空冷式换热器系统冬季运行防冻研究

2019年07
月
预紧力过大的问题，进而导致其屈服强度较大，超过屈服极限，在实际使用中会出现疲劳断裂的问题。

如果不及时选择合适的处理方式来解决，往往会导致设备故障与损坏，所以需要及时对其进行检修。

2.7十字头销的处理，注意十字头销与连杆小头瓦的间隙
活塞式压缩机在运行过程中其十字头销的断面可能会出现头销脱落的问题，该问题一旦出现会导致设备损坏。

所以，应该在日常的维修中关注十字头销、连杆部分的间隙，保持在正常的区间内，同时需要避免线接触发展成面接触，否则也会影响设备的稳定性。

3保养压缩机正常运行的建议
3.1按照操作规范及维保准则进行操作与维护保养
结合活塞式压缩机的运行需要以及设计使用要求来进行维护与保养。

在设备的故障警示灯亮后，需要及时查明故障原因并将故障消除，不可在未消除故障的情况下强制使用，可能会导致压缩机损坏的问题。

除此之外，针对新机组投产后的问题，需要及时对各个部位的螺栓进行保养，同时关键部位的螺栓、螺母需要及时进行扭矩检查，对存在问题的部分进行拧紧操作，特别是需要大修的时候借助于磁粉探伤，做到定期维修与更换磨损件。

3.2开展压缩机状态监测工作
活塞式压缩机工作过程中往往具有大量的工作状态参数，通过对这些参数进行监控可以随时掌握设备的运转情况，提升管理的有效性。

除此之外，通过往复式状态检测设备也可以及时借助于振动传感、超声传感的方式来确保设备运行的稳定性，避免故障发展成为损坏。

3.3重视压缩机润滑
活塞式压缩机出现故障大多数情况下都是由于润滑不足所导致的，所以应该结合厂家的指导意见选择合适的压缩机润滑油进行润滑处理，油位过低时则需要及时补充。

同时，也要加强维修人员和操作人员的技术培训，做好操作流程的控制协调，确保润滑操作效果。

4结语
综上所述，活塞压缩机出现故障是由各种各样的因素导致的，而这就需要我们采取不同的应对措施来对压缩机进行修理。

所以，在修复问题时，首先要做的就是弄清使问题出现的原因，进而采取合理的修复方法进行维修。

除此之外，我们应该加强自身的技术培训，从而能做到提早发现和消除隐患，使机器一直正常地运行下去。

参考文献：
[1]苗润泽.活塞压缩机检修中常见故障及处理措施[J].科
技资讯,2018,16(34):116-117.
[2]王明佳,杨清华,刘江,陈立君,李权民.探讨活塞式压缩机检修过程中常见故障及处理措施[J].中国设备工程,2018(02):37-38.
[3]邓杨成.活塞压缩机检修中常见故障及处理措施[J].当代化工研究,2017(02):18-19.
[4]林志超,王蔚.活塞压缩机检修中常见故障及处理措施[J].化工管理,2016(02):16.
[5]余超.活塞式压缩机检修过程中常见故障及处理措施[J].科技与企业,2013(18):305.
空冷式换热器系统冬季
运行防冻研究
王鹏（神华新疆化工有限公司，新疆乌鲁木齐831400）
摘要：文章通过对空冷式换热器运行状态分析，通过对加设防冻设施与设备自身散热能力调整进行对比分析，为严寒时节空冷器制定防冻综合解决方案提供技术支持。

关键词：空分设备；空冷器；空冷风机
1研究背景
以新疆某项目空分装置为例，本论文研究为在高寒地区建设大流量空冷式换热器制定防冻综合解决方案提供技术支持。

1.1气象条件
该项目地区极端最高气温为+43.7℃，极端最低气温为-32.9℃，最冷月平均气温-14℃。

因此该项目空分装置首要问题是解决空冷式换热器系统的防冻问题。

1.2大气压力
该地区年平均气压95KPa ，最高气压98.87KPa ，最低气压92.13KPa ，本项目空分装置气压设计点为95KPa 。

2研究目的
本论文研究目的在于，解决空冷式换热器在冬季运行过程中发生冻堵而影响设备安全运行的问题。

由于冬季环境温度低，空冷式换热器设计环境温度较高，从而造成空冷式换热器在冬季运行时的散热面积显得过大，造成凝液温度过低，极易发生空冷式换热器冻堵的问题。

通过对散热面积的调整以及热量滞留设施的添加，解决空冷翅片管束以及凝液管线的冻堵问题，降低设备的损坏率和运行中存在的风险。

3空冷式换热器的结构
空冷式换热器（简称空冷器）是用空气进行冷却的工业热交换装置。

空冷器主要由管束、风机、构架三个基本部分和百叶窗、梯子、平台等辅助部分组成。

被冷却介质走管内，空气走管外，通过翅片管进行热交换。

空冷器基本部件主要有以下几个部件组成：（1）管束
管束包括翅片管、管箱、侧梁及支持附件等部件。

管束是空气冷却器的传热部件，翅片管由翅片和管基组成，是空气冷却器传热的核心元件。

管箱将单根的翅片管组合成一个集合体，并用来分配和导向流体。

每片管束至少有两个管箱。

（2）风机
风机由叶片、电机、驱动机械及支撑结构等组成，风机是空气冷却器的送风机械。

（3）构架
148
2019年07
月
构架包括风箱及导流筒等部件，构架多用于支撑管束、风机、百叶窗及附属件的钢结构。

（4）附件
附件包括梯子、平台等部件。

本项目共有九台空冷式换热器，采用3×3布置型式，其中六台为顺流，三台为逆流，逆流空冷器风机可反向转动。

4空冷器冬季运行情况分析
本研究在设备运行情况相一致的情况下，针对环境温度变化对空冷器的运行影响进行的相关分析和研究。

未采取防冻措施情况下的空冷器运行状况（0℃以下），设备运行的设定条件：设备负荷90%、汽轮机排气背压30Kpa （A ）、实际散热量约123Mw 、启动抽气器运行。

