空氣壓縮機(jī)冷卻水系統(tǒng)的改進(jìn)

【摘要】煤礦空氣壓縮機(jī)的冷卻器經(jīng)常發(fā)生堵塞情況，清理過程復(fù)雜且費(fèi)用高，而且要影響壓縮機(jī)的正常運(yùn)行，我們經(jīng)過研究決定對(duì)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行改造，通過安裝過濾裝置并且采用自動(dòng)反沖洗裝置，減少了由于水銹等雜質(zhì)引起的堵塞的情況。

【關(guān)鍵詞】空氣壓縮機(jī)；冷卻水；過濾；軟化；反沖洗

一、主要內(nèi)容

空氣壓縮機(jī)是煤礦所用主要設(shè)備之一，它的安全運(yùn)行是煤礦安全生產(chǎn)的保障。冀中能源股份有限公司顯德汪礦所使用的空氣壓縮機(jī)，由于使用年限較長(zhǎng)，壓縮機(jī)冷卻器經(jīng)常隔一段時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)堵塞的故障，影響安全生產(chǎn)，這種堵塞情況主要是由于冷卻水不潔凈引起的，為了解決這一問題我們對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，采用了一套冷卻水過濾裝置來(lái)解決這個(gè)問題，具體內(nèi)容如下：

我們?cè)O(shè)計(jì)改進(jìn)的過濾裝置由離心泵，多介質(zhì)機(jī)械過濾器，水軟化裝置以及臭氧消毒裝置組成。其工作程序是先由離心泵將冷卻水輸送到多介質(zhì)機(jī)械過濾器，經(jīng)過過濾的水去除了懸浮物，顆粒等雜質(zhì)，然后到達(dá)水軟化裝置將鈣鎂等金屬離子去除，最后經(jīng)過臭氧消毒裝置殺菌后到達(dá)壓縮機(jī)冷卻器進(jìn)行冷卻器工作。

我們采用了兩臺(tái)KQL80/160-7.5/2立式離心泵，為后續(xù)處理裝置提供原始水動(dòng)力，該泵一備一用，流量50m3/h，揚(yáng)程32米，電機(jī)功率7.5Kw。通過該泵提供的水到達(dá)多介質(zhì)機(jī)械過濾器，該過濾器是一個(gè)碳鋼環(huán)氧防腐過濾罐體，內(nèi)部裝填石英砂和無(wú)煙煤濾料，濾料高度2米。其中石英砂采用4種規(guī)格，分別為10-16mm；6-10mm；2-4mm；1-2mm，自下而上分層分布，填料高度1.6米；無(wú)煙煤的塊度為1-2mm，裝填于石英砂上部，填料高度0.4米，水的處理能力50m3/h。

多介質(zhì)機(jī)械過濾裝置是利用不同填料分層分布，填料間所形成狹窄水流通道，使水中的懸浮物、顆粒狀雜質(zhì)被橋架結(jié)構(gòu)所截留，隨著截留雜質(zhì)的增多，由所截留雜質(zhì)形成濾膜越密，其過濾壓差也逐漸增大，水通量隨之減小，出水阻力不斷增加，當(dāng)壓差達(dá)到設(shè)定值時(shí)（設(shè)定為0.1Mpa），觸發(fā)自動(dòng)反沖洗裝置，通過切換水流方向，以清除雜質(zhì)的沉淀，減少出水阻力，提高水流量。反沖洗裝置通過開、關(guān)設(shè)備上的五個(gè)閥來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的正常供水以及對(duì)過濾器的反沖洗（閥組開關(guān)狀態(tài)如下所示），正常供水時(shí)A、B、D閥開啟，C、E、F閥關(guān)閉，供水通過A、B閥到達(dá)過濾器，經(jīng)過過濾后通過D閥進(jìn)入水軟化裝置，反沖洗時(shí)，A、C、E閥開啟，B、D、F閥關(guān)閉，供水經(jīng)過A、C閥反向進(jìn)入過濾器，將過濾截留的雜質(zhì)通過排污管道排出，反沖洗過程由計(jì)時(shí)單元控制，達(dá)到設(shè)定時(shí)間后裝置停止反沖洗并自動(dòng)切換到正洗狀態(tài)，對(duì)裝置進(jìn)行正清洗，等裝置被清洗到出水清澈時(shí)，自動(dòng)切換到正常過濾狀態(tài)，繼續(xù)凈化水質(zhì)。整個(gè)清洗過程大約耗時(shí)10-20分鐘，并由控制單元自動(dòng)控制完成，無(wú)需人為干預(yù)。

