關(guān)于板式冷油器與傳統(tǒng)管式冷油器使用情況的對(duì)比分析
2013年后陸續(xù)改為板式,下面對(duì)管式冷油器和板式冷油器的使用情況進(jìn)行對(duì)比分析。
一、管式冷油器的工作原理及使用情況:
振輝潤(rùn)滑油系統(tǒng)配置雙聯(lián)管式冷油器。它的油路由一個(gè)換向閥連接,該閥可在運(yùn)行中切除一臺(tái)冷油器備用和清掃,另一臺(tái)冷油器運(yùn)行。冷油器與軸承油泵和注油器出口連接,這樣不管從哪里來的軸承油,在進(jìn)入軸承前都經(jīng)過冷油器。冷油器冷卻面積為205m2/臺(tái),冷卻油量為146t/h,冷卻水量為480t/h(臺(tái)),進(jìn)口冷卻水溫33℃,出口油溫:43.3~48.8℃,銅管1220根,單臺(tái)冷卻器重量約9.8噸,直徑×高度:¢1600×4000mm,占地面積:10m2,每臺(tái)造價(jià)約38萬元。
冷油器由殼體、管束、上、下水室、端蓋等部件組成,立式雙流程。冷卻管材質(zhì)為紫銅,紫銅管和多層隔板組成的芯子裝在圓形殼體內(nèi),銅管的兩端均脹結(jié)在管板上。水從水室進(jìn)入管內(nèi),油進(jìn)入殼體在管束外流動(dòng)。管外流動(dòng)的透平油和管內(nèi)流動(dòng)的循環(huán)水通過銅管壁進(jìn)行換熱,從而達(dá)到用水冷卻透平油的目的。
機(jī)組投產(chǎn)后,2010年~2013年期間大機(jī)冷油器銅管頻繁發(fā)生泄漏,透平油漏入循環(huán)水系統(tǒng),造成循環(huán)水污染。
除銅管頻繁發(fā)生泄漏外,夏季冷卻水回水調(diào)閥全開,潤(rùn)滑油溫度經(jīng)常在45—50℃,達(dá)不到冷卻效果,嚴(yán)重時(shí)會(huì)限制機(jī)組出力。此外,冷油器冷卻水水源由開式泵出口直接供給,由于開式泵入口濾網(wǎng)網(wǎng)孔大,冷卻水中的泥沙和微生物容易造成銅管堵塞,需要定期人工捅刷清洗,維護(hù)工作量很大。
針對(duì)某公司管式冷油器冷卻效果差、銅管頻繁泄漏等問題,進(jìn)行了考察和論證,得到國家電力批準(zhǔn)后,決定進(jìn)行改造。
二、板式冷油器的工作原理及使用情況:
2010年~2013年期間,某公司陸續(xù)對(duì)#1-4機(jī)組雙聯(lián)管式冷油器更換為板式冷油器。另外,冷油器冷卻水入口加裝了電動(dòng)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)、更換相匹配回水調(diào)閥及附件。板式冷油器的外觀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖:
冷油器冷卻面積為154.6m2/臺(tái),冷卻油量為155t/h,冷卻水量為245t/h(臺(tái)),進(jìn)口冷卻水溫33℃,出口油溫:43.3~48.8℃,單臺(tái)冷卻器重量約1.6噸,體 積;2.51m3,占地面積:1.45m2,每臺(tái)造價(jià)約28萬元。
板式冷油器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,它是由板片、密封墊片、固定壓緊板、活動(dòng)壓緊板、壓緊螺柱、螺母、上下導(dǎo)桿、前支柱等零部件組成。
工作原理:當(dāng)金屬板組壓緊時(shí),板角上的開孔形成連續(xù)的通道,將潤(rùn)滑油、冷卻水從進(jìn)口處引流到金屬板組中,并分配到金屬板間的狹窄槽道中。由于金屬板上配了墊片以及金屬板A和金屬板B的交替安裝,潤(rùn)滑油、冷卻水交替進(jìn)入金屬板內(nèi)的槽道,即潤(rùn)滑油進(jìn)入奇數(shù)槽道,而冷卻水進(jìn)入偶數(shù)槽道。這樣,潤(rùn)滑油、冷卻水被薄薄的金屬壁隔開。潤(rùn)滑油、冷卻水的流動(dòng)方向相反。潤(rùn)滑油、冷卻水通過冷油器時(shí),潤(rùn)滑油將其部分熱量傳遞到薄金屬壁上,而薄金屬壁又將這部分熱量傳遞到另一側(cè)的冷卻水上。潤(rùn)滑油的溫度下降,而冷卻水的溫度上升。最后,潤(rùn)滑油、冷卻水流向金屬板另一端的相似通道,并排出冷油器。
三、板式與管式冷油器的對(duì)比
