翅片式冷却器内部在线清洗装置

陈 斌

（渤海石油管理局渤南作业公司，天津 300452）

0 引言

在采矿、冶金、机械制造、土木工程、石油化工等行业，由于设备运行会产生大量的热，因而降温冷却必不可少。对于长期运行且有效做功的设备来说，稳定高效的冷却方式是保障设备正常运行、延长设备使用寿命的必须环节。常见的冷却方式，按冷却介质可分为滑油冷却、水冷却和空气冷却3 种，其中滑油冷却应用最为普遍，它不仅能起到冷却设备的作用，还能使设备获得良好的润滑。空气压缩机、发电机等多数核心设备都采用此种冷却方式，而滑油冷却器则是必不可少的使设备得以有效冷却的设备。需依靠滑油将产生的热量带走，到达冷却器处通过冷却风扇给滑油降温使滑油温度降低，往复循环而达到给设备换热的目的。

滑油冷却器是一种在能源动力领域应用广泛的换热设备。由于长时间运行，排气温度过高不仅影响生产还会加剧设备的损耗，缩短设备寿命。此外还会加速油品恶化，降低润滑油的性能和闪点等，甚至引起润滑油自燃，导致压缩机烧毁或发生爆炸，因而定期对滑油冷却器进行清洗不可避免。定期清理滑油冷却器也逐渐成为维保人员需要定期进行的重复性工作。目前常用的清洗办法是设备停机，拆下滑油冷却器后对其进行清洗或更换。

本装置通过相关设计，可以实现滑油冷却器免拆除在线清洗，对于某些单台使用的设备来说，可以有效避免停机、停产进行滑油冷却器的清洗维保工作，对于持续稳定生产意义重大。本设计是对于滑油冷却器清洗工作的超前优化，操作简单，清洗方便，效果良好。

为有效说明，本文所论述的冷却器在线清洗机以空压机类设备为例，相关参数由实际设备获得。

1 滑油冷却器内部清洗的必要性以及困难

在空压机运转中会产生大量的热量，当达到一定温度后，温控阀打开，携带大量热量的润滑油会经过滑油冷却器来进行降温，降温后重新进入到机组进行冷却、润滑、密封。

阿特拉斯系列空压机被广泛运用于海洋石油平台的生产，是平台正常生产保障的重要设备之一。其在工作过程中会产生大量的热，如果未有效散去势必会影响机组的正常运行进而影响机组的使用寿命，滑油冷却散热则担任着重要角色，是保证空压机稳定运行的重中之重，对空压机起到冷却、润滑、密封的作用。平台所使用的阿特拉斯空压机滑油冷却器为风冷翅片式，润滑油经过散热器内部油道循环，外部的冷却风扇对这些油道进行吹扫，从而实现降温的效果。

由于机组的长时间运转和高温的作用，如果冷却器散热受阻，时间一长就会在滑油路中形成结焦，这些结焦会严重影响空压机的正常运行，形成恶性循环，虽然滑油滤器可以过滤掉一部分杂质但却无法彻底清除。滑油冷却器的内部十分狭小且内部油道较长，一些较大的结焦颗粒就会在油路中形成堵塞，导致其冷却效果下降、机组无法正常运转，因此需要一套可以进行内部清洗的设备来完成内部结焦的清洗处理。

2 解决滑油冷却器内部清洗困难的方法

2018 年7 月，平台阿特拉斯空压机出现高温报警，最高温度达到116 ℃（110 ℃报警、120 ℃关断）。按照空压机高温产生的原因及常规方法进行故障排除。

首先对滑油冷却器外部进行吹扫除尘，但是效果很小，吹扫过程中也未发现冷却器外部空隙有脏、堵现象，于是对机组进行倒机运行。同时检查散热器冷却风机工作正常，周围环境无堵塞、遮挡。