經(jīng)過多介質(zhì)機(jī)械過濾裝置后的水去除了大顆粒的雜質(zhì)，然后進(jìn)入軟化裝置，位于預(yù)處理后端的軟化裝置是負(fù)責(zé)將水中能生成水垢的鈣、鎂等離子置換出去，防止在膜元件的表面生成水垢，影響膜元件的使用壽命的一種設(shè)備。其工作原理是利用設(shè)備內(nèi)部添裝的離子交換樹脂，將可以生成水垢的鈣鎂離子置換成不會(huì)生成沉淀的鈉離子，從而起到防垢的目的。

設(shè)備采用全自動(dòng)控制閥流量控制，保證設(shè)備出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠，整個(gè)工作過程無(wú)需人為干預(yù)，全自動(dòng)運(yùn)行，人唯一需要做的事情就是定期向鹽箱內(nèi)加鹽，用以消除鈣鎂離子。離子交換樹脂選用超高性價(jià)比的英國(guó)的“漂萊特”樹脂，有效地降低設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用并延長(zhǎng)樹脂的更換周期。

最后經(jīng)過軟化的水到達(dá)臭氧消毒裝置，臭氧是利用發(fā)生器高壓放電氧化空氣中的氧使之生成臭氧的，其作為一種極其有效的消毒劑，且在制備和使用中無(wú)需人為干預(yù)并且無(wú)排放，無(wú)污染，在水處理領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)本方案要求的處理水量，我們采用的臭氧發(fā)生器型號(hào)為HH-O3-40，產(chǎn)氣量為40g/h，氣源為空氣源，功率為2Kw。

臭氧能破壞分解細(xì)菌的細(xì)胞壁，很快地?cái)U(kuò)散透進(jìn)細(xì)胞內(nèi)，氧化分解細(xì)菌內(nèi)部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶等，也可以直接與細(xì)菌、病毒發(fā)生作用，破壞細(xì)胞、核糖核酸（RNA），分解脫氧核糖核酸（DNA）、RNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物，使細(xì)菌的代謝和繁殖過程遭到破壞。細(xì)菌被臭氧殺死是由細(xì)胞膜的斷裂所致，這一過程被稱為細(xì)胞消散，是由于細(xì)胞質(zhì)在水中被粉碎引起的，在消散的條件下細(xì)胞不可能再生。臭氧與次氯酸類消毒劑不同，臭氧的殺菌能力不受PH值變化和氨的影響，其殺菌能力比氯大600-3000倍，它的滅菌、消毒作用幾乎是瞬時(shí)發(fā)生的，在水中臭氧濃度0.3-2mg/L時(shí)，0.5-1min內(nèi)就可以致死細(xì)菌。達(dá)到相同滅菌效果（如使大腸桿菌殺滅率達(dá)99%）所需臭氧水藥劑量?jī)H是氯的0.0048%。

此外，臭氧還可以氧化、分解水中的污染物，在水處理中對(duì)除嗅味、脫色、殺菌、去除酚、氰、鐵、錳和降低COD、BOD等都具有顯著的效果。該發(fā)生器的電極采用鉻鐵合金制作，耐用性能優(yōu)越。臭氧通過噴射混合的方式投加，投加比例為3mg/L，使水中臭氧的溶解度值保持在0.4-0.5mg/L，可在4分鐘內(nèi)殺滅所有細(xì)菌和致病菌。臭氧屬?gòu)V譜無(wú)殘留無(wú)污染的消毒方式，由于臭氧的不穩(wěn)定性，在自然環(huán)境中會(huì)自行分解為氧，安全環(huán)保。

二、經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益

經(jīng)過以上工藝處理后的循環(huán)水優(yōu)于現(xiàn)在所用水質(zhì)，出水硬度≤0.03mmol/L，水中藻類及微生物去除大部分，經(jīng)過處理的軟化水進(jìn)入空氣壓縮機(jī)的冷卻器后大大減少了堵塞的現(xiàn)象，清理周期從一年四次減少為一年一次，提高了壓風(fēng)機(jī)的工作效率和開機(jī)率，減少了冷卻器管道堵塞問題，為煤礦的安全發(fā)揮了很好的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]成大先.《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》.化學(xué)工業(yè)出版社，1998.

[2]沈鴻.《機(jī)械工程手冊(cè)》.機(jī)械工業(yè)出版社出版，1982.

作者簡(jiǎn)介

申金素，女，1978年5月出生，河北高邑人，工程師，在冀中能源能源股份有限公司顯德汪礦機(jī)電科從事技術(shù)工作.