?。ㄓ捎谀彻驹谟拖到y(tǒng)中初次使用板式冷油器,使用后未進(jìn)行過解體大修,以下只是在板式冷油器本身性能、使用情況上與管式冷油器進(jìn)行對(duì)比,只作為參考)
1、傳熱效果的對(duì)比。
1)潤(rùn)滑油在管式冷油器的殼程中流動(dòng)時(shí)存在層流部分多,結(jié)垢傾向性大;折流板與殼體,折流板與換熱管,管束與殼體之間的旁路,通過這些旁路的油,沒有充分參與換熱。板式冷油器不存在旁路,板片的波紋能使流體在較小的流速下產(chǎn)生強(qiáng)烈的湍流,具有自凈效應(yīng)以防止污垢生成的能力,提高了潤(rùn)滑油的換熱效果。
2)板式冷油器的板片為不銹鋼材料,板片厚度僅為0.5㎜,而管式冷油器的冷卻管為紫銅材料,厚度約為2.0㎜,因此,板式冷油器比管式冷油器換熱效果好,在換熱量相同時(shí),板式冷油器所需換熱面積比管式冷油器小的多。
3)潤(rùn)滑油和冷卻水在板式冷油器內(nèi)逆流方式流動(dòng)。而管式冷油器的潤(rùn)滑油和冷卻水分別在殼程和管程內(nèi)流動(dòng),總體上是錯(cuò)流的流動(dòng)方式,降低了對(duì)數(shù)平均溫差。板式冷油器能實(shí)現(xiàn)溫度交叉,末端溫差能達(dá)到1℃;管殼式冷油器不能實(shí)現(xiàn)溫度交叉,末端溫差只能達(dá)到5℃。
2、檢修便利的對(duì)比。
1)板式冷油器的結(jié)構(gòu)緊湊,為檢修提供空間便利。在換熱量相等的條件下,所占空間僅為管殼式冷油器的1/2,并且不象管式那樣需要預(yù)留出很大空間用來拉出管束檢修。板式冷油器解體時(shí),只需要松開夾緊螺桿,即可在原空間范圍內(nèi)100%地接觸倒換熱板的表面,且拆裝很方便。
2)機(jī)組小修期間,板式冷油器板片不需要機(jī)械清洗,而對(duì)管式冷油器的銅管內(nèi)壁采用打毛刷方式進(jìn)行清理;機(jī)組大修期間,管式冷油器需吊出整個(gè)芯子進(jìn)行化學(xué)清洗,內(nèi)層銅管與隔板之間存在死角,無法徹底清洗。而板式冷油器的夾緊螺栓卸掉后,即可松開板束,卸下板片,進(jìn)行機(jī)械清洗,清洗方便,清洗時(shí)不存在死角。
3)大家普遍習(xí)慣管式冷油器銅管泄漏后,采用封堵方式堵漏,堵管率超過10%,進(jìn)行全部更換,冷卻面積日益減??;而板式冷油器板片可通過調(diào)節(jié)板片的數(shù)目或者變更流程就可以得到最合適的傳熱效果和容量。
3、安全可靠性的對(duì)比。
1)板式冷油器采用了不銹鋼隔板將油、水隔開。由于不銹鋼不易結(jié)垢,不易受到酸、堿等有害物質(zhì)的腐蝕,使用壽命長(zhǎng)。相對(duì)來說,板式冷油器不會(huì)發(fā)生內(nèi)漏現(xiàn)象。而管式冷油器采用了銅管將油、水隔開。銅管易于結(jié)垢,受酸、堿等有害物質(zhì)的腐蝕,為冷油器泄漏提供不利條件。銅管脹接在管板上,具有因水沖擊、振動(dòng)或脹接質(zhì)量等問題的影響,造成冷油器銅管發(fā)生泄漏的可能。
2)板式冷油器的板間通道很窄,一般為3-5mm,當(dāng)換熱介質(zhì)中含有較大的固體顆粒或纖維物質(zhì)時(shí),就容易堵塞板間通道。而管式冷油器銅管通徑大,較小顆粒不易于造成堵塞。針對(duì)該問題某公司在板式冷油器冷卻水入口前加裝濾網(wǎng),定期排污,得到有效控制。
3)在換熱量相同時(shí),管式冷油器比板式冷油器重量重的多,約為板式的5倍。更換板式冷油器后,機(jī)房3.5m平臺(tái)載荷力大大減小。
4、冷卻水量的對(duì)比。
管式冷油器的冷卻水量為480t/h,板式冷油器的冷卻水量為245t/h(臺(tái)),板式冷油器的冷卻水量為管式的1/2,冷卻水用量大為降低。反過來又降低了管道,閥門的安裝費(fèi)用。
5、檢修費(fèi)用的對(duì)比。
板式冷油器的檢修費(fèi)用高,解體大修時(shí)需更換部分密封件,費(fèi)用大約5萬元左右。而管式冷油器只需放入事先做好的鐵箱里(鐵箱里充入80度左右的水,并加入20%次氯酸鈉)煮24小時(shí)即可;或用可加熱的高壓水槍沖洗,成本低,費(fèi)用大約1萬元左右。
結(jié)論:板式冷油器具有使用安全可靠、冷卻水量小、傳熱效率高、占地小,易維護(hù)的優(yōu)勢(shì),但檢修費(fèi)用高;而管式冷油器具有載荷大、傳熱效率差、占地大等缺點(diǎn),但檢修費(fèi)用低。