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关于板式冷油器与传统管式冷油器使用情况的对比分析莱城发电厂总装机容量4×300MW，汽轮机均为上海汽轮机厂引进美国西屋公司技术制造的N300-16.7/538/538型亚临界、中间再热式、高中压合缸、双缸双排汽、单轴、冷凝式汽轮机，四台机组分别于2000年9月、1999年12月、2002年8月、2003年5月投产。机组投运时主机冷油器采用的是管式，2003年后陆续改为板式，下面对管式冷油器和板式冷油器的使用情况进行对比分析。一、管式冷油器的工作原理及使用情况：大机润滑油系统配置双联管式冷油器。它的油路由一个换向阀连接，该阀可在运行中切除一台冷油器备用和清扫，另一台冷油器运行。冷油器与轴承油泵和注油器出口连接，这样不管从哪里来的轴承油，在进入轴承前都经过冷油器。冷油器冷却面积为205m2/台，冷却油量为146t/h，冷却水量为480t/h（台），进口冷却水温33℃，出口油温：43.3～48.8℃，铜管1220根，单台冷却器重量约9.8吨，直径×高度：￠1600×4000mm，占地面积：10m2，每台造价约38万元（1998年价格）。冷油器由壳体、管束、上、下水室、端盖等部件组成，立式双流程。冷却管材质为紫铜，紫铜管和多层隔板组成的芯子装在圆形壳体内，铜管的两端均胀结在管板上。水从水室进入管内，油进入壳体在管束外流动。管外流动的透平油和管内流动的循环水通过铜管壁进行换热，从而达到用水冷却透平油的目的。机组投产后，2000年～2003年期间大机冷油器铜管频繁发生泄漏，透平油漏入循环水系统，造成循环水污染。泄漏日期和数量统计如下：机组泄漏日期A冷油器B冷油器#12001年9月28日7/2002年2月19日/12002年4月01日1/2002年10月25日9272005年9月11日/2#22000年10月11日1212002年7月24日244除铜管频繁发生泄漏外，夏季冷却水回水调阀全开，润滑油温度经常在45—50℃，达不到冷却效果，严重时会限制机组出力。此外，冷油器冷却水水源由开式泵出口直接供给，由于开式泵入口滤网网孔大，冷却水中的泥沙和微生物容易造成铜管堵塞，需要定期人工捅刷清洗，维护工作量很大。针对我厂管式冷油器冷却效果差、铜管频繁泄漏等问题，进行了考察和论证，得到华电国际公司批准后，决定进行改造。二、板式冷油器的工作原理及使用情况：2003年～2006年期间，我厂陆续对#1-4机组双联管式冷油器更换为板式冷油器。另外，冷油器冷却水入口加装了电动旋转滤网、更换相匹配回水调阀及附件。板式冷油器的外观及内部结构如下图：冷油器冷却面积为154.6m2/台，冷却油量为155t/h，冷却水量为245t/h（台），进口冷却水温33℃，出口油温：43.3～48.8℃，单台冷却器重量约1.6吨，体积；2.51m3，占地面积：1.45m2，每台造价约28万元（2003年价格）。板式冷油器的结构比较简单，它是由板片、密封垫片、固定压紧板、活动压紧板、压紧螺柱、螺母、上下导杆、前支柱等零部件组成。工作原理：当金属板组压紧时，板角上的开孔形成连续的通道，将润滑油、冷却水从进口处引流到金属板组中，并分配到金属板间的狭窄槽道中。由于金属板上配了垫片以及金属板A和金属板B的交替安装，润滑油、冷却水交替进入金属板内的槽道，即润滑油进入奇数槽道，而冷却水进入偶数槽道。这样，润滑油、冷却水被薄薄的金属壁隔开。润滑油、冷却水的流动方向相反。润滑油、冷却水通过冷油器时，润滑油将其部分热量传递到薄金属壁上，而薄金属壁又将这部分热量传递到另一侧的冷却水上。