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在空氣壓縮機(jī)組成結(jié)構(gòu)中，空壓機(jī)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(jī)，通常都包含以下幾個系統(tǒng)：動力驅(qū)動系統(tǒng)、壓縮主機(jī)部分、進(jìn)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(jī)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(jī)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(yùn)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(jī)的現(xiàn)象比較突出。
從原理來說，空壓機(jī)油需要在壓縮機(jī)主機(jī)與油分離器內(nèi)無限的循環(huán)，以帶走主機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(dá)到滿意的冷卻效果。風(fēng)冷空壓機(jī)需要配備冷卻風(fēng)扇，占用的是空壓機(jī)主機(jī)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(dú)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(qiáng)排氣風(fēng)扇連接，通過一個溫控開關(guān)來啟動風(fēng)機(jī)，達(dá)到強(qiáng)排風(fēng)散熱效果。在強(qiáng)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(diǎn)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(qiáng)排風(fēng)風(fēng)機(jī)故障，如電機(jī)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(jī)冷卻器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，其耗水量與空壓機(jī)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(qiáng)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(jìn)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(shí)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(jìn)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(diǎn)：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(jī)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(yán)、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(jī)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(jìn)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(jìn)行清洗、使用防垢劑，然后進(jìn)行復(fù)盤。另外，還可以在冷卻器水管路的進(jìn)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(jī)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(bǔ)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(jī)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(jī)油，是設(shè)備能夠持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵所在。
夏季高溫天氣如果按時進(jìn)行空壓維保，更換了三濾一油，空壓機(jī)仍然故障不斷，需要仔細(xì)檢查一下冷卻單元、空壓機(jī)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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