空氣壓縮機冷卻系統改造

李景芬

（天津天鐵冶金集團有限公司動力廠，河北涉縣 056404）

空氣壓縮機冷卻系統改造

李景芬

（天津天鐵冶金集團有限公司動力廠，河北涉縣 056404）

針對天鐵動力空氣壓縮機冷卻系統出現的空壓風溫差高報警現象，分析出其產生原因是冷卻系統循環水溫度高和水質差。通過對冷卻系統進行改造，消除了上述現象，延長了相關的設備的使用壽命，保障了冷卻系統的正常運行。

空氣壓縮機；冷卻系統；溫差；改造

1 引言

天鐵動力空氣壓縮系統由6臺ZH7000-6型和1臺ZH15000-6型空壓機組成，擔負著煉鋼、煉鐵、燒結等工序的壓縮空氣供應任務。生產需要自2010年上旬，新安裝ZH15000-6型空氣壓縮機投產運行后，出現了冷卻循環水不足的現象，雖然采取了增加了新水水源的措施，仍然不能滿足生產的需要。由于冷卻系統不能正常工作，不時還出現報警現象，因此，對報警現象原因進行了分析研究后，決定對空氣壓縮機冷卻系統進行改造。改造后解決了空氣壓縮機冷卻系統經常出現溫差高報警的問題，保障了冷卻系統的正常運轉，滿足了生產需要，延長了相關設施的使用壽命。

2 空氣壓縮機冷卻系統概況

空壓機冷卻系統共有兩個子系統：一是風冷系統，二是油冷系統。風冷系統負責對壓縮空氣的冷卻，包括3級冷卻器，它由外殼和管束組成，分為水側和風側，管道內走水簡稱水側，管道外走風簡稱風側，主要把壓縮空氣的熱量傳遞給冷卻循環水，冷卻循環水依次進入一級、二級、三級冷卻器的管道內，與管道外的壓縮空氣進行熱交換，壓縮空氣降溫后，保持溫差低于25℃報警值，送往用戶，冷卻循環水吸熱后到涼水池散熱后循環使用。油冷系統負責對空氣壓縮機組的潤滑油冷卻，由一臺油冷卻器組成。管道內走水簡稱水側，管道外走油簡稱油側，主要把油的熱量傳遞給冷卻循環水，起到降低油溫的目的。改造前冷卻系統圖見圖1。

3 報警原因分析

空氣壓縮機冷卻系統設計供水溫度26.7℃，最高供水溫度33℃，而夏季循環水溫度達36℃，超出供水溫度，因此，由于冷卻系統進口水溫升高，造成溫差升高而報警。

圖1 改造前冷卻系統圖

針對報警分析得出主要原因是冷卻系統循環水溫度高和水質差，因此對冷卻系統進行改造。

4 改造過程

4.1 除鹽水與循環水水質分析

除鹽水是經化學處理過的深井水，而循環水是在涼水池沉淀后反復使用的水，水質指標對比見表1。

表1 除鹽水與循環水指標對比表

硬度大說明水容易結垢，濁度值越大說明水中懸浮物等雜質含量越多，Cl-值越大，說明設備易腐蝕，SiO2值越大說明含有的沙子、石英較多。從表1可以看出，除鹽水具有清潔度高、不會產生粘泥、不結垢、對管道無腐蝕，溫度恒定為25℃等特點。因此，采用除鹽水作為冷卻水源，可滿足生產需要。

4.2 管道配置

（1）為確保鍋爐運行穩定，配置除鹽水管道供11#和17#空氣壓縮機冷卻器使用，

（2）17＃停機后退出生產運行，將17＃空氣壓縮機冷卻器供水母管與循環水管線斷開,關閥門1，并于進水閥門和出水管線處加裝法蘭堵板。

（3）11＃空氣壓縮機停機退出生產后，將供回水管線斷開加裝法蘭堵板，即將11#冷卻器進水門和出水門加堵板，并與17#空氣壓縮機供水母管連接；在原循環水管道上閥門1后，開孔配管與11#空氣壓縮機原放水門連接作為11#空氣壓縮機冷卻器除鹽水進水，在17#空氣壓縮機回水管道上開孔，配管與原11#空氣壓縮機冷卻器反沖門連接，作為11#空氣壓縮機冷卻器除鹽水回水管。

