改善空壓機油冷卻器冷卻效要點

1、三車間 QC材料改善空壓機油冷卻器的冷卻效果改善空壓機油冷卻器的冷卻效果一、小組概況三車間 QC小組成立于 2003年 3月，小組成員都是從事機械修理工作20 年以上經驗豐富的技術工人。小組的部分成員取得了中國質量協(xié)會 TQC 基本知識結業(yè)證，其他成員接受 TQC教育平均超過 50 小時。表一 小組概況簡明表小組名稱三車間 QC小組成立時間2003年3月注冊編號2003-26課題名稱改善空壓機油冷卻器的冷卻效果課題類型攻關型活動時間2003年 3月 10月小組人數(shù)5人小組分工姓名性別年齡文化程度職位或職稱組長張長青男41高中機修組長組員嚴華龍男39中專機械修理工組員綦宏男41高中機械修理工組員

2、姚善倫男38中專機修組長組員曹書祥男45高中機械修理工培訓情況人均接受 TQC教育 50 小時以上、選題理由三車間空壓站的壽力 LS25S-300HP型固定式螺桿空壓機組承擔著全廠 的壓縮空氣供給任務。空壓機正常運轉時，當油氣分離器分離出的潤滑油 溫度超過 77時（通常情況下應能維持在 94左右），熱力閥打開，油冷 卻器開始對潤滑油進行冷卻處理，冷卻后的潤滑油能夠保證其參與壓縮機第 1 頁 共 13 頁三車間 QC材料改善空壓機油冷卻器的冷卻效果主機熱交換的能力。如果油冷卻器冷卻效果達不到要求，當油氣分離器出 口油溫升到 113時，空壓機就會自動保護報警停機。 我車間空壓機油氣分 離器出口溫度

3、有逐漸升高的趨勢，而油冷卻器的冷卻效果卻不明顯，由保 養(yǎng)后正常油溫至接近警戒溫度的周期逐漸縮短，使得機器長時間工作在油 溫較高的環(huán)境下，長此以往，會大大縮短設備使用壽命并影響到壓縮空氣 的持續(xù)穩(wěn)定供應。為避免出現(xiàn)上述情況，就需要保證油冷卻器維持良好的 工作狀態(tài)。為了確保壓縮空氣供應，我們 QC小組全體成員，針對實際工作 中出現(xiàn)的油冷卻器冷卻效果不佳的問題，組織討論研究，最后選擇了改善 空壓機油冷卻器的冷卻效果，作為此次攻關課題，分析情況詳見圖一所示。三、現(xiàn)狀調查實際工作中發(fā)現(xiàn)，油冷卻器的冷卻效果逐漸變差，冷卻后的潤滑油溫 度明顯偏高，極易造成報警停機的情況發(fā)生，進而影響到正常生產。遵照廠部及車

4、間的工作要求，工作人員每月月末對設備進行全面的保 養(yǎng)。我 QC小組測量了壓縮機 36 月的工作油溫（每月 5、15、25 號各進 行五次測量，取其平均值）見下表：第 2 頁 共 13 頁三車間 QC材料改善空壓機油冷卻器的冷卻效果表二 QC 前空壓機油氣分離器出口旬平均油溫表項目月份上旬平均油溫（）中旬平均油溫（）下旬平均油溫（）旬平均增幅3月941011118.67%4月951011128.60%5月941001108.19%6月941021108.18%從上表可以看出，每次保養(yǎng)過后設備的運行周期最多只有一個月，每 到月末壓縮機的油溫都非常接近警戒溫度。設備長時間工作在警戒溫度的 邊緣，對設

5、備的壽命和穩(wěn)定性都有很大的影響，也很難保障對廠部各部門 的蒸汽供給。所以如何降低空壓機油冷卻器的油溫，減低油溫的增長速度 是我們 QC小組攻關的重點。四、確定目標值我們 QC小組認真、反復地學習說明書和一些外協(xié)的資料，組織討論、 分析研究，決定利用現(xiàn)有的條件，改善油冷卻器的冷卻效率，爭取有效減 緩潤滑油溫上升的趨勢，延長正常油溫下的工作周期。因此我們小組確定 本次 QC的目標值為旬平均油溫增幅 3.5%。10.00%0.00%8.00%6.00%4.00%2.00%目標現(xiàn)狀改前旬平均增幅改后旬平均增幅第 3 頁 共 13 頁三車間 QC材料改善空壓機油冷卻器的冷卻效果圖二 QC 攻關目標柱型圖

