螺桿壓風(fēng)機(jī)冷卻器結(jié)垢治理及預(yù)防

孫鑫戩　白利勵　張堅

摘要：我礦壓風(fēng)機(jī)配備四臺LS-320型螺桿式壓風(fēng)機(jī)，為我礦生產(chǎn)及壓風(fēng)自救系統(tǒng)提供壓力風(fēng)源，其冷卻形式為水冷，而在長期的使用中其冷卻器結(jié)垢問題一直是困擾和影響壓風(fēng)機(jī)運行的最大難題，本文對螺桿壓風(fēng)機(jī)冷卻器結(jié)垢的成因、治理及預(yù)防三方面闡述，借此與兄弟礦技術(shù)管理人員探討經(jīng)驗，提高維護(hù)、使用技能。

關(guān)鍵詞：冷卻器；結(jié)垢；除垢

1.螺桿壓風(fēng)機(jī)冷卻循環(huán)方式及重要性

我礦壓風(fēng)機(jī)房配備四臺LS-320型螺桿式壓風(fēng)機(jī)，整個機(jī)組為水冷機(jī)組，機(jī)組的水路系統(tǒng)作為其四大系統(tǒng)之一可謂是至關(guān)重要，充當(dāng)著為機(jī)組作功降溫的重要作用，其冷卻器分為二部份，其一是為壓縮后的高溫空氣冷卻，稱為后冷器，其二是為循環(huán)油路內(nèi)潤滑油冷卻的冷卻器，稱為油冷卻器，其冷卻介質(zhì)均為水，壓風(fēng)機(jī)工作時陰陽轉(zhuǎn)子作功產(chǎn)生大量的熱源，一方面被壓縮空氣帶走，另一方面被為機(jī)頭其提供潤滑、密封、散熱的潤滑油脂帶走，任何一項都超溫意味著停機(jī)事項和對潤滑油油質(zhì)的不可逆轉(zhuǎn)的破壞，螺桿式壓風(fēng)機(jī)油質(zhì)為美國壽力公司專供，極為昂貴，而且長期高溫運行還會導(dǎo)致壓風(fēng)機(jī)效率低下，核心部件干磨損壞等重大事故.所以其水冷卻器的換熱效率必須穩(wěn)定、高效。

2.螺桿壓風(fēng)機(jī)風(fēng)油冷卻器的結(jié)構(gòu)和布置

螺桿式壓風(fēng)機(jī)的后、油冷卻器均為列管臥式冷卻器，列管材質(zhì)為銅，冷卻水從管內(nèi)流過，油從列管間流過，中間折返使油折流，銅管外壁為波紋結(jié)構(gòu)，以增大散熱面積，體積小、效率高。如圖1。

圖1

2.1冷卻器的布置

螺桿壓風(fēng)兩冷卻器在機(jī)體內(nèi)上下布置，冷卻水自后冷卻器進(jìn)水口進(jìn)入，自出口排出，而后重新進(jìn)入油冷卻器入口，自油冷卻器出口排出，兩冷卻器屬于串聯(lián)聯(lián)接，而這種聯(lián)接方式?jīng)Q定了油冷卻器結(jié)垢程度遠(yuǎn)高于后冷卻器。

3.螺桿壓風(fēng)機(jī)冷卻器結(jié)垢過程和機(jī)理

我礦壓風(fēng)機(jī)冷卻水循環(huán)采用敞開式循環(huán)水， 且水質(zhì)較硬，雖然使用中性水，但由于冷卻水系統(tǒng)也是敞開式的。冷卻水的降溫循環(huán)利用室外的冷卻塔和冷卻水簾作為冷卻方式，這種敞開式循環(huán)水的水中不免會發(fā)生水質(zhì)變化，礦區(qū)水質(zhì)中含有有一些鈣鎂離子會在一定熱條件下反應(yīng)形成水垢，尤其是油冷卻器回水列管內(nèi)壁，結(jié)垢現(xiàn)象嚴(yán)重，甚至堵塞銅管，結(jié)垢不僅影響換熱效率，還在很大程度上影響了水流量，水流量越低，水溫越高，結(jié)垢速度越快，往往這種情況在幾天之內(nèi)就會發(fā)展到超溫，從而造成因冷卻效果差致使排氣溫度過高，最終停機(jī)問題。所以回水流量也是監(jiān)控結(jié)垢程度的一項參數(shù)。超溫停機(jī)不僅影響生產(chǎn)，還無形增加生產(chǎn)成本。

