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液壓油站換熱效果差的原因分析及措施

2020.01.07

某公司#3線5000t/d預分解窯熟料生產線，實際產量在5700t/d左右。因原篦冷機生產能力受限，于2014年12月升級換代，由三代充氣梁式液壓傳動篦冷機改造成四代推動棒式篦冷機，型號GL4×6，有效冷卻面積為142.2㎡，沖程0～30次/min，配套邁克液壓驅動系統。液壓控制參數為：額定流量260L/min，使用溫度35~58℃，四臺液壓泵工作，外加一臺備用泵。液壓油箱油量控制在2800L左右，使用殼牌VG46#抗磨液壓油，設置油溫55℃報警，65℃液壓油站跳停。篦冷機正常運行推14～16次／min，壓力在15~17MPa之間。

一、存在的問題

液壓油站配圓柱列管式油水換熱器，型號GLC，冷卻面積21㎡。在使用過程中，液壓油溫偏高(54～59℃)，高溫天氣時油溫高達63℃。由于油溫偏高，造成：

(1)液壓管路控制元件橡膠油封老化快，易滲油、漏油，需經常在線更換，工人勞動強度增加，還造成液壓油浪費。

(2)液壓缸軸密封和活塞密封老化快，需定期檢查、保養，否則會突發大量漏油，被動更換液壓缸。由于液壓缸驅動結構原因在線處理難度大，需停機處理，影響運轉率。

(3)油溫高對油質影響大，性能降低。實測列管式換熱器循環水進出口溫度相差3℃，油溫進出口相差5℃，油箱內油溫高，熱交換效率低，冷卻面積小。檢修清洗列管換熱器發現部分列管被微細淤泥堵塞，減小了冷卻面積，影響到熱交換效率。

二、解決方案及效果

在2015年8月檢修期間利用油站空地增加一臺板式熱交換器與列管換熱器并聯(見圖1)，板式換熱器型號TTBRO，換熱面積30㎡。窯啟運后液壓油降溫效果明顯，保持在42～45℃，但半月內油溫又逐漸上升至50℃左右。未達到理想冷卻效果。

換熱器冷卻油效果差有幾方面原因：(1)設計換熱面積不合理，達不到冷卻效果。(2)不符合水質要求的循環水注入換熱器冷卻，水質硬度大，水中的鈣鎂碳酸鹽遇熱分解為碳酸鈣和氫氧化鎂等沉淀物，沉積附著于換熱器表面而大幅降低熱交換效率。此類水垢堅硬，需用酸清洗。(3)循環水中雜質多，細微顆粒在換熱器內沉積淤塞。

利用一次檢修再次對列管式和板式換熱器進行拆卸清洗。板式換熱器水路沉積大量細微顆粒淤泥，列管中還有堵塞現象。冷卻效果不好主要是淤泥沉積，影響熱交換，但此類淤泥好清洗。

分析循環水中含細微泥質原因為：該公司應環保形勢要求和節約用水原則，決定廠區內廢水不出廠，2008年修建了三個串聯的總容量3290m3的大型水沉淀池，利用排水溝收集排放廢水和雨水，用來供水車地面灑水和水泥磨獨立循環水系統降溫，收集水中存在細微顆粒懸浮物。2013年開始為節約地下水資源，#3熟料生產線系統循環水泵站水池原用地下深井水補水，現利用地下水和沉淀池回水相結合方式補水。泵站水池內添加阻垢劑，控制循環水硬度在9～10mmol/L之間。循環水硬度雖不低但換熱器溫度對結垢影響不大，結合實際檢查并無硬質水垢，所以不是影響熱交換的主因。又由于循環水中有回收利用廢水，存在大量細微泥質顆粒懸浮物。換熱器結構決定內部流速降低，微小懸浮物在此沉淀聚積，造成部分堵塞，從而換熱效率降低。

由于運行期間設備不允許停運，換熱器不能隨意拆卸清洗，結合實際情況，決定增加反沖洗閥門來排除換熱器內沉積淤泥?，F換熱器進出口管道直徑是Φ40mm，循環水壓力控制在0.35～0.4MPa之間。于是在換熱器循環水進水管道加Φ40mm截止閥，在新增截止閥和換熱器循環水進口法蘭之間加Φ25mm外排水閥門(見圖1)。操作時關閉進水閥門，打開外排水閥門，迅速降壓，利用回水壓力沖洗出換熱器內沉積的淤泥。

制定操作制度，定期反沖，可見到明顯的渾濁循環水排出。反沖以來液壓站油溫長期可穩定在42~46℃之間，增加了液壓設備的使用周期，提高了運轉率，降低了材料消耗和工人勞動強度。

三、結語

(1)換熱器頻繁拆卸清洗，影響列管式換熱器內銅管使用周期。清洗操作不規范會損傷銅管，形成內漏，造成更大損失。板式換熱器每次拆裝要防止安裝錯誤造成水、油短路或內外漏。拆卸清洗頻繁，會造成人工和液壓油的浪費。增加反沖則很好的解決了此類因循環水雜質而造成的換熱效果差的難題。

(2)針對循環水現狀，窯中托輪油溫偏高，在窯中托輪循環水進口增加反沖洗閥門，油溫得以有效控制穩定在45~55℃；且窯主減速機油站換熱器進口增加反沖閥門，油溫降低效果明顯。

(3)對于水資源節約利用應給予鼓勵，但在改變了循環水的一些水質特性時應提前做好防范措施，否則會對設備造成影響。