6、五、原因分析怎樣才能使冷卻器冷卻的效果提高呢？首先我們分析了造成冷卻器效 果不好的原因，我們 QC小組從人、機、法、環(huán)幾個方面討論、研究得出的 結論，見因果分析圖（圖三） 。機法責任心不強空壓機油冷卻器冷卻效果不理想圖三 因果分析圖六、要因確認（ 一 ） 01 法打分： 從因果分析圖可以看出，可能導致空壓機油冷卻器冷卻效果不理想的 原因有多種，我們采取 01 打分法確定要因。第 4 頁 共 13 頁三車間 QC材料改善空壓機油冷卻器的冷卻效果表三 01 法打分表流冷卻器散熱不良設備運行環(huán)境灰塵大維修保養(yǎng)方法不當操作人員責任心不強張長青1011嚴華龍1011綦宏1100姚善倫1010曹書祥101

7、0合計5142（ 二 ） 要因分析：從上面的打分結果可見，油冷卻器的散熱不良是導致其冷卻效果變差的要因。為更準確的了解油冷卻器的工作狀態(tài)，找到問題所在，我們對油冷卻器做 了仔細檢查。油冷卻器第 5 頁 共 13 頁三車間 QC材料圖四 油冷卻器工作示意圖改善空壓機油冷卻器的冷卻效果如圖四所示，油冷卻器內部由若干細銅管組成，細銅管內通冷水用以冷卻流經管間的熱潤滑油 , 細銅管內冷卻水的循環(huán)流動是否通暢直接影響 油冷卻器的冷卻效果，主要是影響熱交換的效率，檢查發(fā)現(xiàn)冷卻器內的細 銅管極易堵塞（主要是冷卻水內的泥沙沉積所致） ，嚴重影響了熱交換的充 分進行，是造成油溫過高的主要原因。七、制定對策熱交換

8、（或者說傳熱）有三種形式：導熱、對流和輻射。對面式熱交 換器來說，換熱的主要形式是對流和導熱，對流換熱量的計算式是： Q= A （t 2t 1），導熱換熱量的計算式是： Q=（/ ）A（t 2t 1）。在面式熱交 換器中的傳熱元件兩側都發(fā)生對流換熱，元件體內發(fā)生導熱，所以傳熱量：A(t 2 t 1)Q= KA(t 2t 1)1 1+ + 1 2這里：第 6 頁 共 13 頁三車間 QC材料改善空壓機油冷卻器的冷卻效果1K=1 1+ + 1 2稱為換熱系數(shù)。以上諸式中： Q換熱量， 對流換熱系數(shù)， A傳熱面積（t 2t 1） 傳熱溫差， 熱導率， 傳熱體厚度由此可見 , 考察熱交換裝置中的熱交換

9、性能優(yōu)劣有兩項關鍵指標，即換 熱系數(shù)和抗垢系數(shù)。換熱系數(shù)反映了換熱設備的換熱能力，是在換熱設備 設計中首先考慮的關鍵指標。增加換熱系數(shù)的核心思想是在管程、管徑一 定的條件下通過增加表面積來提高換熱系數(shù) . 圓管式換熱器 （ 例如油冷卻 器中的細銅管 ）中換熱介質 （包括水）在流經換熱管內部時是作直線流動，所 以難以攪動換熱管內壁邊界的滯流層（傳熱膜） 。正是由于滯流層的存在， 使得換熱介質表面層的換熱效率極其低下，且隨著時間的推移，換熱介質 的污垢不斷堆積，使其效率每況愈下，直至失效，所以要想達到熱交換的 高效、持久，必須找到方法打破滯流層，達到自動、在線、利用流體動力 進行除垢。因此我 QC

10、小組按照 PDCA循環(huán)先后制訂出三套方案并予以實施，對比 效果后，最終采納了第三套方案。具體方案選取見下表分析：A PC D 方案三：自制專用清洗工具 ,對細銅管進行人工清洗C D 方案二：采用化學藥劑對細銅管內的沉積泥垢進行清洗方案一 ：將細銅管 （圓管 ）改為外螺紋管 ,增加熱交換表面積改善空壓機油冷卻器的冷卻效果圖五 對策改進實施梯形圖第 7 頁 共 13 頁三車間 QC材料改善空壓機油冷卻器的冷卻效果表四 對策實施表項目方案一概述將細銅管 （ 圓管）改為外螺紋管具體實施內容訂制相同管徑、管程的外螺紋銅管，要求內表面光滑，外 表面的螺旋面盡可能大。分析論證有利因素增加了熱交換表面積，大大

11、提高熱換系數(shù)。不利因素抗垢能力低下，一旦成垢后 , 無法有效清洗。論證結果該方案中外螺紋銅管 （管徑較細 ）的加工難度較大，須訂 制, 所需費用較高。審核放棄該方案項目方案二概述采用化學藥劑對細銅管內的積結泥垢進行清洗具體實施內容采用內含強力清潔劑、高效緩蝕劑及高能鍍膜劑的化學藥 劑：克垢對管路進行清洗。將克垢和水按 1：5 的比例進行 摻配。開機強制循環(huán)清洗五至八小時，清洗完畢后排除系 統(tǒng)內廢液，再用清水沖洗三至四次，將系統(tǒng)內的殘液沖走 空壓機重新投入運行使用。分析論證有利因素不需對原裝置結構進行改動，操作方便不利因素耗時過長， 對設備造成一定的腐蝕， 減少設備 使用壽命，同時除垢不夠徹底。

