改善空压机油冷却器冷却效要点

改善空压机油冷却器的冷却效果

一、小组概况

三车间QC小组成立于2003年3月，小组成员都是从事机械修理工作20年以上经验丰富的技术工人。小组的部分成员取得了中国质量协会TQC 基本知识结业证，其他成员接受TQC教育平均超过50小时。

表一小组概况简明表

二、选题理由

三车间空压站的寿力LS25S-300HP型固定式螺杆空压机组承担着全厂的压缩空气供给任务。空压机正常运转时，当油气分离器分离出的润滑油温度超过77℃时（通常情况下应能维持在94℃左右），热力阀打开，油冷却器开始对润滑油进行冷却处理，冷却后的润滑油能够保证其参与压缩机主

机热交换的能力。如果油冷却器冷却效果达不到要求，当油气分离器出口油温升到113℃时，空压机就会自动保护报警停机。我车间空压机油气分离器出口温度有逐渐升高的趋势，而油冷却器的冷却效果却不明显，由保养后正常油温至接近警戒温度的周期逐渐缩短，使得机器长时间工作在油温较高的环境下，长此以往，会大大缩短设备使用寿命并影响到压缩空气的持续稳定供应。为避免出现上述情况，就需要保证油冷却器维持良好的工作状态。为了确保压缩空气供应，我们QC小组全体成员，针对实际工作中出现的油冷却器冷却效果不佳的问题，组织讨论研究，最后选择了改善空压机油冷却器的冷却效果，作为此次攻关课题，分析情况详见图一所示。

图一课程选择流程图

三、现状调查

实际工作中发现，油冷却器的冷却效果逐渐变差，冷却后的润滑油温度明显偏高，极易造成报警停机的情况发生，进而影响到正常生产。

遵照厂部及车间的工作要求，工作人员每月月末对设备进行全面的保养。我QC小组测量了压缩机3—6月的工作油温（每月5、15、25号各进行五次测量，取其平均值）见下表：

从上表可以看出，每次保养过后设备的运行周期最多只有一个月，每到月末压缩机的油温都非常接近警戒温度。设备长时间工作在警戒温度的边缘，对设备的寿命和稳定性都有很大的影响，也很难保障对厂部各部门的蒸汽供给。所以如何降低空压机油冷却器的油温，减低油温的增长速度是我们QC 小组攻关的重点。

四、确定目标值

我们QC 小组认真、反复地学习说明书和一些外协的资料，组织讨论、分析研究，决定利用现有的条件，改善油冷却器的冷却效率，争取有效减缓润滑油温上升的趋势，延长正常油温下的工作周期。因此我们小组确定本次QC 的目标值为旬平均油温增幅3.5%。

0.00%

2.00%4.00%6.00%8.00%10.00%

现状

目标

图二QC攻关目标柱型图

五、原因分析

怎样才能使冷却器冷却的效果提高呢？首先我们分析了造成冷却器效果不好的原因，我们QC小组从人、机、法、环几个方面讨论、研究得出的结论，见因果分析图（图三）。

图三因果分析图

六、要因确认

(一) 01法打分：

从因果分析图可以看出，可能导致空压机油冷却器冷却效果不理想的原因有多种，我们采取01打分法确定要因。

表三 01法打分表

(二) 要因分析：

从上面的打分结果可见，油冷却器的散热不良是导致其冷却效果变差的要因。

为更准确的了解油冷却器的工作状态，找到问题所在，我们对油冷却器做了仔细检查。

流冷却器散热不良

设备运行环境灰尘大

维修保养方法不当

操作人员责任心不强

张长青 1 0 1 1 严华龙 1 0 1 1 綦宏 1 1 0 0 姚善伦 1 0 1 0 曹书祥 1 0 1 0 合计 5

1

4

2

油冷却器

细铜管

图四油冷却器工作示意图

如图四所示，油冷却器内部由若干细铜管组成，细铜管内通冷水用以冷却流经管间的热润滑油,细铜管内冷却水的循环流动是否通畅直接影响油冷却器的冷却效果，主要是影响热交换的效率，检查发现冷却器内的细铜管极易堵塞（主要是冷却水内的泥沙沉积所致），严重影响了热交换的充分进行，是造成油温过高的主要原因。

七、制定对策

热交换（或者说传热）有三种形式：导热、对流和辐射。对面式热交换器来说，换热的主要形式是对流和导热，对流换热量的计算式是：Q=αA （t2—t1），导热换热量的计算式是：Q=（λ/δ）A（t2—t1）。在面式热交换器中的传热元件两侧都发生对流换热，元件体内发生导热，所以传热量：

这里：Q=

A(t2—t1)

=KA(t2—t1)δ

+

1

+

1

λα1α2

K=

1

δ

+

1

+

1λα1α2

称为换热系数。

以上诸式中：Q—换热量，α—对流换热系数，A—传热面积

（t2—t1）—传热温差，λ—热导率，δ—传热体厚度

由此可见,考察热交换装置中的热交换性能优劣有两项关键指标，即换热系数和抗垢系数。换热系数反映了换热设备的换热能力，是在换热设备设计中首先考虑的关键指标。增加换热系数的核心思想是在管程、管径一定的条件下通过增加表面积来提高换热系数. 圆管式换热器(例如油冷却器中的细铜管)中换热介质(包括水)在流经换热管内部时是作直线流动，所以难以搅动换热管内壁边界的滞流层（传热膜）。正是由于滞流层的存在，使得换热介质表面层的换热效率极其低下，且随着时间的推移，换热介质的污垢不断堆积，使其效率每况愈下，直至失效，所以要想达到热交换的高效、持久，必须找到方法打破滞流层，达到自动、在线、利用流体动力进行除垢。

因此我QC小组按照PDCA循环先后制订出三套方案并予以实施，对比效果后，最终采纳了第三套方案。具体方案选取见下表分析：

图五对策改进实施梯形图

表四对策实施表