翅片式冷卻器內部在線清洗裝置

陳 斌

（渤海石油管理局渤南作業公司，天津 300452）

0 引言

在采礦、冶金、機械制造、土木工程、石油化工等行業，由于設備運行會產生大量的熱，因而降溫冷卻必不可少。對于長期運行且有效做功的設備來說，穩定高效的冷卻方式是保障設備正常運行、延長設備使用壽命的必須環節。常見的冷卻方式，按冷卻介質可分為滑油冷卻、水冷卻和空氣冷卻3 種，其中滑油冷卻應用最為普遍，它不僅能起到冷卻設備的作用，還能使設備獲得良好的潤滑。空氣壓縮機、發電機等多數核心設備都采用此種冷卻方式，而滑油冷卻器則是必不可少的使設備得以有效冷卻的設備。需依靠滑油將產生的熱量帶走，到達冷卻器處通過冷卻風扇給滑油降溫使滑油溫度降低，往復循環而達到給設備換熱的目的。

滑油冷卻器是一種在能源動力領域應用廣泛的換熱設備。由于長時間運行，排氣溫度過高不僅影響生產還會加劇設備的損耗，縮短設備壽命。此外還會加速油品惡化，降低潤滑油的性能和閃點等，甚至引起潤滑油自燃，導致壓縮機燒毀或發生爆炸，因而定期對滑油冷卻器進行清洗不可避免。定期清理滑油冷卻器也逐漸成為維保人員需要定期進行的重復性工作。目前常用的清洗辦法是設備停機，拆下滑油冷卻器后對其進行清洗或更換。

本裝置通過相關設計，可以實現滑油冷卻器免拆除在線清洗，對于某些單臺使用的設備來說，可以有效避免停機、停產進行滑油冷卻器的清洗維保工作，對于持續穩定生產意義重大。本設計是對于滑油冷卻器清洗工作的超前優化，操作簡單，清洗方便，效果良好。

為有效說明，本文所論述的冷卻器在線清洗機以空壓機類設備為例，相關參數由實際設備獲得。

1 滑油冷卻器內部清洗的必要性以及困難

在空壓機運轉中會產生大量的熱量，當達到一定溫度后，溫控閥打開，攜帶大量熱量的潤滑油會經過滑油冷卻器來進行降溫，降溫后重新進入到機組進行冷卻、潤滑、密封。

阿特拉斯系列空壓機被廣泛運用于海洋石油平臺的生產，是平臺正常生產保障的重要設備之一。其在工作過程中會產生大量的熱，如果未有效散去勢必會影響機組的正常運行進而影響機組的使用壽命，滑油冷卻散熱則擔任著重要角色，是保證空壓機穩定運行的重中之重，對空壓機起到冷卻、潤滑、密封的作用。平臺所使用的阿特拉斯空壓機滑油冷卻器為風冷翅片式，潤滑油經過散熱器內部油道循環，外部的冷卻風扇對這些油道進行吹掃，從而實現降溫的效果。

由于機組的長時間運轉和高溫的作用，如果冷卻器散熱受阻，時間一長就會在滑油路中形成結焦，這些結焦會嚴重影響空壓機的正常運行，形成惡性循環，雖然滑油濾器可以過濾掉一部分雜質但卻無法徹底清除。滑油冷卻器的內部十分狹小且內部油道較長，一些較大的結焦顆粒就會在油路中形成堵塞，導致其冷卻效果下降、機組無法正常運轉，因此需要一套可以進行內部清洗的設備來完成內部結焦的清洗處理。

2 解決滑油冷卻器內部清洗困難的方法

2018 年7 月，平臺阿特拉斯空壓機出現高溫報警，最高溫度達到116 ℃（110 ℃報警、120 ℃關斷）。按照空壓機高溫產生的原因及常規方法進行故障排除。

首先對滑油冷卻器外部進行吹掃除塵，但是效果很小，吹掃過程中也未發現冷卻器外部空隙有臟、堵現象，于是對機組進行倒機運行。同時檢查散熱器冷卻風機工作正常，周圍環境無堵塞、遮擋。

