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液压油站换热效果差的原因分析及措施

2020.01.07

某公司#3线5000t/d预分解窑熟料生产线，实际产量在5700t/d左右。因原篦冷机生产能力受限，于2014年12月升级换代，由三代充气梁式液压传动篦冷机改造成四代推动棒式篦冷机，型号GL4×6，有效冷却面积为142.2㎡，冲程0～30次/min，配套迈克液压驱动系统。液压控制参数为：额定流量260L/min，使用温度35~58℃，四台液压泵工作，外加一台备用泵。液压油箱油量控制在2800L左右，使用壳牌VG46#抗磨液压油，设置油温55℃报警，65℃液压油站跳停。篦冷机正常运行推14～16次／min，压力在15~17MPa之间。

一、存在的问题

液压油站配圆柱列管式油水换热器，型号GLC，冷却面积21㎡。在使用过程中，液压油温偏高(54～59℃)，高温天气时油温高达63℃。由于油温偏高，造成：

(1)液压管路控制元件橡胶油封老化快，易渗油、漏油，需经常在线更换，工人劳动强度增加，还造成液压油浪费。

(2)液压缸轴密封和活塞密封老化快，需定期检查、保养，否则会突发大量漏油，被动更换液压缸。由于液压缸驱动结构原因在线处理难度大，需停机处理，影响运转率。

(3)油温高对油质影响大，性能降低。实测列管式换热器循环水进出口温度相差3℃，油温进出口相差5℃，油箱内油温高，热交换效率低，冷却面积小。检修清洗列管换热器发现部分列管被微细淤泥堵塞，减小了冷却面积，影响到热交换效率。

二、解决方案及效果

在2015年8月检修期间利用油站空地增加一台板式热交换器与列管换热器并联(见图1)，板式换热器型号TTBRO，换热面积30㎡。窑启运后液压油降温效果明显，保持在42～45℃，但半月内油温又逐渐上升至50℃左右。未达到理想冷却效果。

换热器冷却油效果差有几方面原因：(1)设计换热面积不合理，达不到冷却效果。(2)不符合水质要求的循环水注入换热器冷却，水质硬度大，水中的钙镁碳酸盐遇热分解为碳酸钙和氢氧化镁等沉淀物，沉积附着于换热器表面而大幅降低热交换效率。此类水垢坚硬，需用酸清洗。(3)循环水中杂质多，细微颗粒在换热器内沉积淤塞。

利用一次检修再次对列管式和板式换热器进行拆卸清洗。板式换热器水路沉积大量细微颗粒淤泥，列管中还有堵塞现象。冷却效果不好主要是淤泥沉积，影响热交换，但此类淤泥好清洗。

分析循环水中含细微泥质原因为：该公司应环保形势要求和节约用水原则，决定厂区内废水不出厂，2008年修建了三个串联的总容量3290m³的大型水沉淀池，利用排水沟收集排放废水和雨水，用来供水车地面洒水和水泥磨独立循环水系统降温，收集水中存在细微颗粒悬浮物。2013年开始为节约地下水资源，#3熟料生产线系统循环水泵站水池原用地下深井水补水，现利用地下水和沉淀池回水相结合方式补水。泵站水池内添加阻垢剂，控制循环水硬度在9～10mmol/L之间。循环水硬度虽不低但换热器温度对结垢影响不大，结合实际检查并无硬质水垢，所以不是影响热交换的主因。又由于循环水中有回收利用废水，存在大量细微泥质颗粒悬浮物。换热器结构决定内部流速降低，微小悬浮物在此沉淀聚积，造成部分堵塞，从而换热效率降低。

由于运行期间设备不允许停运，换热器不能随意拆卸清洗，结合实际情况，决定增加反冲洗阀门来排除换热器内沉积淤泥。现换热器进出口管道直径是Φ40mm，循环水压力控制在0.35～0.4MPa之间。于是在换热器循环水进水管道加Φ40mm截止阀，在新增截止阀和换热器循环水进口法兰之间加Φ25mm外排水阀门(见图1)。操作时关闭进水阀门，打开外排水阀门，迅速降压，利用回水压力冲洗出换热器内沉积的淤泥。

制定操作制度，定期反冲，可见到明显的浑浊循环水排出。反冲以来液压站油温长期可稳定在42~46℃之间，增加了液压设备的使用周期，提高了运转率，降低了材料消耗和工人劳动强度。

三、结语

(1)换热器频繁拆卸清洗，影响列管式换热器内铜管使用周期。清洗操作不规范会损伤铜管，形成内漏，造成更大损失。板式换热器每次拆装要防止安装错误造成水、油短路或内外漏。拆卸清洗频繁，会造成人工和液压油的浪费。增加反冲则很好的解决了此类因循环水杂质而造成的换热效果差的难题。

(2)针对循环水现状，窑中托轮油温偏高，在窑中托轮循环水进口增加反冲洗阀门，油温得以有效控制稳定在45~55℃；且窑主减速机油站换热器进口增加反冲阀门，油温降低效果明显。