4.水垢的清除和預(yù)防

所謂水垢其實是水中鈣鎂離子等無機(jī)鹽在溫度升高時結(jié)晶析出，在管壁上形成由碳酸鈣、碳酸鎂為代表的硬質(zhì)層，這種硬質(zhì)層往往，特別堅硬、致密。根據(jù)我隊對水垢特點的認(rèn)識，結(jié)合傳統(tǒng)機(jī)械除垢方法，我們采用機(jī)械和化學(xué)結(jié)合的方法進(jìn)行。

4.1機(jī)械除垢

在現(xiàn)場實際中，最后一級冷卻器，即最末端的銅管結(jié)垢最為嚴(yán)重，其它段內(nèi)因水溫度不高，結(jié)垢尚輕，所以一概采用化學(xué)清洗的方法處理勢必會腐蝕結(jié)垢輕微的薄弱部分，而對于真正結(jié)垢嚴(yán)重或完堵塞的部分作用卻微乎其微，所以對于那些完全堵塞的銅管我們采用沖擊鉆配合特制的帶有排屑孔的深孔鉆頭的方式，將其鉆透，再將∮6mm鋼絲繩在各股鋼絲間斷剪斷，使鋼絲繩其密布鋼絲毛刺，穿入結(jié)銅管，然后兩端反復(fù)拉拽，這種方法可以將密致且光滑的水垢表面劃出溝痕，為一步清洗做準(zhǔn)備；對于那此尚未堵塞但結(jié)垢嚴(yán)重的銅管，也應(yīng)采用鋼絲拉拽法先行處理。

4.2化學(xué)除垢

化學(xué)除垢是除垢過程的最后一步，也是最為關(guān)鍵的一步，我們采用的是市面多見的緩蝕除垢劑，這種除垢劑一般緩蝕率高，對冷凝器設(shè)備損傷極小，配合小流量尼龍循環(huán)泵即可，因為每根管先期處理程度不一樣，所以在化學(xué)清洗這步，也不建議進(jìn)行整體清洗，為此我們制作了單管清洗接頭，實施單根管的清洗，這種方法雖耗時，但效果和安全性更高， 藥劑量計算方法可用通用公式計算G=1.97*F*h*a式中的G-用藥量（噸）F-單管受熱面積（平方米）h=水垢厚度（毫米） a-密度2.7T/m3， 也可以按照系統(tǒng)水容積計算，使用量為20～30Kg/1000kg，即2～3%，最后還是加入銅專用保護(hù)劑，對銅表面做鈍化處理。

4.3結(jié)垢預(yù)防

對于控制冷卻器的結(jié)垢最為重要的是對水溫的控制，跟據(jù)使用經(jīng)驗回水溫度控制在40℃以內(nèi)時，結(jié)垢速率大為減少，平均每年清洗一次即可，在生產(chǎn)中必要時還可調(diào)換后、油冷卻器的進(jìn)回水方向，變換高水溫結(jié)垢區(qū)域，減緩其一部分的惡性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 姜慶樂.《壓風(fēng)機(jī)操作工》.煤炭工業(yè)部.

[2]《礦山機(jī)械》.煤炭工業(yè)部.

作者簡介：

孫鑫戩（1974-），遼寧省調(diào)兵山市，1997年畢業(yè)于沈陽工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計與制造專業(yè)，高級工程師，現(xiàn)為鐵能集團(tuán)小青礦運轉(zhuǎn)隊副隊長。

白利勵（1982-），男，助理工程師，2007年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械制造及自動化專業(yè)，現(xiàn)任職于鐵能集團(tuán)小青礦運轉(zhuǎn)隊。

張堅（1982-），遼寧省調(diào)兵山市，2012年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械工程及自動化專業(yè)，工程師，現(xiàn)為小青礦機(jī)修廠技術(shù)員。