螺杆压风机冷却器结垢治理及预防

孙鑫戬　白利励　张坚

摘要：我矿压风机配备四台LS-320型螺杆式压风机，为我矿生产及压风自救系统提供压力风源，其冷却形式为水冷，而在长期的使用中其冷却器结垢问题一直是困扰和影响压风机运行的最大难题，本文对螺杆压风机冷却器结垢的成因、治理及预防三方面阐述，借此与兄弟矿技术管理人员探讨经验，提高维护、使用技能。

关键词：冷却器；结垢；除垢

1.螺杆压风机冷却循环方式及重要性

我矿压风机房配备四台LS-320型螺杆式压风机，整个机组为水冷机组，机组的水路系统作为其四大系统之一可谓是至关重要，充当着为机组作功降温的重要作用，其冷却器分为二部份，其一是为压缩后的高温空气冷却，称为后冷器，其二是为循环油路内润滑油冷却的冷却器，称为油冷却器，其冷却介质均为水，压风机工作时阴阳转子作功产生大量的热源，一方面被压缩空气带走，另一方面被为机头其提供润滑、密封、散热的润滑油脂带走，任何一项都超温意味着停机事项和对润滑油油质的不可逆转的破坏，螺杆式压风机油质为美国寿力公司专供，极为昂贵，而且长期高温运行还会导致压风机效率低下，核心部件干磨损坏等重大事故.所以其水冷却器的换热效率必须稳定、高效。

2.螺杆压风机风油冷却器的结构和布置

螺杆式压风机的后、油冷却器均为列管卧式冷却器，列管材质为铜，冷却水从管内流过，油从列管间流过，中间折返使油折流，铜管外壁为波纹结构，以增大散热面积，体积小、效率高。如图1。

图1

2.1冷却器的布置

螺杆压风两冷却器在机体内上下布置，冷却水自后冷却器进水口进入，自出口排出，而后重新进入油冷却器入口，自油冷却器出口排出，两冷却器属于串联联接，而这种联接方式决定了油冷却器结垢程度远高于后冷却器。

3.螺杆压风机冷却器结垢过程和机理

我矿压风机冷却水循环采用敞开式循环水， 且水质较硬，虽然使用中性水，但由于冷却水系统也是敞开式的。冷却水的降温循环利用室外的冷却塔和冷却水帘作为冷却方式，这种敞开式循环水的水中不免会发生水质变化，矿区水质中含有有一些钙镁离子会在一定热条件下反应形成水垢，尤其是油冷却器回水列管内壁，结垢现象严重，甚至堵塞铜管，结垢不仅影响换热效率，还在很大程度上影响了水流量，水流量越低，水温越高，结垢速度越快，往往这种情况在几天之内就会发展到超温，从而造成因冷却效果差致使排气温度过高，最终停机问题。所以回水流量也是监控结垢程度的一项参数。超温停机不仅影响生产，还无形增加生产成本。

4.水垢的清除和预防

所谓水垢其实是水中钙镁离子等无机盐在温度升高时结晶析出，在管壁上形成由碳酸钙、碳酸镁为代表的硬质层，这种硬质层往往，特别坚硬、致密。根据我队对水垢特点的认识，结合传统机械除垢方法，我们采用机械和化学结合的方法进行。

4.1机械除垢

在现场实际中，最后一级冷却器，即最末端的铜管结垢最为严重，其它段内因水温度不高，结垢尚轻，所以一概采用化学清洗的方法处理势必会腐蚀结垢轻微的薄弱部分，而对于真正结垢严重或完堵塞的部分作用却微乎其微，所以对于那些完全堵塞的铜管我们采用冲击钻配合特制的带有排屑孔的深孔钻头的方式，将其钻透，再将∮6mm钢丝绳在各股钢丝间断剪断，使钢丝绳其密布钢丝毛刺，穿入结铜管，然后两端反复拉拽，这种方法可以将密致且光滑的水垢表面划出沟痕，为一步清洗做准备；对于那此尚未堵塞但结垢严重的铜管，也应采用钢丝拉拽法先行处理。

4.2化学除垢

化学除垢是除垢过程的最后一步，也是最为关键的一步，我们采用的是市面多见的缓蚀除垢剂，这种除垢剂一般缓蚀率高，对冷凝器设备损伤极小，配合小流量尼龙循环泵即可，因为每根管先期处理程度不一样，所以在化学清洗这步，也不建议进行整体清洗，为此我们制作了单管清洗接头，实施单根管的清洗，这种方法虽耗时，但效果和安全性更高， 药剂量计算方法可用通用公式计算G=1.97*F*h*a式中的G-用药量（吨）F-单管受热面积（平方米）h=水垢厚度（毫米） a-密度2.7T/m3， 也可以按照系统水容积计算，使用量为20～30Kg/1000kg，即2～3%，最后还是加入铜专用保护剂，对铜表面做钝化处理。

4.3结垢预防

对于控制冷却器的结垢最为重要的是对水温的控制，跟据使用经验回水温度控制在40℃以内时，结垢速率大为减少，平均每年清洗一次即可，在生产中必要时还可调换后、油冷却器的进回水方向，变换高水温结垢区域，减缓其一部分的恶性发展。

参考文献：

[1] 姜庆乐.《压风机操作工》.煤炭工业部.

[2]《矿山机械》.煤炭工业部.

作者简介：

孙鑫戬（1974-），辽宁省调兵山市，1997年毕业于沈阳工业大学机械设计与制造专业，高级工程师，现为铁能集团小青矿运转队副队长。

白利励（1982-），男，助理工程师，2007年毕业于辽宁工程技术大学机械制造及自动化专业，现任职于铁能集团小青矿运转队。

张坚（1982-），辽宁省调兵山市，2012年毕业于辽宁工程技术大学机械工程及自动化专业，工程师，现为小青矿机修厂技术员。