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在空氣壓縮機組成結(jié)構(gòu)中，空壓機冷卻器是非常重要的部件。無論是活塞式、螺桿式、離心式還是其它各種類型空壓機，通常都包含以下幾個系統(tǒng)：動力驅(qū)動系統(tǒng)、壓縮主機部分、進氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、油分離器系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、消音減震通風(fēng)等附件。而冷卻單元始終是空壓機將高溫高壓氣體降溫的散熱系統(tǒng)。
冷卻單位在空氣壓縮系統(tǒng)的作用
空氣壓縮系統(tǒng)中需要冷卻的介質(zhì)有兩種，一是壓縮空氣，二是冷卻油(也叫空壓機油、潤滑油、冷卻液)，其中后者最為關(guān)鍵，它是壓縮空氣系統(tǒng)中能否持續(xù)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵所在，特別是炎炎夏季高溫季節(jié)，因冷卻單元故障造成停機的現(xiàn)象比較突出。
從原理來說，空壓機油需要在壓縮機主機與油分離器內(nèi)無限的循環(huán)，以帶走主機在壓縮過程中由部分電能所轉(zhuǎn)換成的熱能。這部分熱能在壓縮空氣和潤滑油或這兩者的混合物中，具有高溫高壓特性。高壓壓縮空氣是我們所需要的，高溫卻是我們所不能接受的，因此必須將這一部分溫度降至常溫下。而將主機壓縮過程中空氣被壓縮釋放出來的熱量以及其它熱量帶到空壓機冷卻器中，就需要由冷卻介質(zhì)(風(fēng)和水)來完成。所以也就有了風(fēng)冷和水冷的說法。
冷卻單元的分類
對用戶來說，選用風(fēng)冷還是水冷是根據(jù)空壓機安裝使用環(huán)境條件來確定的。水冷需要用戶具備冷卻水系統(tǒng)，風(fēng)冷則布置靈活，但也要安裝場所通風(fēng)良好。風(fēng)冷受環(huán)境溫度及安裝環(huán)境的影響較大，但通常制造企業(yè)設(shè)計時已經(jīng)考慮到極端情況，所以按照要求安裝，也都能達到滿意的冷卻效果。風(fēng)冷空壓機需要配備冷卻風(fēng)扇，占用的是空壓機主機的能源消耗。
(1)風(fēng)冷冷卻器
風(fēng)冷冷卻器由多組錯落排列的盤管組成，盤管外部套有翅片，盤管翅片組件固定在左右兩側(cè)的壁板上，構(gòu)成一個獨立的部件。盤管材料為薄壁銅管，壁厚0.6 mm～1.0mm，管徑與散熱量相關(guān)，通常為(∮10～∮18)mm。翅片多用0.2mm～0.4mm的鋁片制成，翅片間距約為1.5mm～4.0mm。通常冷卻器與強排氣風(fēng)扇連接，通過一個溫控開關(guān)來啟動風(fēng)機，達到強排風(fēng)散熱效果。在強排風(fēng)的情況下，通常流過冷卻器的迎面風(fēng)速通常應(yīng)大于2m/s～3m/s為宜。風(fēng)冷冷卻器的最大降溫15℃左右，環(huán)境溫度越低，冷卻降溫效果越好，過高的環(huán)境溫度使用風(fēng)冷冷卻器降溫效果會大打折扣。其優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、重量輕、不耗水，但是風(fēng)扇的噪音較大。
風(fēng)冷冷卻器常見的故障就是強排風(fēng)風(fēng)機故障，如電機斷路或電控部分電容損壞等，也有冷卻器盤管泄漏等現(xiàn)象，如有以上故障，一般都是整體更換冷卻器。
(2)水冷冷卻器
水冷式空壓機冷卻器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，其耗水量與空壓機排氣量及排氣壓力相關(guān)，通常需要配置冷卻水循環(huán)裝置，減少水資源的消耗。通常有殼管式居多，其結(jié)構(gòu)是在一個由鋼板卷制的封閉的圓筒中，錯落排列多許多直管型銅管或外表面有滾壓凹痕(為了提高換熱面積和增強表面剛度)的金屬管，封閉式圓筒兩端密封焊接兩塊端板，換熱銅管的兩端采用脹接或焊接固定在圓筒兩端的端板上，有兩個用螺絲與圓筒式殼體密封相連的封閉式端蓋，端蓋內(nèi)有隔水肋條，約束水的流向。冷卻水從端蓋一側(cè)下部進入封閉式端蓋內(nèi)，經(jīng)隔水肋條的限流，分別流入換熱器銅管內(nèi)，通過換熱管壁和銅管外部的工質(zhì)高溫壓縮空氣實施熱量交換，帶走工質(zhì)釋放的熱量，使之得到冷卻。
冷卻水在換熱器內(nèi)循環(huán)流動后從端蓋上部流出冷卻器，冷卻水在換熱管內(nèi)流速一般取1.8m/s～3.0m/s。高溫高壓壓縮空氣從冷卻器上部進入換熱銅管外部的空間中，被冷卻后從下部流出。而冷卻水需要從換熱器下部流入，從上部流出，確保整個冷卻器的換熱管內(nèi)始終充滿冷卻水，不至于出現(xiàn)氣塞現(xiàn)象，影響冷卻效果。
其優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、傳熱效率高，由于冷卻水是從管道中以較高流速流動，故對冷卻水水質(zhì)要求高，一旦造成管道堵塞及結(jié)垢，清洗維修困難。
空壓機冷卻器常見故障
1、冷卻器漏水
是否常見：比較常見
原因分析：冷卻器管路老化、冷卻器管路對接處疏忽焊接不嚴、水路管件損壞等。
處理方法：更換壞掉的管路或者閥門、緊固螺栓等。
2、空壓機冷卻器堵塞
是否常見：比較常見
原因分析：水泵輸送水流動不暢、冷卻器水管路有異物、垃圾和其他雜物進入冷卻器等。
處理方法：清洗冷卻器水管路、更換水泵、清理異物、提高水的質(zhì)量等。
3、冷卻器結(jié)垢
是否常見：比較常見
原因分析：冷卻水質(zhì)量不好時，也容易導(dǎo)致冷卻器結(jié)垢。
處理方法：更換冷卻水、定期進行清洗、使用防垢劑，然后進行復(fù)盤。另外，還可以在冷卻器水管路的進出口加裝濾網(wǎng)，過濾掉水中的雜質(zhì)。
4、冷卻器泄漏
是否常見：比較少但也有
原因分析：水壓過大、空壓機冷卻器管路老化等。
處理方法：更換受損的冷卻器管路或者重新緊固冷卻器管路的螺栓。
5、冷卻器水位低
是否常見：比較少但也有
原因分析：冷卻水被排出或者蒸發(fā)過快。
處理方法：及時補充水源，同時可以考慮安裝水位自動控制軟件，以保證水位穩(wěn)定。
空壓機系統(tǒng)中，通過冷卻單元將溫度在85℃以上的壓縮空氣降至環(huán)境溫度，無論是風(fēng)冷式還是水冷式，一部分冷卻的是壓縮空氣，一部分冷卻的是空壓機油，是設(shè)備能夠持續(xù)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵所在。
夏季高溫天氣如果按時進行空壓維保，更換了三濾一油，空壓機仍然故障不斷，需要仔細檢查一下冷卻單元、空壓機冷卻器是否處于完好狀態(tài)。比如風(fēng)冷式冷卻風(fēng)扇是否壞了，溫控器是否打開了，水冷式冷卻器是否泄漏了，如果有則及時維修更換，否則會影響到正常生產(chǎn)。
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