D1850—310/84鼓風(fēng)機(jī)潤(rùn)滑油冷卻系統(tǒng)改造

祁貴龍

摘 要：某鋼業(yè)有限公司動(dòng)力廠三臺(tái)D1850-310/84離心式風(fēng)機(jī)用于高爐供風(fēng)，是高爐生產(chǎn)的重要設(shè)備之一。三臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)于2002年12月份相繼投入運(yùn)行，在運(yùn)行過(guò)程中三臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)均不同程度地出現(xiàn)冷卻器冷卻效果差、潤(rùn)滑油溫度高的情況，從而致使機(jī)組各部位軸承溫度居高不下。機(jī)組軸承溫度經(jīng)常處于報(bào)警狀態(tài)，造成軸承使用壽命短，極大地影響了機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)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(tái)鼓風(fēng)機(jī)換熱器陸續(xù)改造完畢，經(jīng)過(guò)使用機(jī)組潤(rùn)滑油溫度明顯降低，各部位軸承溫度正常，機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)。

一、D1850-310/84鼓風(fēng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)主要設(shè)備技術(shù)性能

鼓風(fēng)機(jī)機(jī)組主體由原動(dòng)機(jī)、增速箱及風(fēng)機(jī)本體組成，均采用滑動(dòng)軸承，由稀油站強(qiáng)制集中潤(rùn)滑，在機(jī)組未運(yùn)行時(shí)由輔助油泵供油，待機(jī)組正常運(yùn)行后由主油泵供油。其潤(rùn)滑系統(tǒng)主要設(shè)備性能參數(shù)如下表1。

二、D1850-310/84鼓風(fēng)機(jī)潤(rùn)滑油冷卻系統(tǒng)存在的問(wèn)題

三臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)自2002年相繼投入運(yùn)行以來(lái)，先后出現(xiàn)潤(rùn)滑油溫度高的現(xiàn)象，在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)油溫最高達(dá)到55℃，油溫的不斷升高最終導(dǎo)致各部位軸瓦溫度也隨之升高，軸瓦溫度最高達(dá)到65.4℃，對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行構(gòu)成了極大隱患。因此“油溫高”是長(zhǎng)期以來(lái)影響鼓風(fēng)機(jī)穩(wěn)定和安全運(yùn)行的“老大難”問(wèn)題。

經(jīng)分析，影響潤(rùn)滑油溫度的主要原因是由于列管式換熱器堵塞，導(dǎo)致冷卻能力差。影響換熱器冷卻能力的因素如下：

（1）水質(zhì)較差。鼓風(fēng)機(jī)冷卻水由煉鐵凈環(huán)循環(huán)水池供給，該水池處于露天且靠近高爐，水內(nèi)含塵、含渣量大且含有冷卻塔填料碎片。

（2）水過(guò)濾器過(guò)濾通徑大。2002年機(jī)組運(yùn)行時(shí)未安裝水過(guò)濾器，后經(jīng)改造于2006年在機(jī)組冷卻水管道進(jìn)口制作安裝了水過(guò)濾器，其孔徑為φ6mm，但是比較小的雜質(zhì)還是能夠通過(guò)，進(jìn)入機(jī)組冷卻系統(tǒng)。

（3）列管式換熱器本身設(shè)計(jì)冷卻能力偏小，加之冷卻水中的雜質(zhì)進(jìn)入換熱器器內(nèi)，造成部分銅管堵塞水流無(wú)法通過(guò)，嚴(yán)重降低了冷卻能力。

（4）冷卻水含雜質(zhì)進(jìn)入換熱器內(nèi)堵塞銅管，在線無(wú)法清洗。停機(jī)清洗時(shí)由于銅管無(wú)法拆卸，另銅管直徑小，不便于清洗，長(zhǎng)此以往造成銅管堵塞，冷卻水無(wú)法通過(guò)，冷卻效果更差。