润滑油的温度下降，而冷却水的温度上升。最后，润滑油、冷却水流向金属板另一端的相似通道，并排出冷油器。三、板式与管式冷油器的对比（由于我厂在油系统中初次使用板式冷油器，使用后未进行过解体大修，以下只是在板式冷油器本身性能、使用情况上与管式冷油器进行对比，只作为参考）1、传热效果的对比。1）润滑油在管式冷油器的壳程中流动时存在层流部分多，结垢倾向性大；折流板与壳体，折流板与换热管，管束与壳体之间的旁路，通过这些旁路的油，没有充分参与换热。板式冷油器不存在旁路，板片的波纹能使流体在较小的流速下产生强烈的湍流，具有自净效应以防止污垢生成的能力，提高了润滑油的换热效果。2）板式冷油器的板片为不锈钢材料，板片厚度仅为0.5㎜，而管式冷油器的冷却管为紫铜材料，厚度约为2.0㎜，因此，板式冷油器比管式冷油器换热效果好，在换热量相同时，板式冷油器所需换热面积比管式冷油器小的多。3）润滑油和冷却水在板式冷油器内逆流方式流动。而管式冷油器的润滑油和冷却水分别在壳程和管程内流动，总体上是错流的流动方式，降低了对数平均温差。板式冷油器能实现温度交叉，末端温差能达到1℃；管壳式冷油器不能实现温度交叉，末端温差只能达到5℃。2、检修便利的对比。1）板式冷油器的结构紧凑，为检修提供空间便利。在换热量相等的条件下，所占空间仅为管壳式冷油器的1/2，并且不象管式那样需要预留出很大空间用来拉出管束检修。板式冷油器解体时，只需要松开夹紧螺杆，即可在原空间范围内100%地接触倒换热板的表面，且拆装很方便。2）机组小修期间，板式冷油器板片不需要机械清洗，而对管式冷油器的铜管内壁采用打毛刷方式进行清理；机组大修期间，管式冷油器需吊出整个芯子进行化学清洗，内层铜管与隔板之间存在死角，无法彻底清洗。而板式冷油器的夹紧螺栓卸掉后，即可松开板束，卸下板片，进行机械清洗，清洗方便，清洗时不存在死角。3）大家普遍习惯管式冷油器铜管泄漏后，采用封堵方式堵漏，堵管率超过10%，进行全部更换，冷却面积日益减小；而板式冷油器板片可通过调节板片的数目或者变更流程就可以得到最合适的传热效果和容量。3、安全可靠性的对比。1）板式冷油器采用了不锈钢隔板将油、水隔开。由于不锈钢不易结垢，不易受到酸、碱等有害物质的腐蚀，使用寿命长。相对来说，板式冷油器不会发生内漏现象。而管式冷油器采用了铜管将油、水隔开。铜管易于结垢，受酸、碱等有害物质的腐蚀，为冷油器泄漏提供不利条件。铜管胀接在管板上，具有因水冲击、振动或胀接质量等问题的影响，造成冷油器铜管发生泄漏的可能。2）板式冷油器的板间通道很窄，一般为3－5mm，当换热介质中含有较大的固体颗粒或纤维物质时，就容易堵塞板间通道。而管式冷油器铜管通径大，较小颗粒不易于造成堵塞。针对该问题我厂在板式冷油器冷却水入口前加装滤网，定期排污，得到有效控制。3）在换热量相同时，管式冷油器比板式冷油器重量重的多，约为板式的5倍。更换板式冷油器后，机房3.5m平台载荷力大大减小。4、冷却水量的对比。管式冷油器的冷却水量为480t/h，板式冷油器的冷却水量为245t/h（台），板式冷油器的冷却水量为管式的1/2，冷却水用量大为降低。反过来又降低了管道，阀门的安装费用。5、检修费用的对比。板式冷油器的检修费用高，解体大修时需更换部分密封件，费用大约5万元左右。而管式冷油器只需放入事先做好的铁箱里（铁箱里充入80度左右的水，并加入20%次氯酸钠）煮24小时即可；或用可加热的高压水枪冲洗，成本低，费用大约1万元左右。结论：板式冷油器具有使用安全可靠、冷却水量小、传热效率高、占地小，易维护的优势，但检修费用高；而管式冷油器具有载荷大、传热效率差、占地大等缺点，但检修费用低。