空氣壓縮機采用純水冷卻的實踐

練中軍

（河南神火集團 電解鋁廠，河南 永城 476600）

某廠鑄造車間配有D-100/10-a活塞式空氣壓縮機，為生產(chǎn)鑄造產(chǎn)品提供氣源，其冷卻方式為列管式循環(huán)水冷卻，水循環(huán)經(jīng)涼水塔冷卻后的付水通過水泵、經(jīng)管路直接進入空壓機列管式冷卻器。由于付水循環(huán)系統(tǒng)為半敞開式安裝，由于該鑄造車間周圍環(huán)境不好，空氣中漂浮多種粉粒雜質(zhì)，并通過涼水塔進入循環(huán)水系統(tǒng)。又由于地下水含有大量的泥沙，造成循環(huán)水水質(zhì)極差，給設(shè)備運行帶來諸多問題，直接影響正常生產(chǎn)組織，迫切需要改造完善。

1 存在的問題

結(jié)合空氣壓縮機多年的運行情況，受環(huán)境因素和本地水質(zhì)的影響，主要存在以下問題：

1）冷卻器循環(huán)管路結(jié)垢嚴重，循環(huán)不暢，導致空壓機運行溫度居高不下，一、二級排氣溫度高達190℃以上（設(shè)計運行不高于170℃），高溫使壓縮空氣中少量潤滑油裂變分解成炭，積附在空壓機氣閥、冷卻器氣路等處，對設(shè)備安全運行帶來潛在的安全隱患；

2）中（后）冷冷卻后的運行溫度高達90℃以上（設(shè)計運行溫度不高于70℃），破壞了壓縮空氣溫度與干燥機設(shè)計冷卻溫度匹配運行工況，干燥機進口設(shè)計不高于45℃，影響干燥機對壓縮空氣含水量干燥處理效果；

3）水質(zhì)差，運行月余，就需對中（后）冷冷卻器進行停機清理，拆開后發(fā)現(xiàn)密布列管的循環(huán)水路積附著大量鐵銹和硬實的污垢，致使管束堵塞，處理難度較大，影響冷卻效果，采用中和酸液也很難處理，且對冷卻器造成酸蝕，降低設(shè)備使用壽命。

為改善冷卻效果，節(jié)約生產(chǎn)成本及檢修費用的支出，決定對空壓機循環(huán)冷卻系統(tǒng)進行技術(shù)改造。

2 改造的可行性分析

改造的前提因素是某廠停產(chǎn)近4年，1套LSS—200整流柜純水冷卻裝置屬閑置設(shè)備，停用設(shè)備逐年風化腐蝕，資源浪費，且資金占壓。為合理利用資源，提高空壓機功效，技術(shù)人員綜合考慮，本著理論上可行、經(jīng)濟上節(jié)約、資源上整合的擔當思想，利用常年閑置的純水冷卻裝置移至該鑄造車間，將現(xiàn)空壓機列管式循環(huán)水冷卻方式改造為純水冷卻的改造模式，改造后形成純水和付水相結(jié)合的冷卻新工藝，以此改善冷卻效果。綜合考慮到LSS—200純水冷卻裝置冷卻容量，此次改造以中（后）冷進行冷卻改造。

3 技術(shù)參數(shù)對比

1）LSS—200冷卻裝置

純水側(cè)：主水流量：35m3/h，供水溫度：≤35℃～38℃（主付水介質(zhì)溫差△t≤10℃），水壓：根據(jù)壓力要求可調(diào)。

付水冷卻介質(zhì)側(cè)：進口水壓：0.08+外管路阻力；供水溫度：≤38℃，進水溫度：5℃～30℃；付水流量：與主水流量相同。

2）中、后冷裝置

中冷流量：33m3/h，后冷流量：20m3/h，冷卻水溫度：進水≤32℃，排水≤45℃.

根據(jù)上述參數(shù)對比分析，LSS—200冷卻裝置冷卻量（35m3/h）略大于中（后）冷冷卻量（中冷：33m3/h，后冷：20m3/h），LSS—200冷卻裝置純水側(cè)壓力也能滿足中（后）冷壓力需要，單臺空壓機配置兩臺波紋板式冷卻器與之匹配使用。

4 改造實施方案

首先，制定詳細的LSS—200冷卻裝置實施工藝方案，在保持原有設(shè)施基本不動的情況下，把純水系統(tǒng)增加到整個冷卻系統(tǒng)中來，將原有付水冷卻系統(tǒng)用來對純水冷卻，純水對中（后）冷冷卻裝置（冷卻器）進行冷卻。同時，保留原付水冷卻系統(tǒng)，必要時仍可繼續(xù)投入使用。具體工藝見圖1.

具體施工為：1）LSS—200冷卻裝置置于混凝土基礎(chǔ)上，安裝在需改造設(shè)備后冷旁；2）高位水箱就地安裝，其位置須高于空壓機中冷高度與水冷裝置，連接管采用19mm夾布膠管，耐壓不低于0.5MPa；65mm不銹鋼管將中（后）冷進出管分別與LSS—3）關(guān)閉從主付水管道到中（后）冷的進出水閥門，用200冷卻裝置純水總進出水管相連；4）鋪設(shè)付水管道10m，分別用DN80鋼管與水冷卻裝置付水進出水管道連接；5）LSS—200冷卻裝置動力電源，用4×4m2電纜從低壓室備用盤引至冷卻裝置電源柜進行供電。

圖1 工藝圖

5 改造效果及經(jīng)濟效益

按照上述方案改造實施后，技術(shù)人員跟蹤觀察運行效果明顯，起到了比較積極的作用，同時節(jié)約了一定的費用，改造較為成功。具體效果及效益為：1）波紋板式散熱器檢修較列管式散熱器方便，污泥和水垢易于清洗；2）采用純水對中（后）冷冷卻，使列管式散熱器無積垢、無污泥，冷卻均勻流暢、冷卻面積大，改善冷卻效果，改造試驗機經(jīng)滿載運行觀察，后冷前端二級壓縮空氣溫度為110℃，經(jīng)純水冷卻器冷卻后溫度降至42℃，冷卻效果非常明顯，空壓機由于溫度高頻繁卸荷的現(xiàn)象得到了改善；3）降低檢修頻次，壓縮檢修時間，延長列管式散熱器使用周期，降低更換冷卻器（5萬元/套）成本費用，年單臺機可節(jié)約直接費用13萬元；4）減去對改造設(shè)備列管式散熱器酸洗環(huán)節(jié)，消除了酸洗作業(yè)的安全隱患，每年減少單臺酸洗費用1.2萬元。

6 結(jié)束語

本次改造較好地利用了閑置設(shè)備，充分發(fā)揮了即將報廢的純水冷卻器的使用價值，為企業(yè)節(jié)約了一定的改造投資費用，同時圓滿解決了鑄造車間空氣壓縮機運行過程中遇到的各項難題，延長了設(shè)備使用壽命，還大大減少了設(shè)備運行期間大量的備件消耗，是設(shè)備管理過程中的成功舉措，有一定的推廣和應(yīng)用價值。