空冷器的运行状态及部分参数见表1：
表1空冷器的运行状态及部分参数
环境温度（⑩）汽轮机排气背压（kpa （A ））正流管束列风机运行数量（台）
风机运行频率（%）逆流管束列风机正向运行数量
（台）逆流管束列风机反向运行数量
（台）
管束最低温度（⑩）正流管束冻堵数量（根）逆流管束冻堵数量（根）不凝气平均温度（⑩）透平凝液平均温度（⑩）
-103053000-5447268
-203033001-1420106562
-303013001~3-1945255858
＜-303013001~3-2370285453
从上表可以得出，在维持相同的真空条件下，环境温度对空冷器管束温度影响巨大。

当环境温度达到-20℃时，维持空冷器真空度在30kpa （A ），正流风机运行三台；此时在距下管箱三分之一处检测空冷器各管束温度，发现距风机中心最远处的管束温度较低，测得此处管束最高温度20℃左右，最低温度-14℃，在正流风机与逆流风机连接处的管束已出现冻堵情况，整个空冷器约有30根管束冻堵；同时发现空冷器出现较明显的偏流现象，平行管束之间温差约有35℃，管束之间存在不同的热膨胀差，不同的热膨胀差引起较大的拉引力，造成空冷器设备翅片管的弯曲变形等损坏设备的情况。

因没有防冻措施，只能采取不断调整风机的启停顺序和反转逆流风机的方式，来引导空冷器内热源的流向和提高局部环境温度，以防止空冷设备冻堵情况的扩大化。

当环境温度达到-30℃时，正流风机运行一台，此时在距下管箱三分之一处检测空冷器各管束温度，测得距风机中心最远处的管束温度最高12℃，最低温度-19℃，发现空冷器局部管束存在大面积结霜情况，整个空冷器约有70根管束冻堵；同时发现空冷器偏流现象更为严重，平行管束之间的温差进一步加大，有近55℃的温差，管束之间的热膨胀差也随之增大，拉引力进一步加大，有近10处管束与管箱的连接被拉开，设备损坏情况更加严重。

在分析总结了空冷器的运行情况后，针对空冷器的运行特点加装了防冻设备，即在空冷器翅片管内侧底部加设了挡风板设备，同时在空冷器翅片管外侧加盖帆布，内外覆盖率各三分之一。

对空冷器加装了防冻设备后，在相同运行条件下的运行状态及部分参数见表2。

表2空冷器的运行状态及部分参数
环境温度（⑩）汽轮机排气背压（Kpa （A ））正流管束列风机运行数量（台）
风机运行频率（%）逆流管束列风机正向运行数量
（台）逆流管束列风机反向运行数量
（台）
管束最低温度（⑩）正流管束冻堵数量（根）
逆流管束冻堵数量（根）不凝气平均温度（⑩）透平凝液平均温度（⑩）
-10308302012007270
-203063000~1-2856968
-303043001~2-81186465
＜-30302~33001~2-1115106263
在维持相同的真空条件下，当环境温度达到-20℃时，维持空冷器真空度在30Kpa （A ），正流风机运行六台；此时在距下管箱三分之一处检测空冷器各管束温度，发现最低温度-2℃左右，在正流风机与逆流风机交界处的管束温度最低，整个空冷器约有10根管束冻堵；空冷器无明显的偏流现象，已弯曲变形得空冷器翅片无明显变化。

当环境温度达到-30℃时，正流风机运行四台，此时在距下管箱三分之一处检测空冷器各管束温度，测得管束最低温度-8℃，且不凝气和凝液温度都维持在60℃以上，空冷器无结霜情况，整个空冷器约有20根管束冻堵；空冷器偏流现象存在，但不严重，存在管束与管箱连接被拉开现象，但数量明显减少，设备损坏情况大为改观。

不论在管束内侧加装防冻挡板还是外部加设覆盖物（类似百叶窗的作用），其主要作用在于减少空冷器换热面积和外部环境的接触面，目的都是为了有效控制换热过程，防止换热末期温度过低发生冻堵现象。

从改造前后空冷器运行状态对比来看，改造后空冷器真空波动幅度小，运行风机台数多，管束整体温差小，改善了空冷器的偏流现象、管束冻堵情况、以及设备的应力拉扯程度，降低了设备损坏情况。

通过对空冷器热量滞留段设施的改进，有效地改善了空冷器的冻堵问题，大大降低了在线消漏的频次和人员的工作强度，有效地改善设备损坏情况。

5结语
根据对空冷器防冻设备的加装改造后的运行状况对比，合理加设空冷器热量滞留设施、改善空冷器风机运行方式，是有效解决空冷器冬季运行过程中，由于散热面积过大造成的空冷翅片管束以及凝液管线冻堵的问题，降低了设备的损坏率和运行中存在的安全风险。

149。