列管式冷却器实施在线反冲洗改造 降低检修费用

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[摘 要]冷却器由于较大颗粒堵塞及沉积物滞留在冷却管壁上，结成硬块与管垢，使散热、换 热功能降低。解决办法目前似乎不多；在选用冷却器的冷却能力时，应尽量以实践为依据，留有较大的换热余地（增加10%-25%容量） ；不得已时采用机械的方法解体清理，为解决这一问题我们对冷却器加装反冲洗装置，在线对冷却器进行反冲洗，实践证明效果较好，减少了较大颗粒堵塞及沉积物滞留，延长了解体检修周期。

[关键词]冷却器 冲洗 在线冲洗

中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）35-0262-01

1.概述

莱芜天元气体公司六万制氧机组是有林德气体设计的内压缩流程机组氧气产量60000m3/h，氮气产量120000 m？/h，氩气产量1500 m？/h同时还生产氪、氖等稀有气体，机组自投产以来由于冷却水质差，较大颗粒堵塞管束，造成冷却器换热面积减小，年生使冷却器不能正常运行，导致了压缩机中每一级的进口、出口参数偏离，影响了级与级之间的匹配性能，降低了压缩机的效率，减少了加工气量，增加了机组的能耗，使机组的整体性能下降。最终使空分装置的产量下降，能耗增加，运行周期缩短，造成工况调节范围缩小。

2.机组冷却器原理

制氧机组冷却器按照用途分为中间气体冷却器、油冷却器、电机冷却器，六万制氧机组冷却器均采用列管式冷却器如图1所示，其特点传热系数高、换热面积大、结构紧凑合理、体积小、重量轻，其原理是冷却器的热介质是由筒体上的接管进口，顺序经各折流通道，曲折地流至接管出口。而冷却器介质则采用双管程流动，即冷却器介质由进水口经分水盖进入一半冷却器管之后，再从回水盖流入另一半冷却器管进入另一侧分水盖及出水管。冷介质在双管程流过程中，吸收热介质放出的余热由出水口排出，使工作介质保持额定的工作温度。

3.存在问题及原因分析

六万制氧机组中的油冷却器和中间气体冷却器总共有30只，这些冷却器均为列管式冷却器，由于冷却水质差，较大颗粒堵塞及沉积物滞留造成换热效果变差，压缩机组经常由于热介质得不到充分冷却而造成温度报警联锁停车，影响了制氧机组的安全运行，冷却器的堵塞是不可避免的现象，但是如果不及时清除会对压缩机的正常运行带来一定程度的危害，对于压缩机中间气体冷却器来说，由于压缩机的运转部件需要油的，因此，会使一部分压缩空气中含有油的成分，如冷却器失去其冷却的作用，气体被压缩机压缩所形成的高温（一般在140度到170度之间，或更高）得不到有效的降低，这部分油气将会结焦积碳并粘附在管道壁和冷却器散热片上，经过长时间的聚集，会使压缩空气通过的空间变得越来越小，这样长期的结果就会导致压缩空气送出去的量越来越少或送不出去，使压缩机失去其功能和意义。更严重的是对设备造成损害，并留下安全隐患，积碳本身属易燃物质，压缩机在通用设备里被定为高压压力容器设备，整个压缩机系统可用定时炸弹来形容实不为过。为保证设备安全运行，检修人员每两个月就需对机组所有冷却器进行解体清理，检修工作量巨大，而且增加了企业生产成本，不利于降本增效和提高企业的市场竞争力。根据存在问题通过对现场进行分析，在以最小的投资获得最大的收益的原则下，我们对机组冷却系统冷却器进行了改造，即对冷却器加装反冲洗装置，在线对冷却器进行反冲洗。

4.具体实施过程

在实施过程中我们共提出两种实施方案，并做了实验性改造，具体实施过程如下：

方案一：采用回水反冲洗

冷却器改造前如图2所示，冷却水由进水阀1进入冷却器管束，进入冷却器的水由回水阀2流出，进行不间歇循环，高温油或气由冷却器一侧进入管束空隙，由另一侧流出，高温油或气与温度低的冷却水进行热交换，从而冷却油或气使其温度降低。

冷却器回水反冲洗改造方法很简单即在进口阀与冷却器之间管道上加一反冲阀，如图3所示。回水反冲洗时只需关闭进水阀1，打开反冲阀3即可反冲洗（阀1与阀3应同时操作保证冷却水循环），冲洗完毕关闭反冲阀3打开进水阀1即可。采用回水反冲操作简单，但是回水压力较低，一些顽固沉积物不易冲出，反冲洗效果不是很明显。

方案二：采用进水反冲洗

采用进水反冲洗改造方法是在进口阀与冷却器之间管道上加一阀3，在冷却器回水阀2与冷却器之间官道上加一路进水并加进水阀6，如图4所示。冷却器正常工作时阀1、阀2处于开启状态，阀3、阀6处于关闭状态。反冲洗时应同时操作阀1、阀2、阀3、阀6，其中阀1、阀2关闭，阀3、阀6打开，然后迅速多次开关阀6用冲击水流对冷却器管束进行反复反冲洗。冲洗完毕同时操作上述各阀其中阀1、阀2打开，阀3、阀6关闭，此时冷却器恢复正常热交换运行状态。采用进水反冲洗，操作较复杂但进水压力高冲洗效果好，一些顽固的沉积物能被冲洗出，使冷却器解体清理的检修周期大大延长，检修周期延长为12个月，实践证明方案二更可行。

5.经济分析

目前六万制氧总共有30只冷却器，每两月进行解体清理一次，参照钢铁企业检修工程预算定额2004年、2005年版，每次检修工程预算总造价为133438.5元，每年检修费用为133438.5×6=800631元，改造后仅节省检修费用为800631元_133438.5元=667192.5元。

作者简介

景东坡，44岁，机械工程师。目前，在莱钢设备检修中心从事检修管理工作。