D1850—310/84鼓風機潤滑油冷卻系統改造

祁貴龍

摘 要：某鋼業有限公司動力廠三臺D1850-310/84離心式風機用于高爐供風，是高爐生產的重要設備之一。三臺鼓風機于2002年12月份相繼投入運行，在運行過程中三臺鼓風機均不同程度地出現冷卻器冷卻效果差、潤滑油溫度高的情況，從而致使機組各部位軸承溫度居高不下。機組軸承溫度經常處于報警狀態，造成軸承使用壽命短，極大地影響了機組的安全、穩定運行。通過分析、研究，最終制定措施和具體方案，將原有BLG5-45列管式換熱器更改為EM10F-1.0/80-135板式換熱器。至2009年2月底三臺鼓風機換熱器陸續改造完畢，經過使用機組潤滑油溫度明顯降低，各部位軸承溫度正常，機組運行平穩。

一、D1850-310/84鼓風機潤滑系統主要設備技術性能

鼓風機機組主體由原動機、增速箱及風機本體組成，均采用滑動軸承，由稀油站強制集中潤滑，在機組未運行時由輔助油泵供油，待機組正常運行后由主油泵供油。其潤滑系統主要設備性能參數如下表1。

二、D1850-310/84鼓風機潤滑油冷卻系統存在的問題

三臺鼓風機自2002年相繼投入運行以來，先后出現潤滑油溫度高的現象，在機組正常運行時油溫最高達到55℃，油溫的不斷升高最終導致各部位軸瓦溫度也隨之升高，軸瓦溫度最高達到65.4℃，對機組的安全運行構成了極大隱患。因此“油溫高”是長期以來影響鼓風機穩定和安全運行的“老大難”問題。

經分析，影響潤滑油溫度的主要原因是由于列管式換熱器堵塞，導致冷卻能力差。影響換熱器冷卻能力的因素如下：

（1）水質較差。鼓風機冷卻水由煉鐵凈環循環水池供給，該水池處于露天且靠近高爐，水內含塵、含渣量大且含有冷卻塔填料碎片。

（2）水過濾器過濾通徑大。2002年機組運行時未安裝水過濾器，后經改造于2006年在機組冷卻水管道進口制作安裝了水過濾器，其孔徑為φ6mm，但是比較小的雜質還是能夠通過，進入機組冷卻系統。

（3）列管式換熱器本身設計冷卻能力偏小，加之冷卻水中的雜質進入換熱器器內，造成部分銅管堵塞水流無法通過，嚴重降低了冷卻能力。

（4）冷卻水含雜質進入換熱器內堵塞銅管，在線無法清洗。停機清洗時由于銅管無法拆卸，另銅管直徑小，不便于清洗，長此以往造成銅管堵塞，冷卻水無法通過，冷卻效果更差。

三、D1850-310/84鼓風機潤滑油冷卻系統改造

1.列管式換熱器與板式換熱器比較

列管式換熱器內部由φ12mm、長1200mm的50根銅管組成，清洗時勞動強度大、時間長、清洗次數頻繁、清洗效果差，清洗只能在停機狀態下進行，在線使用時無法進行清洗，且在清洗時銅管容易破損，不能較好地保證銅管的完好性，可能造成油水互竄發生事故。列管換熱器中，一種流體橫向流過管子通過管壁與管內流動的另一種流體換熱，彼此垂直交叉流動，其傳熱系數一般為1000～3000 w/（m2·k）。

板式換熱器由高效傳熱波紋板片及框架組成。板片由螺栓夾緊在固定壓緊板及活動壓緊板之間，在換熱器內部構成了許多流道，板與板之間用橡膠密封。壓緊板上有與外部連接的接管。板片用優質耐腐蝕金屬薄板壓制而成，四角有供介質進出的角孔，上下有掛孔。板式換熱器傳熱效率高，冷熱介質通過相鄰板片流經各自通道進行換熱。由于板片上有人字形波紋， 人字形波紋能增加對流體的擾動，使流體在低速下能達到湍流狀態， 因此獲得較高的換熱效率。傳熱系數高，高效節能。其換熱系數可達3000～4500 w/（m2·k），是相同流速下管殼式換熱器的3倍以上，只需要管殼式換熱器面積的1/2～1/4 即可達到同樣的換熱效果，由此可節省換熱器的換熱面積。阻力損失可控制在管殼式換熱器的1/3范圍內。另外，板式換熱器保證了兩種流體介質不會串漏，并在清洗時拆裝方便、清洗簡單，操作時溫度控制靈敏。改造時可考慮兩臺板式換熱器并聯，一用一備，可實現不停機狀態下的清洗，可有效保證機組運行的可靠性。

2.換熱面積確定

F=—

Q—熱負荷，W

K—傳熱系數，W

Δtm—平均溫度差，℃

β—修正系數取0.9

根據上式得出換熱面積為39.4 m2。

3.兩種油冷卻器相關參數（見表2）。

4.改造

列管式油冷卻器經過清洗，油溫仍然較高沒有太大變化，油溫高的問題始終無法徹底解決。針對此問題，結合實際情況，決定將原有列管式換熱器更改為板式換熱器。2008年10月份先對3#鼓風機實施了改造，將原有兩組列管式換熱器更改為板式換熱器。考慮到今后列管式換熱器在應急情況下可以繼續使用，未將其拆除，進出口管道前后安裝閥門，在不使用時將其關閉。將板式換熱器用管道接入系統中。兩組板式換熱器器并聯安裝，一備一用，并在油、水管路進、出口分別安裝閥門及壓力表以便調節和觀察流量及壓力變化。

5.改造前后潤滑油冷卻系統平面示意圖（見下圖）。

三、改造效果

2008年11月17日3#鼓風機潤滑油冷卻系統改造完畢后經試車，供油及供水壓力未出現較大波動，潤滑油溫度和機組各部位軸承溫度也明顯降低。隨后1#、2#鼓風機分別于2009年2月20日及2009年2月28日改造完成，相繼投入運行，經使用效果同樣達到了理想狀態。其具體效果見表3。

從表3中可以看出在水溫相差不大、油壓相同的情況下，潤滑油溫度及最高軸瓦溫度分別降低了17℃和10.4℃，改造后的油溫和瓦溫都控制在了正常狀態，消除了瓦溫經常報警的現象。實踐證明改造是相當成功的。經改造后冷卻器清洗從原來的15天清洗一次延長到平均6個月左右清洗一次，每次清洗從原來的10小時縮短到4小時，且比列管式換熱器拆卸方便、清洗簡單，不容易發生泄漏造成油水互竄，很大程度上減少了維修人員的勞動強度。兩臺板式換熱器并聯，一用一備，完全實現了不停機狀態下的清洗，有效保證了機組運行的可靠性，提高了本體設備作業率。后為進一步延長板式換熱器的使用周期、提高冷卻性能，于2010年9月份對三臺鼓風機的水過濾器進行了更改，將原有φ6mm的孔徑該為φ3mm，有效過濾了3mm以上的雜質，經更改水壓無明顯變化，進一步提高、延長了換熱器的使用性能和周期。

四、結語

經改造后三臺鼓風機潤滑油及各軸承溫度都在正常范圍內，換熱器檢修、維護方便，減小了維修人員的勞動強度，且不易發生泄漏，在很大程度上提高了鼓風機運行的安全、可靠性。

參考文獻：

[1]黃祥新，孫家慶.熱力系統與設備[M].北京：機械工業出版社，1989.

[2]徐 敏.設備故障診斷手冊[M].西安：西安交通大學出版社，1998.