其次，檢查滑油液位正常且無變質現象，拆檢溫控閥無異常，但拆除滑油過濾器時發現濾器內部有很多黑色結焦物質，拆除油氣分離器進行清理時也發現很多黑色結焦物質。對滑油濾器、油氣分離器、滑油進行整體更換后起機運行，機組運行兩個循環之后高溫現象再次出現。再次拆除檢查發現，黑色結焦物質仍舊存在，于是拆除掉滑油冷卻器進出口管線，發現內部存在大量黑色結焦物質。

最后確定造成空壓機排氣溫度過高的癥結是由于滑油散熱器內部臟、堵造成的散熱不良。滑油冷卻器內部流道細小、狹長，常規的清潔無法滿足現場實際需要，如長時間清洗不徹底會造成油污越積越深，影響機組的正常使用。而常用的辦法無法滿足現場設備清洗的實際需求，因此制作了一套滑油冷卻器的內部清洗裝置（圖1）。

圖1 滑油冷卻器內部清洗裝置

3 自制的滑油冷卻器內部清洗裝置

該裝置由一臺氣動隔膜泵（以下簡稱“氣泵”）、一個儲水槽、一個細濾網、若干接頭和連接管線組成：氣泵的出口連接滑油冷卻器的出口管線，儲水槽內放置有一個細濾網，用于過濾清洗液中的雜質；氣泵的入口管線置于細濾網中液面之下，滑油冷卻器的入口使用管線連接后放置于儲水槽內。

其工作過程如下：

（1）氣泵啟動之后，經過過濾的清洗液會沿滑油冷卻器出口進入到內部，對內部的黑色結焦物質進行浸泡、分解，并利用氣泵水流的作用將該物質通過入口管線帶至儲水槽。

（2）當滑油冷卻器內部灌滿清洗液之后，停泵進行浸泡，讓清洗液對黑色結焦物質進行充分分解、軟化。大約浸泡2 h 后，再次起泵進行沖洗、循環2～3 h，在沖洗過程中排水口發現了大量的黑色結焦物質，待出口管線再無黑色結焦物質排出之后停泵。用此方法反復清洗多次，直至排出的清洗液不再有油污為止。

（3）將儲水槽中的清洗液倒掉、替換成蒸餾水，替換冷卻器內部的清洗液。為避免滑油冷卻器內部存在水分（會使滑油產生乳化變質現象），替換干凈之后應使用儀表氣（干氣）對滑油冷卻器內部進行吹掃。可以用一張面巾紙置于滑油冷卻器排氣口位置，檢查排出的氣體內是否含有水分，如果含有水分將繼續進行吹掃直至無水分排出。

（4）拆除相應的管線后，回裝空壓機，在低負載的情況下試運行0.5 h，將內部殘余的水分和雜質徹底排出，然后更換、添加新的潤滑油。

回裝完成后，啟動空壓機進行運轉，2 h 后空壓機的加載溫度由原來的116 ℃降至96 ℃，降幅達到20 ℃，效果非常明顯。經過此次清洗后該空壓機運轉至今，溫度始終保持在機組運行的合理范圍之內。以前空壓機滑油冷卻器出現內部臟、堵問題，都需要返回陸地、送到專業的清洗公司進行清洗，然后再返回到海上安裝使用，這樣會使海上的空壓機運轉沒有備用機，不僅成為正常生產很大的隱患，還存在時間長、費用高、安全隱患大的問題。這套清洗裝置可以使空壓機滑油冷卻器免拆除、在線清洗，節省大量的費用和人力，避免上述這些問題。該裝置還可以清洗翅片類的冷卻器內部，如風冷柴油機、天氣壓縮機的風冷式滑油冷卻器等，用途非常廣泛，能夠切實解決海上生產的大問題，推廣性較強。

4 結束語

空壓機是提供壓縮空氣的源頭，是現場氣動設備運行的重要保障和平臺的核心設備。正常情況下空壓機應是一用一備狀態，一旦運轉的空壓機出現故障需要及時啟動另一臺備用空壓機，來保證供氣系統壓力正常，為各個壓縮空氣用戶提供充足的氣源。故障的空壓機必須及時檢修，確保整個壓縮空氣系統經過及時檢修處于正常狀態，以備應對突發的大量用氣，因此如何使用合理的方法快速、有效檢修設備是保證系統正常的關鍵。因此，對關鍵設備的及時檢修，采用合理的維護、檢修措施才是最好的保障方法。