25MN自由鍛壓機(jī)冷卻水系統(tǒng)改造

南建輝 韓 超

（寶雞市寶鈦集團(tuán)有限公司鍛造廠，陜西 寶雞 721014）

寶鈦集團(tuán)是全國(guó)鈦材加工的龍頭企業(yè)，鍛造是鈦材加工的一道重要工序，為此寶鈦集團(tuán)于二十一世紀(jì)初分別從德國(guó)MEER公司引進(jìn)了25MN自由鍛壓機(jī)和德國(guó)GLAMA公司引進(jìn)了兩臺(tái)15t鍛造操作機(jī)。

冷卻系統(tǒng)作為25MN油壓機(jī)組必不可少的一部分，其冷卻能力的高低，將直接影響到整套設(shè)備是否可以正常運(yùn)行。隨著設(shè)備的使用年限的增加，冷卻系統(tǒng)的冷卻效果開(kāi)始逐漸降低，尤其在進(jìn)入夏季時(shí)，油溫最高達(dá)到60℃，壓機(jī)和操作機(jī)保護(hù)頻繁報(bào)警。為此我們對(duì)25MN自由鍛壓機(jī)的冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行了改造。

一、改造前概述：

壓機(jī)的主冷卻器為板式冷卻器，兩臺(tái)操作機(jī)配置的是管式散熱器。冷卻水從冷卻水泵站輸出后，到達(dá)冷卻器進(jìn)行熱交換，然后經(jīng)過(guò)冷卻塔冷卻降溫，最后回到冷卻水池。冷卻水系統(tǒng)原理圖如下所示：

該系統(tǒng)運(yùn)行中存在以下問(wèn)題：

1 管式冷卻器結(jié)垢，減小換熱面積及換熱效率。

兩臺(tái)操作機(jī)配備的是都是管式冷卻器，由于長(zhǎng)時(shí)間工作，冷卻水結(jié)垢嚴(yán)重，造成冷卻器內(nèi)水管堵塞，大大減小了換熱面積，使得冷卻效果大打折扣。一旦長(zhǎng)時(shí)間工作，油溫過(guò)高就無(wú)法繼續(xù)生產(chǎn)。

圖1 冷卻系統(tǒng)原理圖

2 冷卻管路布置存在不合理

由于冷卻泵站在A操作機(jī)一側(cè)，距離B操作機(jī)較遠(yuǎn)，這就使得冷卻水泵的輸出水到兩臺(tái)操作機(jī)的冷卻器距離相差了20米，造成冷卻水到達(dá)兩臺(tái)冷卻器的流量也產(chǎn)生了差異。這樣的結(jié)果就是A操作機(jī)油溫下降速度尚可，而B(niǎo)操作機(jī)油溫下降速度較慢，冷卻效果不太理想。

3 德方設(shè)計(jì)時(shí)存在缺陷

在壓機(jī)主水冷卻系統(tǒng)中，德國(guó)MEER公司配備的電動(dòng)蝶閥，示意圖如圖2。

上圖中的電動(dòng)蝶閥受溫度控制，當(dāng)溫度升高到設(shè)定溫度上值時(shí)，蝶閥打開(kāi)，冷卻水進(jìn)入冷卻器開(kāi)始冷卻循環(huán)；當(dāng)溫度降低到設(shè)定下值時(shí)，蝶閥關(guān)閉，冷卻水循環(huán)停止。這種控制方式存在的弊端也顯而易見(jiàn)，冷卻循環(huán)系統(tǒng)中，當(dāng)電動(dòng)蝶閥關(guān)閉時(shí)，就會(huì)造成憋壓，這里僅僅依靠安全閥是很不可靠的，目前的系統(tǒng)就頻繁出現(xiàn)將泵憋死的情況，對(duì)泵和電機(jī)造成很大的損害。

