改善空压机油冷却器冷却效要点.docx
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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
小组名称
三车间QC小组
成立时间
2003年3月
注册编号
2003-26
课题名称
改善空压机油冷却器的冷却效果
课题类型
攻关型
活动时间
2003年3月——10月
小组人数
5人
小组分工
姓名
性别
年龄
文化程度
职位或职称
组长
张长青
男
41
高中
机修组长
组员
严华龙
男
39
中专
机械修理工
组员
綦宏
男
41
高中
机械修理工
组员
姚善伦
男
38
中专
机修组长
组员
曹书祥
男
45
高中
机械修理工
培训情况
人均接受TQC教育50小时以上
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：
表二QC前空压机油气分离器出口旬平均油温表
项目
月份
上旬平均油温
（℃）
中旬平均油温
（℃）
下旬平均油温
（℃）
旬平均增幅
3月
94
101
111
8.67%
4月
95
101
112
8.60%
5月
94
100
110
8.19%
6月
94
102
110
8.18%
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%。
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）。
人
责任心不强
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
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
（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。
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：
Q=
A（t2—t1）
=
KA（t2—t1）
δ
+
1
+
1
λ
α1
α2
这里：
K=
1
δ
+
1
+
1
λ
α1
α2
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
项目
方案一
概述
将细铜管（圆管）改为外螺纹管
具体实施内容
订制相同管径、管程的外螺纹铜管，要求内表面光滑，外表面的螺旋面尽可能大。
分析论证
有利因素
增加了热交换表面积，大大提高热换系数。
不利因素
抗垢能力低下，一旦成垢后,无法有效清洗。
论证结果
该方案中外螺纹铜管（管径较细）的加工难度较大，须订制,所需费用较高。
审核
放弃该方案
项目
方案二
概述
采用化学药剂对细铜管内的积结泥垢进行清洗
具体实施内容
采用内含强力清洁剂、高效缓蚀剂及高能镀膜剂的化学药剂：
克垢对管路进行清洗。
将克垢和水按1：
5的比例进行掺配。
开机强制循环清洗五至八小时，清洗完毕后排除系统内废液，再用清水冲洗三至四次，将系统内的残液冲走空压机重新投入运行使用。
分析论证
有利因素
不需对原装置结构进行改动，操作方便
不利因素
耗时过长，对设备造成一定的腐蚀，减少设备使用寿命，同时除垢不够彻底。
论证结果
该方案虽容易操作，但耗时太长，同时需长期购买化学药剂，花费较大。
但可以将此方案作为辅助方案用于冷却水处理。
审核
放弃该方案
项目
方案三
概述
自制专用清洗工具,对细铜管进行人工清洗
具体实施内容
截取直径小于细铜管，长度长于细铜管的螺纹钢，在一端焊接把手，另一端焊接麻花钻。
对管路清洗时，将钻头端钻入细铜管，然后摇动把手前进，利用螺纹的刮削挤压作用，将积结在管壁上的污垢清除。
除垢后，用压力水冲刷清洗
分析论证
有利因素
制作容易，成本低，除垢较彻底
不利因素
需定期停机拆卸油冷却器进行清洗，操作费力
论证结果
经过长时间的试用，所设计的清理工具能有效地清除油冷却器细铜管内的沉积污垢，延长油冷却器正常运行周期。
审核
采用该方案
八、对策实施
根据方案三，我QC小组设计出了清洗工具，设计的工具如下所示：
图六专用清洗工具
工具的外表面有大量的罗纹，增加了工具和管路的摩擦力；工具的尾部装有旋转的手柄，在清理过程中旋转工具增加工具与管路的接触面积，更加彻底的清理管路内的污垢；工具的前端可以针对不同口径的管路安装不同的钻头，以适应清理工作的需要，因此我们设计的工具还有方面改造的特点。
此外，我们还专门设计了细水管，在清理工作结束以后，用一定压力的水流对管路进行冲洗，巩固清理的效果。
方案确定以后，我们很快的就把成果应用在设备上以检验QC成果的有效性，以下是7—10月的空压机油冷却器的旬平均油温（每月月末进行全面保养，每月5、15、25日各测量五次，取其平均值）：
表五QC后空压机油气分离器出口旬平均油温表
项目
月份
上旬平均油温
（℃）
中旬平均油温
（℃）
下旬平均油温
（℃）
旬平均增幅
7月
94
97
101
3.65%
8月
94
97
100
3.10%
9月
95
97
101
3.12%
10月
96
98
102
3.08%
通过上表可以看出改进前后的油温平均增幅有了大幅度降低，4个月的平均增幅只有3.24%甚至低于我们的目标值，可见我们的QC成果是非常成功的，（如图所示）：
通过实际运用，方案三完全可以达到预期目的，很有效的清洗了管路内的污垢，延长了油冷却器的运行周期，提高了油冷却器的冷却效果。
可以说我们这次QC活动取得了圆满的成功。
九、效果检查
经过QC方案的实施,我们对活动效果进行了跟踪调查:
在这段时间的检查和观察中,没有出现油温增高过快的情况,清洗后油冷却器正常运行周期比改进前有了非常明显的延长。
这次QC基本上解决了我车间空压机油冷却器冷却效果不理想的问题，没有对设备造成不良影响,达到了预期的目的，确保了生产的连续性、稳定性。
另一方面，通过这次QC活动，我们积累了经验，开拓了思路，提高了用PDCA循环方法分析和解决问题的能力，增强了集体内部的团结、协作与交流，使小组的QC攻关水平又迈上了一个新台阶。
十、巩固措施
为了巩固压缩机铜管的冷却效果，我们采取了如下措施：
1、加强对水循环冷却系统的维护，定期使用自制工具对细铜管进行清洗，并把维护工作纳入日常保养的工作内容。
负责人：
张长青
2、针对不同的管路对所设计的清洗工具进行适当修改，并对清洗工具的制作材料进行改进，加强清洗工具的去污效果。
负责人：
严华龙
3、加强对压缩机油路的油温的测量与记录工作，随时收集清理前后的油温的数据，为保养护理工作提供参考。
负责人：
姚善伦
十一、今后的打算
通过本次攻关活动，我们稳定了压缩机冷却器的冷却效果，也为油路清理工作带来不少的方便，但是我们不能满足于目前的成就，因为科技进步、设备的更新是永无止境的。
今后，我们在巩固和发展这些成果的基础上，继续加强科技攻关工作，大量组织工作人员进行培训，提高员工的业务水平，进一步提高现有设备的工作效率。
并且在以后的工作中我们要继续发扬本小组的团队精神，提高团队工作的战斗力，为我厂我车间的设备保养、设备改进工作贡献自己的一份力量。
三车间QC小组
2003年12月22日
改善空压机油冷却器
的冷却效果
芜湖卷烟厂三车间机械QC小组
2003年11月
升级会员 