（4）不改動11#空氣壓縮機原循環水管道的進出水，而是將11#空氣壓縮機原反沖管和放水管改為除鹽水的進出口管。

（5）聯系化學將空壓站廠房西側除鹽水供水母管加裝隔斷門，隔斷門前配管加裝閥門2后，與17＃空氣壓縮機供水母管連接，并連接在閥門1后，作為11#、17#空氣壓縮機冷卻器除鹽進水管，隔斷門后配管加裝閥門3后，與17＃空氣壓縮機回水母管連接，作為11#、17#空氣壓縮機冷卻器除鹽水回水，除鹽水被利用后重新并入原除鹽水管道上，然后送入除氧器等設備。

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（6）為防止油冷卻器內冷卻管破裂，油竄入水中，造成除鹽水質污染，影響下道工序，故油冷卻器仍采用循環水冷卻，且配置在線反吹管。

（7）將 11＃、17＃空氣壓縮機油冷卻器與級間冷卻水管線斷開，原11＃空氣壓縮機供水母管開孔與11＃、17＃空氣壓縮機油冷卻器分別單獨連接，加裝隔斷入水門、出水門及反沖洗閥門，并將回水接原回水管道上。

（8）對新安裝除鹽水管線進行沖洗，同時對空氣壓縮機冷卻器用高壓清洗機進行徹底清洗，減少管線和冷卻器內雜質對除鹽水的污染。

改造系統圖見圖2。

4.3 改造后空氣壓縮機試運行

（1）投運試驗時，在保證17#空氣壓縮機投用冷卻水正常的情況下，視情況，決定11#空氣壓縮機是否投用除鹽水。

（2）首先打開11#、17#空氣壓縮所有進出水閥門，然后逐步關閉除鹽水直通門。

圖2 改造后冷卻系統圖

（3）水系統投入后，首先啟動17#空氣壓縮機，空氣壓縮機在卸載狀態下，冷卻器溫差約10℃，空氣壓縮機開始加載后，僅10min冷卻器溫差超過25℃報警，并繼續上漲，隨后卸載停機。

（4）檢查發現空氣壓縮機進水壓力為0.62 MPa，而回水壓力為0.6 MPa，由于空氣壓縮機冷卻器水阻為0.12 MPa，因此在差壓達不到的情況下，其水量難以滿足。

（5）當關閉空氣機是壓縮機除鹽水直通門前與三化聯絡門后，空氣壓縮機進回水差壓達到0.08～0.10MPa，且回水壓力達到0.58 MPa，能夠滿足生產需要。

（6）改造后對各項系統進行檢查，具備啟動條件后，啟動17#空氣壓縮機和11#空氣壓縮機試車，機組滿負荷條件下的參數（最大值）見表1，可看出實施后三級冷卻器溫差均滿足技術指標。

5 效果

此項改造引用臨近除鹽水管道，用料少，從除鹽水管道上開口加閥門，在冷卻器內進行熱交換，水溫升高后，仍重新并入除鹽水管，進入鍋爐除氧器，提高了除氧器除鹽水溫度，減少了燃料消耗，降低了循環水用量。

表1 空氣壓縮機冷卻水改造實施效果

管道配置后11#、17#空氣壓縮機有兩道水源，即可投用循環水，也可投用除鹽水。

減少了冷卻系統反沖洗及停、倒機次數，節省了耗電量，工作性能穩定。

避免因冷卻器管壁堵塞，疏通時造成磨損與損壞備件，保證了機組的安全運行。

解決了空氣壓縮機冷卻器時常出現溫差高報警的問題。

6 結束語

除鹽水冷卻空氣壓縮機冷卻器的應用，創造性地解決了空氣壓縮機冷卻器溫差高報警的問題，由于水質好、溫度低、冷卻效果好、不產生水垢，實現了水源的“零”損失，冷卻換熱全部回收，提高了綜合熱效率，節能減排效果顯著，達到了預期效果。

Improvement on Air Compressor Cooling System

LI Jing-fen

(Power Plant,Tianjin Tiantie Metallurgical Group Co.,Ltd.,She County,Hebei Province056404,China)

The reason of causing air compressor cooling system alarming in air compressor at Tiantie Power Plant was higher air temperature difference which caused by high temperature and poor quality of circulating water in cooling system of air compressor.Improvement was carried out on the cooling system and the problems were solved,the service life of relevant equipment prolonged and the normal running of cooling system ensured.

air compressor;cooling system;temperature difference;improvement

10.3969/j.issn.1006-110X.2014.03.009

2014-01-06

2014-02-01

李景芬（1966—），女，工程師，主要從事冶金設備技術管理工作。