，其推廣應用有利于各工業領域的節水、節能和工藝系統的持續、平穩、高效運行。

鼓勵節約用水、節能降耗部分政策

資料來源：中企顧問網整理

       三、蒸發冷與水冷、空冷式比較，節能環保綜合優勢明顯

       1、傳統水冷、空冷節能效果差，未來應用空間將受限

       水冷卻器適用于水資源豐富的地區，在現今很多工業領域中，仍然是使用最廣泛的一種冷卻方式。水冷設備主要缺陷為耗水量大，在國家“節約用水、節能降耗”政策背景下，傳統水冷設備未來應用空間受限，正逐步被其它冷卻設備替代。

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

       近年來國家發改委推廣節水的空冷器取得一定的進展，與水冷相比，空冷節水65%以上。但由于空氣的熱比容低的先天缺陷，導致自身換熱效果差、受環境溫度影響大等，真正達到社會所期望的綜合節能、環保目標，還存在以下待解決完善的問題：

       1）汽輪機背壓高，循環效率低；

       2）節水不節能，空氣傳熱效果差，以煤等能源的消耗為代價降低水耗。由于風機數量多、功率大，耗電量一般占到電廠負荷的3%左右；

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

       4）占地面積大，造價和運營成本高。一次投資成本高，較水冷、蒸發冷等要高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。

       2、蒸發冷節能節水環保效果明顯，已得到普遍認同并在各工業領域推廣

       蒸發式冷卻（凝）設備是指以水為冷卻介質，以空氣為載體，通過水的蒸發帶走熱量，對被冷卻介質進行冷卻（凝）的設備。蒸發冷的換熱機理為通過水的汽化潛熱帶走被冷卻介質冷卻（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，其循環水量可大幅降低，僅為水冷設備的10%~30%，蒸發冷的耗水量約為水冷設備（含冷卻塔）的50%~80%。除了水耗大幅度下降外，蒸發冷還具有換熱效果好、節能、節地和環保等優勢。換熱效果方面，蒸發冷的冷凝溫度比空冷式低8~14℃，比水冷設備低3~6℃。節地方面占地面積約為水冷設備的30%~60%，空冷器由于傳熱效率低，要實現同樣的換熱量，其體積和質量都大大高于蒸發式。環保方面，化工、石油、冶金等工業領域采用水冷設備常常會因為被冷卻介質排放存在嚴重的環境污染。

       我國上世紀80年代引進該技術，隨著國家和企業對節能節水的重視蒸發冷設備上世紀90年代后在制冷空調領域應用發展迅速，冷卻（凝）效率及節水節能效果也已經得到普遍認同，并開始向各工業領域推廣。

空冷、水冷、蒸發冷比較

       目前蒸發冷仍然未能完全取代水冷、空冷設備，主要由于：1、蒸發冷在我國的發展時間相對較短，各工業領域對于其特點和優勢存在逐步認識過程；2、蒸發冷設備的傳熱傳質過程相當復雜，我國在設計運用方面還存在不足，加上我國地域遼闊，各地自然環境差異較大，導致蒸發冷的應用過程中存在不同環境換熱效率差異大、易結垢（污垢可使設備的效能降低30%~60%）等問題影響了蒸發冷的適用性和推廣應用速度。

       四、高效復合冷是對蒸發冷的重大改進和提升，替代傳統冷卻(凝)器是大趨勢

       1、高效復合冷是將蒸發冷和空冷優化組合而成的高效冷卻（凝）器

       高效復合型冷卻（凝）器（簡稱高效復合冷），是一種將蒸發潛熱換熱和空冷換熱優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式換熱器的串、并聯合理優化組合，將傳統空冷凝汽器中的部分管束由空冷換熱改為蒸發換熱，以空冷換熱為主，蒸發換熱為保證背壓的補充措施。乏汽由分配管進入順流管束中進行空冷換熱，管束中未冷凝的蒸汽沿著凝結水聯箱進入逆流管束中再次進行蒸發換熱。不凝性氣體在逆流管束上部由抽真空系統排出，凝結水匯集于凝結水聯箱中，通過管道送入回熱系統循環利用。

       運行過程為：1、當環境溫度較低空冷部件能滿足系統需要時，蒸發部件處于關閉狀態；2、當環境溫度高到一定程度，空冷不能滿足背壓需求時，蒸發部件啟動，因蒸發換熱與環境的干球溫度無關，換熱效果不受環境干球溫度影響，并且換熱效率高，可以較好的降低背壓，保障系統穩定、高效運行。

  高效復合型冷卻（凝）器的基本結構和運行過程

       主要優點包括：

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

       2、換熱效果和環境干球溫度無關，受環境溫度影響較小，且真空容積小，因此系統背壓穩定可靠，發電效率高；

       3、換熱效率高，循環水在設備內自循環蒸發換熱，不會對河流等造成熱污染；

       4、因蒸發部件的投資成本遠低于空冷部件，故組合后一次投資成本降低。且系統簡單，耗電量小、運行成本低；

       5、設備采用模塊化，系列化設計，安裝極為方便，操作費用低，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、蒸發式換熱器換熱管為光管，有效的防止了結垢。

高效復合冷設備各項指標全面優于水冷、空冷設備

       2、高效復合冷是對蒸發冷的重大改進和提升

       高效復合是對蒸發冷設備的重大改進和提升，不僅解決了普通蒸發冷設備存在的受不同地域氣候條件影響大、季節適應性不強、易結垢等問題；還進一步提升了設備節水、節能、高效的綜合性能優勢，并有助于各應用領域的清潔生產。

       高效復合冷對冷卻（凝）設備制造行業的影響和意義在于，1、這項技術徹底改變了我國煤化工、石油化工等行業多年來一直沿用的高耗能、高耗水的換熱工藝，為化工企業實現清潔生產、綠色生產；2、拓展了蒸發冷設備的應用范圍，使蒸發冷技術的先進機理在制冷空調以外的煤化工、石油化工、冶金、電力等領域得到更為高效地運用；3、高效復合冷充分吸收了空冷器節水的優點，整個冷卻系統較普通蒸發冷更加節水，使得運行成本大幅下降。高效復合冷節水、節能、高效的特點，符合當今中國工業生產節水、節能的發展趨勢，擁有廣闊的市場前景，為中國蒸發式冷卻（凝）設備應用的快速拓展打下了堅實的基礎。

       3、模塊化結構設計滿足冷卻設備可靠性、穩定性、可維護性等方面的要求

       高效復合型冷卻（凝）器系統由數個便于組裝的管束（板束）模塊組成，當某一模塊出現問題時，只需將模塊進行切換，不影響設備的正常運行，滿足了石油化工等大型裝置在持續運行時間、設備可靠性、穩定性、可維護性等方面的要求，并使設備模塊的整體防腐處理得以實現。此外，當裝置在生產低谷時可以關閉部分模塊，以降低運行費用，再次減少能耗和水耗。