其次，检查滑油液位正常且无变质现象，拆检温控阀无异常，但拆除滑油过滤器时发现滤器内部有很多黑色结焦物质，拆除油气分离器进行清理时也发现很多黑色结焦物质。对滑油滤器、油气分离器、滑油进行整体更换后起机运行，机组运行两个循环之后高温现象再次出现。再次拆除检查发现，黑色结焦物质仍旧存在，于是拆除掉滑油冷却器进出口管线，发现内部存在大量黑色结焦物质。

最后确定造成空压机排气温度过高的症结是由于滑油散热器内部脏、堵造成的散热不良。滑油冷却器内部流道细小、狭长，常规的清洁无法满足现场实际需要，如长时间清洗不彻底会造成油污越积越深，影响机组的正常使用。而常用的办法无法满足现场设备清洗的实际需求，因此制作了一套滑油冷却器的内部清洗装置（图1）。

图1 滑油冷却器内部清洗装置

3 自制的滑油冷却器内部清洗装置

该装置由一台气动隔膜泵（以下简称“气泵”）、一个储水槽、一个细滤网、若干接头和连接管线组成：气泵的出口连接滑油冷却器的出口管线，储水槽内放置有一个细滤网，用于过滤清洗液中的杂质；气泵的入口管线置于细滤网中液面之下，滑油冷却器的入口使用管线连接后放置于储水槽内。

其工作过程如下：

（1）气泵启动之后，经过过滤的清洗液会沿滑油冷却器出口进入到内部，对内部的黑色结焦物质进行浸泡、分解，并利用气泵水流的作用将该物质通过入口管线带至储水槽。

（2）当滑油冷却器内部灌满清洗液之后，停泵进行浸泡，让清洗液对黑色结焦物质进行充分分解、软化。大约浸泡2 h 后，再次起泵进行冲洗、循环2～3 h，在冲洗过程中排水口发现了大量的黑色结焦物质，待出口管线再无黑色结焦物质排出之后停泵。用此方法反复清洗多次，直至排出的清洗液不再有油污为止。

（3）将储水槽中的清洗液倒掉、替换成蒸馏水，替换冷却器内部的清洗液。为避免滑油冷却器内部存在水分（会使滑油产生乳化变质现象），替换干净之后应使用仪表气（干气）对滑油冷却器内部进行吹扫。可以用一张面巾纸置于滑油冷却器排气口位置，检查排出的气体内是否含有水分，如果含有水分将继续进行吹扫直至无水分排出。

（4）拆除相应的管线后，回装空压机，在低负载的情况下试运行0.5 h，将内部残余的水分和杂质彻底排出，然后更换、添加新的润滑油。

回装完成后，启动空压机进行运转，2 h 后空压机的加载温度由原来的116 ℃降至96 ℃，降幅达到20 ℃，效果非常明显。经过此次清洗后该空压机运转至今，温度始终保持在机组运行的合理范围之内。以前空压机滑油冷却器出现内部脏、堵问题，都需要返回陆地、送到专业的清洗公司进行清洗，然后再返回到海上安装使用，这样会使海上的空压机运转没有备用机，不仅成为正常生产很大的隐患，还存在时间长、费用高、安全隐患大的问题。这套清洗装置可以使空压机滑油冷却器免拆除、在线清洗，节省大量的费用和人力，避免上述这些问题。该装置还可以清洗翅片类的冷却器内部，如风冷柴油机、天气压缩机的风冷式滑油冷却器等，用途非常广泛，能够切实解决海上生产的大问题，推广性较强。

4 结束语

空压机是提供压缩空气的源头，是现场气动设备运行的重要保障和平台的核心设备。正常情况下空压机应是一用一备状态，一旦运转的空压机出现故障需要及时启动另一台备用空压机，来保证供气系统压力正常，为各个压缩空气用户提供充足的气源。故障的空压机必须及时检修，确保整个压缩空气系统经过及时检修处于正常状态，以备应对突发的大量用气，因此如何使用合理的方法快速、有效检修设备是保证系统正常的关键。因此，对关键设备的及时检修，采用合理的维护、检修措施才是最好的保障方法。