空壓站循環水系統擴能改造

摘要：中心空壓站淘汰6臺活塞式空壓機，更新為4臺ZH7000-6-8型離心式空壓機和2臺GA250W-7.5型螺桿式空壓機，新設備較老設備最大需循環水量增加約3倍，原循環水系統的供水設備、供水管道、儲水能力均不能滿足新設備的需求，必須進行擴能改造才能保證更新后設備正常運行。若不擴能需采用自來水直排冷卻方式對更換后空壓機設備進行冷卻降溫，才能保證更換后空壓機設備的運行，采用自來水直排冷卻方式，每年將白白扔掉自來水39.6萬噸，水費213.84萬元，而且造成水資源的極大浪費。所以無論從經濟效益還是社會效益考量，現有循環水系統擴能改造勢在必行。

關鍵詞：空壓機；循環水；擴能；節水；效益

中圖分類號：TV213 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）17-0280-02

一、問題的提出

中心空壓站淘汰6臺活塞式空壓機，更新為4臺ZH7000-6-8型離心式空壓機和2臺GA250W-7.5型螺桿式空壓機，設備更新后需用循環水量較老設備增加約3倍，現循環水系統能力嚴重不足，更新后無法滿足設備正常運行，影響公司生產。若使用現有的循環水系統保證更新后空壓機設備的正常運行，需采用自來水直排冷卻方式對更換后空壓機設備進行冷卻降溫，這樣，大量的自來水將白白扔掉，造成水資源的極大浪費，從經濟效益和社會效益考量，需進行循環水系統擴能改造。

二、設計方案

1.設計依據及參數要求。（1）空壓站房內生產時老設備用水量情況。空壓站房內老設備為6臺活塞式空壓機，100m3/min空壓機五臺，40m3/min空壓機一臺，100m3/min空壓機循環水量為40噸/小時，40m3/min空壓機循環水量為20噸/小時，24小時運行情況及所需循環水量：白班7：30～17：00，100m3/min空壓機4臺，40m3/min空壓機1臺，循環水量為：4×40+1×20=180噸/小時，溫升5℃；二班17：00～24：00，100m3/min空壓機3臺，40m3/min空壓機1臺，循環水量為：3×40+1×20=140噸/小時，溫升5℃；三班24：00～7：30，100m3/min空壓機2臺，40m3/min空壓機1臺，循環水量為：2×40+1×20=100噸/小時，溫升5℃。（2）空壓站房內更新后新設備用水量情況。空壓站房內更新后新設備為4臺離心式空壓機和2臺螺桿式空壓機，120m3/min離心式空壓機四臺，40m3/min螺桿式空壓機兩臺。按循環水溫升和設備產熱量數據校核需循環水水量：說明書介紹單臺ZH7000-6-8型離心式空壓機循環水量為66m3/h，溫升10℃，則每小時帶走熱量為：66×103×10×4.2×103=2.772×106KJ，則2.772×106KJ÷3600=770KW，即電機功率700KW，由于原冷卻塔是按溫升5℃配置的，則按溫升5℃校核新設備單臺需循環水量為：700×3600÷5÷4.2×103=120噸/小時。即120m3/min離心式空壓機溫升5℃循環水量為120噸/小時，40m3/min螺桿式空壓機溫升5℃循環水量為40噸/小時。白班7：30～17：00，需運行4臺ZH7000-6-8型離心式空壓機，循環水量為：4×120=480噸，溫升5℃；二班17：00～24：00，需運行3臺ZH7000-6-8型離心式空壓機，循環水量為：3×120=360噸，溫升5℃；三班24：00～7：30需運行2臺ZH7000-6-8型離心式空壓機，循環水量為：2×120=240噸，溫升5℃。（3）空壓站房內老設備循環水系統在用情況。在用設備需運行壓力為0.25MPa，最大需用水量為180m3/h。在用循環水系統最大可提供：運行壓力0.28MPa，供水量280m3/h，最大回水量500m3/h，水池有效容積66m3，最大冷卻塔供水量600m3/h，冷卻塔最大冷卻水量600m3/h，水處理設備處理能力250m3/h，循環水系統運行方式為開式系統。（4）空壓站房內更新后新設備循環水系統需用情況。新設備需運行壓力為0.40～0.60MPa，最大需用水量為480m3/h。需用循環水系統數據：運行壓力0.50MPa，供回水流量480m3/h，水池有效容積為131m3，冷卻塔供水量600m3/h，冷卻塔冷卻能力600m3/h，旁濾水設備小時處理水量30m3/h，水處理設備處理能力440～640m3/h，循環水系統運行方式為閉式系統。

2.改造需解決的問題。（1）循環水池有效容積能力不足，需提高到130m3以上；（2）供水壓力不足，需提高到0.50MPa以上；（3）供水管道能力不足，需提高到480m3/h以上；（4）老系統為開式，新系統為閉式，兩套系統用水壓力不一樣不能共用，在確保生產的同時進行改造施工，需為新系統敷設一條臨時回水管道；（5）水處理設備能力不足，需提高到440～640m3/h；（6）無旁濾水功能，需增加30m3/h旁濾水設備；（7）冷卻塔供水能力無備用，需增加200m3/h備用水泵1臺。

3.解決方案。（1）將原男女更衣間、浴池和廁所間拆除，在該位置新建一座儲水池和設備間，保證新系統水池的有效容積和新設備的安裝；（2）新設供水泵3臺，提高新系統的供水壓力；（3）新設一條供水管道，增大供水水量；（4）新設一條臨時回水管道和一條臨時供水管道，保證改造施工期間兩套系統的正常運行；（5）新設循環水處理和旁濾水處理設備，提高處理水量，保證循環水水質；（6）全部改造后，將新系統的回水接到老系統的回水管道上；（7）將老系統的一臺供水泵改為供冷卻塔系統的備用泵；（8）將老系統的兩臺供水泵、供水管道和水處理設備改為余熱利用系統熱源水供應系統；（9）在新設備間配置檢修葫蘆吊、排污泵、電源及恒壓變頻控制系統等。

三、投資費用

（1）恒壓變頻供水及水處理系統：83萬元；（2）動力管道：39萬元；（3）土建配套：63萬元；（4）電氣配套：10萬元；（5）機械配套：3萬元；（6）共計費用：198萬元。

四、結論及效益分析

循環水系統擴能改造項目于2011年9月份開始施工，計劃在2011年11月份完工，滿足設備更新后運行時所需循環水能力，保證更新后設備的正常運行，確保公司生產供風，有良好的經濟效益和社會效益。

若不擴能需采用自來水直排冷卻方式對更換后空壓機設備進行冷卻降溫，才能保證更換后空壓機設備的運行。單臺ZH7000-6-8型離心式空壓機溫升10℃需循環水量為66m3/h，則小時帶走熱量為：66×103×10×4.2×103=2.772×106KJ。采用10℃廠區自來水直排冷卻方式降溫，冷卻空壓機后溫度30℃，則一臺空壓機一小時需自來水量為：2.772×106÷（30-10）÷4.2×103=33m3/h。一天平均3臺空壓機運行，原有循環水系統基本可以滿足1臺新空壓機的循環水量，則日需自來水水量為：33×2×24=1584噸，年需自來水水量為：1584×250=396000噸，年需自來水水費為（按廠內生產用水價格5.4元/噸計）：39.6萬噸×5.4元/噸=213.84萬元。所以，擴能改造后年可節約自來水水量為39.6萬噸，年可節約自來水水費為213.84萬元。投資回收期：改造投資費用為198萬元，節約213.84萬元，11個月即可收回投資。

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作者簡介：趙景玲（1969-），本科，工程師。