影响IR离心机冷却效果因素分析及对策

　　摘 要：本文通过对马钢新区空压站IR离心机冷却失效原因进行了分析，并根据具体情况采取相应的应对措施。
　　关键词：离心机 循环水 水质稳定 换热器
　　中图分类号：TQ05文献标识码：A文章编号：1672-3791（2012）09（a）-0073-01
　　整体齿轮式空气压缩机是国民经济许多领域（采矿、炼钢、石油、化工等）的重要设备之一，其运行性能的好坏，直接关系到工厂的经济性和安全性。马钢新区空压站共有15套空气压缩机组，其IR离心机换热器都为高效管壳形式，压力大的气体走管程，冷却水走壳程。同主体设备配套的循环水系统采用敞开式冷却塔，冷却水温差大于8℃。经过一段时间的运行后，随着进回水温差的缩小，IR离心机冷却效果逐渐变差，换热器清洗周期逐渐缩小。由于换热器位于机组内部，不易检查和清洗，冷却效果差会造成机组做无用功，从而造成能源的浪费。
　　1 IR离心机冷却失效分析
　　我们在检修期间对空压机进行了解体检查，发现情况如下。
　　1.1 换热器管束结垢
　　由于冷却塔地处煤灰粉场附近，周围环境粉尘浓度高，粉尘经气流吹入冷却塔后，使系统浊度增高，循环水中所含钙离子，镁离子增多，水质较硬，长期附着在换热管表面，使换热效果变差，造成换热器失效。
　　1.2 门型垫脱落
　　由于水走壳层，当水路出现结垢被堵后，造成水压升高冲击门型垫导致其在运行过程中脱落。在维修安装过程中，由于胶粘的原因，门型垫也比较容易脱落，造成换热器水道堵塞，水侧“短路”换热失效。
　　1.3 粉尘进入空压机经过高温附着在中冷上
　　空压站所处位置空气中粉尘含量很大，空气过滤器滤芯不能完成过滤其中粉尘，空压机换热器为壳程走水，管程走气，管程中有不锈钢丝网导流，粉尘进入换热器中附着在不锈钢丝网和管道壁上，在高温作用下结垢，造成换热器气道堵塞及换热效果变差。
　　1.4 钎剂被置换，换热器失效
　　由于使用时间较长，清洗次数较多，清洗时一般多采用酸性物质浸泡方法，这种方法可以比较有效地清洗掉水侧水垢。但也会清洗掉气侧翅片与内管之间的钎焊层，使内翅片与管子内壁之间产生间隙，从而将换热效率大大降低。
　　1.5 换热管被腐蚀
　　由于换热管的使用寿命已经到，或者管子质量有问题，经过一段使用后，产生漏孔。气侧压力高于水侧，则气体进入壳程，使水不能接触到换热管，从而造成换热失效。
　　2 应对措施
　　2.1 循环水增加水质稳定
　　考虑现有水处理设施处理能力和补充水水质状况，结合宝钢使用同类机型水质指标控制具体情况，确定系统清洗预膜为不停车清洗。脱脂清洗按CECS103：99中的3.0.1中第五项的规定要求验收。除锈垢率按HG/T2387-92中的6.2条款验收。预膜后的A3钢挂片阳光下有明显色晕，且耐试膜液试验时间≥13s（硫酸铜法），将循环水水质部分考核指标调整为：总硬度（以CaCO3计）至≤250mg/l；Ca2+（以CaCO3计）≤200mg/l。实施效果如表1所示，实施后水中大量易沉淀离子溶于水中而未被析出。
　　2.2 门型垫固定
　　在维修过程中，除了使用406胶粘，再使用金属丝固定在分流板上，这样就可以避免安装时门型垫脱落，或者在维修过程中焊接一圈护板，防止换热器在安装过程中被“卡”掉。
　　2.3 空气过滤器改进
　　更换不同厂家的过滤器滤芯比较过滤效果。我们对2#、4#机的扩压器进行了清洗，清洗后在2#机使用FT滤桶，在4#机使用SD的滤筒。对使用情况进行了对比后，发现2#机压差上升较快，使用周期为6个月。4#机滤桶使用周期为大于9个月。空气过滤器的过滤精度我们无法进行定量的确认其是否达到技术协议的要求，但我们可以通过其进入加压机的空气造成加压机叶轮、扩压器的积灰情况和使用压差达到1200Pa的周期进行判断，我们对2#、4#机进行了比较性拆机检查。发现4#机叶轮、扩压器积灰明显少于2#机。对比效果见表2，使用SD滤筒后叶轮、扩压器积灰明显减少，使用周期提高至一年（如表2）。
　　2.4 清洗时增设保护
　　换热器在离线清洗时将管孔堵上后再加酸洗，保护好内翅。
　　2.5 换热器更换
　　虽然换热管腐蚀可将破损的换热管两端封堵，但最多不能超过换热管总数的8%。出现这样的情况，说明该换热器的总体寿命已经到了，仅仅靠封堵个别换热管，只能维持一段时间，只有对换热器进行更换。
　　3 结语
　　（1）通过以上措施的实施，循环水的浓缩倍数由1.9提高至了2.5，降低了补充水的用量，节约了水资源，延缓了设备老化，降低了排污水量，从而减少对环境的污染和废水的处理量。同时换热器的清洗周期得到了显著提高，使空压站的生产运行更加稳定。
　　（2）马钢新区在建设初期对空压站循环水水质考虑不够充分，所用的循环水冷却系统不能充分满足IR离心机的冷却效果，建议在今后新建项目中IR离心机使用密闭式循环冷却或软水循环冷