4 夏季冷卻塔能力不足

寶雞地區(qū)夏季天氣炎熱，而且25MN自由鍛壓機(jī)連續(xù)處于工作狀態(tài)，冷卻塔的能力在此期間就顯得相形見(jiàn)拙。

二、改造實(shí)施：

通過(guò)對(duì)目前冷卻系統(tǒng)現(xiàn)狀的分析，決定對(duì)冷卻系統(tǒng)以下幾點(diǎn)進(jìn)行改造：

1 針對(duì)結(jié)垢，加設(shè)水處理器

針對(duì)操作機(jī)管式冷卻器被水垢堵塞，影響冷卻效果的問(wèn)題，采用了除了定期進(jìn)行除垢處理外，在冷卻水泵與冷卻器之間加設(shè)水處理器，以減少結(jié)垢和對(duì)管網(wǎng)的腐蝕。

2 管路改動(dòng)

圖2

圖3

將原來(lái)的操作機(jī)冷卻水出泵站后分兩路改為冷卻水泵的輸出水管路在A、B操作機(jī)中間位置分流，分別供給A、B兩臺(tái)操作機(jī)。這樣冷卻水到操作機(jī)冷卻器的距離相差無(wú)幾，不會(huì)造成流量上有過(guò)大差異。

3 針對(duì)電動(dòng)蝶閥的改造

由于電動(dòng)蝶閥的控制方式，容易造成憋壓，對(duì)泵造成損傷。而要解決這種現(xiàn)象，僅僅依靠系統(tǒng)中水泵前端的安全閥是不可靠的。最終決定，在系統(tǒng)中再增加一個(gè)同型號(hào)的電動(dòng)蝶閥，在電氣控制上，實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)電動(dòng)蝶閥的反鎖。改造后的示意圖如圖3。

這兩個(gè)電動(dòng)蝶閥實(shí)現(xiàn)了電氣反鎖，當(dāng)原先的蝶閥開(kāi)啟時(shí)（即開(kāi)始冷卻水循環(huán)時(shí)），新增加的蝶閥關(guān)閉；當(dāng)原先的蝶閥關(guān)閉，新增加的蝶閥就會(huì)開(kāi)啟。這樣改動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)有：1）可以有效的防止憋壓對(duì)水泵造成的損傷；2）即使就是冷卻水不經(jīng)過(guò)冷卻器，冷卻循環(huán)也不會(huì)中斷，冷卻進(jìn)水通過(guò)新增加的電動(dòng)蝶閥進(jìn)入回水管路，經(jīng)過(guò)冷卻塔降溫，回到冷卻水池。

4 夏季冷卻塔能力不足的改進(jìn)

針對(duì)夏季炎熱天氣，設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的情況，最終決定增加二級(jí)冷卻。改造后：1）設(shè)冷、熱兩個(gè)水池，使其相互連通，并對(duì)熱水池進(jìn)行溫度監(jiān)控； 2）增設(shè)一個(gè)二級(jí)冷卻塔；3）增設(shè)一個(gè)循環(huán)水泵。

在正常工作時(shí)，冷卻水被泵從冷水池抽出，在冷卻器進(jìn)行熱交換后，進(jìn)入熱水池，由于兩水池相通，最終回到冷水池；在特殊情況下（如天氣炎熱，一級(jí)冷卻能力不足），經(jīng)過(guò)熱交換回到熱水池的冷卻水水溫較高時(shí)，溫度監(jiān)控就會(huì)報(bào)警。此時(shí)，新增加的循環(huán)水泵、二級(jí)冷卻塔將會(huì)開(kāi)啟，循環(huán)水泵將熱水池的水打入二級(jí)冷卻塔，經(jīng)過(guò)冷卻后進(jìn)入冷水池（見(jiàn)圖4）。

圖4 改造后的原理圖

三、改造效果

2 5MN自由鍛壓機(jī)冷卻水系統(tǒng)改造兩年來(lái)，壓機(jī)及操作機(jī)油溫最高基本維持在50℃左右，滿足了液壓油的工作環(huán)境溫度要求，其余各部件也運(yùn)行平穩(wěn)，沒(méi)有再出現(xiàn)泵憋壓等情況，有力的確保了企業(yè)的穩(wěn)產(chǎn)。

[1]祁魯梁，李本高.冷卻水處理技術(shù)和管理問(wèn)答[M].北京：中國(guó)石化出版社，2010.

[2]朱月海.循環(huán)冷卻水[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.