趙 媛,王 偉
(通化鋼鐵股份有限公司氧氣廠,吉林省通化 134003)
通化鋼鐵公司氧氣廠現有一套杭氧生產的兩萬空分制氧設備,2005年1月投產,配套RIK80-4型空氣透平壓縮機(簡稱空透),該設備在運行過程中因油溫高無法維持正常運轉,采用外噴淋、無壓排水等方法無效后,將冷水引入油冷卻器,有效降低了油溫,延長了設備運轉周期,避免了設備故障停機檢修。
2011年7月間,隨著氣溫升高,兩萬制氧循環(huán)冷卻水溫度升至30℃以上,空透油溫持續(xù)上漲超過報警值,最高達到62℃,軸瓦溫度接近報警停車值。壓縮機油溫過高,會加速潤滑油變質,同時油品容易碳化,易損傷軸瓦。
空透采用的是高效油冷卻器,間壁式換熱,水走管程,油走殼程。流程見圖1。運行時,上水閥V1和回水閥V2保持全開,通過溫控閥自動旁通部分未經冷卻熱油,將油溫控制在43℃左右。
圖1 RIK-4 型空透油冷卻器簡圖
針對油溫高問題,技術人員進行了全面分析,對油溫自動調節(jié)裝置進行檢查確認,對油冷卻器進出油溫、上回水水溫度做對比,最終確定空透油溫高的主要是由于油冷卻器水側結垢,傳熱效率下降,同時水垢占據流通面積,冷卻水流量減少所致。
為了降低空透油溫,防止設備故障停機,本著直接、高效的原則,我們嘗試了多種降溫措施。
取一段鐵管,長度與油冷卻器相當,鐵管兩側焊接支架,水平固定在油冷卻器上方10 cm處,鐵管下方靠近冷卻器一側鉆兩排小孔,鐵管一端封堵,另一端通入常溫冷卻水,通過小孔冷卻水會均勻地噴淋在油冷卻器外壁,起到輔助降溫的作用。經過外噴淋,空透油溫從62℃降至60℃,該方法不能解決設備長期運轉問題。
增加通過油冷卻器的冷卻水量,會起到降低油溫的作用。打開V4閥,適當的關小V2閥,采用無壓排水的方式,來強化油水之間的傳熱。由于排放管徑所限,這種方法使油溫降低了1.5℃,效果甚微。
5.3.1 空分水冷系統(tǒng)流程
從循環(huán)泵站來的冷卻水,一路由常溫水泵直接送至空冷塔中部與空氣換熱;另一路送至水冷塔上部,與板式返流氣體(部分污氮和純氮)進行熱交換溫度降至16℃,利用冷水泵加壓至1.0 MPa,經過冷水機組二次降溫至10℃后,送至空冷塔上部與加工空氣換熱。
5.3.2 部分冷水引入油冷卻器
空透油冷卻器冷卻水設計流量為32 m3/h,壓力0.35 MPa,水溫30℃。在外噴淋、無壓排水措施效果不佳的情況下,經過現場勘查,反復論證,7月30日,在保證空冷塔正常工作的前提下,嘗試將水冷系統(tǒng)泵后冷水(溫度16℃、壓力1.0 MPa),部分引入油冷卻器。用一根長20 m、?32 mm膠管,將冷水泵出口排放閥與空透油冷卻器V3閥連接起來,如圖1虛線框所示。全開V3閥,用冷水泵出口排放閥控制入空透油冷卻器冷水流量在7 m3/h左右,同時適當關小V1閥,防止冷水逆流進入油冷卻器上水管路。
5.3.3 效果驗證
空透油冷卻器引入部分冷水后,油溫從62℃降低到50℃,達到了預期效果。之后經過精心操作,空透一直維持運行至公司定修,避免了兩萬制氧機組故障停機檢修。
9月末,空透計劃停機檢修,打開油冷卻器水側封頭,發(fā)現管內有厚厚的白色水垢,連接循環(huán)泵、水箱,利用酸性清洗劑對油冷卻器循環(huán)清洗6 h后,水垢全部溶解。啟車后油溫恢復正常。
為了降低空透油溫,延長設備運轉周期,將空分水冷系統(tǒng)部分冷水引入油冷卻器,是一次大膽嘗試,實踐證明,低溫水引入后,降溫效果顯著,扭轉了因空透油溫高而被迫停機檢修的被動局面。同時拓展了技術人員的工作思路,為將來設備類似故障的處理積累了寶貴經驗。