第三章 滑潤裝置與潤滑系統

第六節   熱交換裝置

摩擦副在工作運行時會產生摩擦熱使潤滑油升溫而降低其潤滑性能；而在嚴寒地區或低溫環境條件下工作的潤滑系統，溫度過低，特別是低于油液疑點時，將嚴重影響其輸送性能而不能工作。因此，為了控制摩擦副的油溫，保證潤滑系統正常工作，必須對溫度過高或過低的油液進行溫度調節。一般是采用熱交換裝置來調節，溫度過高時用冷卻器，過低時用加熱器。

1．降低油溫的裝置——冷卻器

目前常用的冷卻器有列管式冷卻器與板式冷卻的，工作原理相同但結構各異。

（1）列管式冷卻器

列管式冷卻器是將熱的油液和冷卻劑（冷卻水）進行強制對流而換熱交流（熱量從高溫的油液流向低溫的水），以達到油液降溫的目的。一般冷卻水在列管中流動，而熱油則在列管外的冷卻器殼體中流動；列管則采用導熱性與耐腐蝕性均較好的黃銅管或紫銅管制作。潤滑油在冷卻器中經冷卻后，其溫度一般可降低5~10℃，而冷卻水的溫度則提高3~5℃。

常用列管式冷卻的商品型號是ZX03，按其列管的冷卻面積有3~100m2的6種規格，其油水的進出口通徑分別是40、80、100、125及200mm，技術性能如表3-22所示。

（2）板式冷卻器

板式冷卻器是將熱油液與冷卻水通過帶有波紋并相互隔開的熱交換板片的強制對流來進行熱交換，從而達到冷卻熱油液的目的。

板式冷卻器的優點是傳熱效率高（是目前常用換熱器中傳熱效率最高的一種），結構緊湊，操作靈活性大，應用范圍廣，金屬耗用量低，安裝、檢查、拆洗方便，使用壽命長，應用范圍廣。其缺點則是工作壓力低，只適于1~1.6MPa以下；操作溫度不能太高，應低于120~150℃；液流阻力大，亦即壓力損失較大，這就要求提高潤滑系統的供油壓力，例如由過去的0.35~0.4MPa提高到0.6MPa，由于壓力的提高，因而也容易產生泄漏。

（3）翅管式冷卻器

翅管式冷卻器與列管式冷卻器基本相同，管內通冷卻水，管外通油，強制進行對流換熱而冷卻，使熱油降溫。只是在冷卻管外焊上許多橫向或縱向的散熱翅片，翅片的厚度為0.2~0.3mm，材質為銅式者鋁，因而增大了傳熱面積，使熱傳導率比列管式冷卻器高，而體積和重量則相對要小。

（4）氣冷式冷卻器

氣冷式冷卻器的熱油液是在管內流動，管外同樣焊有散熱片，利用風扇產生高速氣流，流過冷卻管外四周及散熱片進行熱交換而將油液的熱量帶走，使熱油降溫。因空氣的熱容量遠小于冷卻水，與冷卻管的熱交換率也就遠低于上述用冷卻水的冷卻器，但在缺水或設備不便于用循環冷卻水的地方，則可以考慮采用氣冷式冷卻器。

（5）冷卻器的常見故障及其排除方法

1）進、出油管口的溫差小。說明熱交換率低，可開大放水閥門增加冷卻水流量；可按開動冷卻器的步驟重新開動，消除冷卻管外壁的氣泡，或打開放氣孔，排除內部空氣，以提高換熱效率；用苛性堿溶液清洗冷卻管的水垢和沉淀物，以改善導熱性能。

2）冷卻水進出口的壓差大于正常值，影響冷卻效果。應拆卸冷卻裝置進行除垢、清洗；一般冷卻器應根據冷卻水的水質情況每半年至兩年清洗一次。

3）在回水中發現油液。說明冷卻器已滲漏甚至漏油，應設法堵死泄漏部位，例如對滑板的泄漏管端進行擴孔，或拆掉泄漏的冷卻管并將管孔堵死，但拆下的管子數量不得多于10%，否則，將嚴重降低冷卻效果。

2．加熱潤滑油的裝置——加熱器

為了提高并控制過低的油溫，就要采取保溫和加熱裝置，通常是采用電氣加熱與蒸汽加熱的方法。

圖3-21  SRY型油用管狀電加熱元件

（1）電氣加熱元件

潤滑系統中常用的電氣加熱元件是SRYZ及SRY4型管狀電加熱元件。這種元件是按安裝于潤滑系統的油箱設計，其外形及安裝尺寸如圖3-21所示。這種電加熱元件的最高工作溫度是300℃，故在通電時應嚴防全部加熱管浸入油液中，即“A”部分不能露出液面，否則，不但加熱元件易燒壞，且油箱內液面上空間的油霧也可能會因超過其閃、燃點而燃燒。SRY型電加熱元件的技術性能如表3-23所示。

可根據潤滑系統要求的最高和最低溫度，采用手動或自動接通和斷開電源的方法來控制油溫；并根據油箱容量的大小來確定加熱元件的數量，以確定加熱速度。

（2）蒸汽加熱器

蒸汽加熱的方式有兩種，其結構也完全不同：

一種是將蛇形蒸汽管直接裝入油箱底部，直接加熱油液，由閥門控制蒸汽的“通”、“關”及流量而控制油溫。

另一種是安裝一條與潤滑管路相平行的蒸汽管來加熱潤滑油或脂，兩條管路同用絕熱保溫材料（一般是礦渣棉、石棉繩）包扎在一起。這種方式的優點是能夠在整個供油管路系統中保持潤滑油或脂的溫度，使其不受季節氣溫變化的影響，也就是可冬、夏季使用同一種牌號的潤滑油或脂；但缺點則是制作、安裝、保養費用均較前一種高。

加熱用的蒸汽溫度一般約為130~150℃，而所加熱的油或脂的溫度則控制在40℃左右，一般不應超過50℃。

來源：《規范化的設備潤滑管理》

主編：李葆文

出版社：機械工業出版社