12、第 8 頁 共 13 頁論證結果該方案雖容易操作，但耗時太長，同時需長期購買化學藥 劑，花費較大。但可以將此方案作為輔助方案用于冷卻水 處理。審核放棄該方案三車間 QC材料改善空壓機油冷卻器的冷卻效果項目方案三概述自制專用清洗工具 , 對細銅管進行人工清洗具體實施內容截取直徑小于細銅管，長度長于細銅管的螺紋鋼，在一端 焊接把手，另一端焊接麻花鉆。對管路清洗時，將鉆頭端 鉆入細銅管，然后搖動把手前進，利用螺紋的刮削擠壓作 用，將積結在管壁上的污垢清除。除垢后，用壓力水沖刷 清洗分析論證有利因素制作容易，成本低，除垢較徹底不利因素需定期停機拆卸油冷卻器進行清洗， 操作費力論證結果經過長時間的試用，

13、所設計的清理工具能有效地清除油冷卻器細銅管內的沉積污垢，延長油冷卻器正常運行周期。審核采用該方案八、對策實施根據方案三，我 QC小組設計出了清洗工具，設計的工具如下所示：第 9 頁 共 13 頁三車間 QC材料改善空壓機油冷卻器的冷卻效果圖六 專用清洗工具工具的外表面有大量的羅紋，增加了工具和管路的摩擦力；工具的尾 部裝有旋轉的手柄，在清理過程中旋轉工具增加工具與管路的接觸面積， 更加徹底的清理管路內的污垢；工具的前端可以針對不同口徑的管路安裝 不同的鉆頭，以適應清理工作的需要，因此我們設計的工具還有方面改造 的特點。此外，我們還專門設計了細水管，在清理工作結束以后，用一定 壓力的水流對管路進

14、行沖洗，鞏固清理的效果。方案確定以后， 我們很快的就把成果應用在設備上以檢驗 QC成果的有 效性，以下是 710 月的空壓機油冷卻器的旬平均油溫（每月月末進行全 面保養(yǎng)，每月 5、15、25 日各測量五次，取其平均值） ： 表五 QC后空壓機油氣分離器出口旬平均油溫表項目上旬平均油溫中旬平均油溫下旬平均油溫旬平均增幅月份（）（）（）7月94971013.65%8月94971003.10%9月95971013.12%10月96981023.08%通過上表可以看出改進前后的油溫平均增幅有了大幅度降低， 4 個月的 平均增幅只有 3.24% 甚至低于我們的目標值， 可見我們的 QC成果是非常成第 1

15、0 頁 共 13 頁三車間 QC材料改善空壓機油冷卻器的冷卻效果功的，如圖所示）：0.090.080.070.060.050.040.030.020.010改進前油溫增幅目標油溫增幅 改進后油溫增幅通過實際運用，方案三完全可以達到預期目的，很有效的清洗了管路 內的污垢，延長了油冷卻器的運行周期，提高了油冷卻器的冷卻效果。可 以說我們這次 QC活動取得了圓滿的成功。九、效果檢查經過 QC方案的實施 , 我們對活動效果進行了跟蹤調查 : 在這段時間的檢查和觀察中 , 沒有出現(xiàn)油溫增高過快的情況 ,清洗后油 冷卻器正常運行周期比改進前有了非常明顯的延長。這次QC基本上解決了我車間空壓機油冷卻器冷卻效

16、果不理想的問題，沒有對設備造成不良影響 達到了預期的目的，確保了生產的連續(xù)性、穩(wěn)定性。另一方面，通過這次 QC活動，我們積累了經驗，開拓了思路，提高了 用 PDCA循環(huán)方法分析和解決問題的能力，增強了集體內部的團結、協(xié)作與 交流，使小組的 QC攻關水平又邁上了一個新臺階。十、鞏固措施為了鞏固壓縮機銅管的冷卻效果，我們采取了如下措施：1、加強對水循環(huán)冷卻系統(tǒng)的維護，定期使用自制工具對細銅管進行清洗， 并把維護工作納入日常保養(yǎng)的工作內容。負責人：張長青第 11 頁 共 13 頁三車間 QC材料改善空壓機油冷卻器的冷卻效果2、針對不同的管路對所設計的清洗工具進行適當修改，并對清洗工具的制 作材料進行改進，加強清洗工具的去污效果。負責人：嚴華龍3、加強對壓縮機油路的油溫的測量與記錄工作，隨時收集清理前后的油溫 的數(shù)據，為保養(yǎng)護理工作提供參考。負責人：姚善倫 十一、今后的打算通過本次攻關活動，我們穩(wěn)定了壓縮機冷卻器的冷卻效果，也為油路 清理工作帶來不少的方便，但是我們不能滿足于目前的成就，因為科技進 步、設備的更新是永無止