流動機械散熱器在糧食港口中的研究與應用

◎ 邢 萌，董良太，胡 松，王兆坤，郭鳳琛

（日照港裕廊股份有限公司，山東 日照 276826）

日照港裕廊股份有限公司主要經營的貨種有大豆、木薯干、木片、玉米及植物油等，公司現有散糧類貨物疏港方式主要分為汽運疏港、火車疏港、轉水疏港和流程疏港四大類，其中汽運疏港作業設備以流動機械為主[1]。隨著港口接卸貨種的不斷增加，流動機械散熱系統在日常接卸散雜貨過程中易積攢大量粉塵、木屑，散熱器被粉塵堵塞嚴重（如圖1、圖2 所示），降低了散熱效果，發動機和液壓系統工作時產生的熱量不能及時有效散發，設備如果未能及時停機沖洗散熱器，還會發生嚴重的高溫機損事故，給設備使用方造成大量人力、物力等相關費用的投入，影響港口生產作業。本文重點分析流動機械散熱系統中水冷散熱器和油冷散熱器結構對散熱效果的影響，對比管帶式散熱器芯與管片式散熱器芯在港口中的應用 效果。

圖1 流動機械作業環境圖

圖2 散熱器堵塞圖

1 流動機械散熱系統簡介

流動機械設備種類主要有液壓抓料機、裝載機、叉車和射霧車，這四類設備散熱系統主要由水冷散熱器、油冷散熱器、中冷器構成，發動機運轉產生的熱量通過水冷散熱器降溫，設備液壓系統運行產生的熱量通過油冷散熱器降溫，經過渦輪增壓器加壓后的高溫空氣溫度通過中冷器降溫，其中水冷散熱器和油冷散熱器通過各自的冷卻液把吸收的熱量通過發動機吸風扇旋轉抽吸的方式散發到大氣中去[2]。散熱器由上儲水（油）室、散熱器芯和下儲水（油）室等組成，其作用是增大散熱面積，加速冷卻液的冷卻，保障發動機和液壓系統在適宜的溫度下工作運轉[3]。

2 問題分析與可行性研究

（1）部分設備水冷散熱器均為管帶式散熱器芯，散熱器芯采用冷卻管路和散熱片沿縱向間隔排列的方式，散熱片呈波浪形，結構如圖3 所示。由于這種散熱器芯結構剛度較差，在散熱器沖洗時，會出現散熱片大面積變形現象如圖4 所示。

圖3 管帶式散熱器芯圖

圖4 散熱片變形圖

（2）部分設備水冷散熱器芯的冷卻水管成交叉式不規則排列（如圖5 所示），粉塵與水的混合物通過性較差，堵塞后的粉塵影響冷空氣的通過，風阻較大。

圖5 冷卻水管排列方式圖

（3）經現場測量，部分設備水冷散熱器芯的散熱片間隙為2 mm，散熱器芯極易被粉塵堵塞，不僅降低了通過散熱器的風量，而且延長了散熱器沖洗時間，造成用水量增加。

（4）部分設備水冷散熱器和油冷散熱器成前后串聯方式排列，水冷散熱器靠近發動機吸風扇一側，油冷散熱器在外側（如圖6 所示）。由于冷風先經過油冷散熱器散熱，所以油冷散熱器散熱效果較好，而水冷散熱器效果較差。水冷散熱器和油冷散熱器之間有32 mm 間隔（如圖7 所示），間隔上方密封墊老化后，粉塵可以直接落到散熱器之間，極大地降低了散熱效果。

圖6 散熱器排列方式圖

圖7 散熱器之間有間隔圖

3 方案實施

根據上述問題，制訂相應的改造方案并實施：①拆除設備散熱器芯上所有管帶式散熱片，加裝管片式散熱片，結構如圖8 所示。管片式散熱片增大了散熱器的強度和剛度，提高耐壓性，解決散熱片易被沖洗易變形的問題（如圖9 所示）。②采用冷卻管路直排式排列的散熱器芯，減小風阻，提高粉塵與水的混合物的通過能力。③在保障水冷散熱器的散熱效果的基礎上，盡可能地增大散熱片間隙，散熱片間隙由2 mm改為6 mm，降低散熱器堵塞幾率。④采用水冷和油冷散熱器左右并列的結構方式組合，取消了散熱器之間的間隔，保障兩具散熱器的散熱效果，結構如圖10所示。

圖8 管片式散熱器芯圖

圖9 管片式散熱器實物圖

圖10 散熱系統主要元件圖

4 結語

本文調研了流動機械設備作業現場情況，總結了散熱器在糧食港口中應用出現的問題，針對現存問題逐一制訂改造方案，提出了管片式散熱器在糧食港口中的應用優勢，解決了散熱器易被粉塵堵塞的問題，保障散熱器最佳散熱效果，降低了發動機和液壓系統高溫頻次，延長發動機和液壓元件使用壽命，保障港口作業設備的連續穩定運轉。