三、D1850-310/84鼓風(fēng)機(jī)潤(rùn)滑油冷卻系統(tǒng)改造

1.列管式換熱器與板式換熱器比較

列管式換熱器內(nèi)部由φ12mm、長(zhǎng)1200mm的50根銅管組成，清洗時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度大、時(shí)間長(zhǎng)、清洗次數(shù)頻繁、清洗效果差，清洗只能在停機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行，在線使用時(shí)無(wú)法進(jìn)行清洗，且在清洗時(shí)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(fā)生事故。列管換熱器中，一種流體橫向流過(guò)管子通過(guò)管壁與管內(nèi)流動(dòng)的另一種流體換熱，彼此垂直交叉流動(dòng)，其傳熱系數(shù)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(dòng)壓緊板之間，在換熱器內(nèi)部構(gòu)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(yōu)質(zhì)耐腐蝕金屬薄板壓制而成，四角有供介質(zhì)進(jìn)出的角孔，上下有掛孔。板式換熱器傳熱效率高，冷熱介質(zhì)通過(guò)相鄰板片流經(jīng)各自通道進(jìn)行換熱。由于板片上有人字形波紋， 人字形波紋能增加對(duì)流體的擾動(dòng)，使流體在低速下能達(dá)到湍流狀態(tài)， 因此獲得較高的換熱效率。傳熱系數(shù)高，高效節(jié)能。其換熱系數(shù)可達(dá)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(dá)到同樣的換熱效果，由此可節(jié)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(nèi)。另外，板式換熱器保證了兩種流體介質(zhì)不會(huì)串漏，并在清洗時(shí)拆裝方便、清洗簡(jiǎn)單，操作時(shí)溫度控制靈敏。改造時(shí)可考慮兩臺(tái)板式換熱器并聯(lián)，一用一備，可實(shí)現(xiàn)不停機(jī)狀態(tài)下的清洗，可有效保證機(jī)組運(yùn)行的可靠性。

2.換熱面積確定

F=—

Q—熱負(fù)荷，W

K—傳熱系數(shù)，W

Δtm—平均溫度差，℃

β—修正系數(shù)取0.9

根據(jù)上式得出換熱面積為39.4 m2。

3.兩種油冷卻器相關(guān)參數(shù)（見(jiàn)表2）。

4.改造

列管式油冷卻器經(jīng)過(guò)清洗，油溫仍然較高沒(méi)有太大變化，油溫高的問(wèn)題始終無(wú)法徹底解決。針對(duì)此問(wèn)題，結(jié)合實(shí)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(duì)3#鼓風(fēng)機(jī)實(shí)施了改造，將原有兩組列管式換熱器更改為板式換熱器?？紤]到今后列管式換熱器在應(yīng)急情況下可以繼續(xù)使用，未將其拆除，進(jìn)出口管道前后安裝閥門，在不使用時(shí)將其關(guān)閉。將板式換熱器用管道接入系統(tǒng)中。兩組板式換熱器器并聯(lián)安裝，一備一用，并在油、水管路進(jìn)、出口分別安裝閥門及壓力表以便調(diào)節(jié)和觀察流量及壓力變化。

5.改造前后潤(rùn)滑油冷卻系統(tǒng)平面示意圖（見(jiàn)下圖）。

三、改造效果

2008年11月17日3#鼓風(fēng)機(jī)潤(rùn)滑油冷卻系統(tǒng)改造完畢后經(jīng)試車，供油及供水壓力未出現(xiàn)較大波動(dòng)，潤(rùn)滑油溫度和機(jī)組各部位軸承溫度也明顯降低。隨后1#、2#鼓風(fēng)機(jī)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(yùn)行，經(jīng)使用效果同樣達(dá)到了理想狀態(tài)。其具體效果見(jiàn)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(rùn)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(tài)，消除了瓦溫經(jīng)常報(bào)警的現(xiàn)象。實(shí)踐證明改造是相當(dāng)成功的。經(jīng)改造后冷卻器清洗從原來(lái)的15天清洗一次延長(zhǎng)到平均6個(gè)月左右清洗一次，每次清洗從原來(lái)的10小時(shí)縮短到4小時(shí)，且比列管式換熱器拆卸方便、清洗簡(jiǎn)單，不容易發(fā)生泄漏造成油水互竄，很大程度上減少了維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。兩臺(tái)板式換熱器并聯(lián)，一用一備，完全實(shí)現(xiàn)了不停機(jī)狀態(tài)下的清洗，有效保證了機(jī)組運(yùn)行的可靠性，提高了本體設(shè)備作業(yè)率。后為進(jìn)一步延長(zhǎng)板式換熱器的使用周期、提高冷卻性能，于2010年9月份對(duì)三臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)的水過(guò)濾器進(jìn)行了更改，將原有φ6mm的孔徑該為φ3mm，有效過(guò)濾了3mm以上的雜質(zhì)，經(jīng)更改水壓無(wú)明顯變化，進(jìn)一步提高、延長(zhǎng)了換熱器的使用性能和周期。

四、結(jié)語(yǔ)

經(jīng)改造后三臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)潤(rùn)滑油及各軸承溫度都在正常范圍內(nèi)，換熱器檢修、維護(hù)方便，減小了維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，且不易發(fā)生泄漏，在很大程度上提高了鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行的安全、可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃祥新，孫家慶.熱力系統(tǒng)與設(shè)備[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989.

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