淺談離心式空氣壓縮機冷卻水系統的改造應用

吳蓉 夏錫明

摘 要：離心式空氣壓縮機已在國內及公司內普遍使用。離心式空氣壓縮機一般都具有中間冷卻器和后冷卻器，在壓縮空氣的過程中會所產生大量的熱能，這些熱量都需要借助冷卻器來冷卻，而冷卻器中的冷卻介質為水，因此冷卻水質的好壞決定了冷卻效果，并將直接影響到機組的排氣溫度。在離心式空氣壓縮機正常運行中，一旦冷卻水變質，將導致冷卻器結垢影響冷卻效果而使機組排氣溫度超標進而直接導致機組自動停機，而后花費一定時間進行化學清洗后才能重新開機投運，從而影響到壓縮空氣的正常供應乃至影響生產。另外離心式空氣壓縮機組經常采用化學清洗不但影響冷卻器的使用壽命，也增加了機組的維護保養費用。為了提高冷卻水水質，以保證冷卻效果，提高冷卻器的使用壽命，降低離心式空氣壓縮機的維護保養成本，經過多方調研論證，我們采用了軟化、凈化冷卻水處理設施來有效去處冷卻水中的雜質，降低冷卻水硬度，確保水質，減少冷卻器結垢情況，確保離心式空氣壓縮機冷卻器的冷卻效果。本文淺要分析了軟化、凈化冷卻水處理設施的一些特性以及實際使用效果，為同行提供參考和借鑒。

關鍵詞：壓縮機；軟化；凈化；成本

前言

隨著各行各業的快速發展，國內對離心式空氣壓縮機這種排氣量大，自動化程度高，操作簡單，性能穩定的機組的需求量越來越大，離心式空氣壓縮機在我們船舶行業的使用也已經非常普遍。離心式空氣壓縮機排氣量大，壓力高，導致排氣溫度很高，因此大部分都是水冷型的。我公司的離心機都為水冷型的三級壓縮，排氣量都在150m3/min以上，壓力均在0.8Mpa左右，壓縮中所產生的熱量都靠冷卻水來帶走。我公司空壓站原所使用的冷卻水均為市政自來水，硬度相對來說基本能滿足要求，但反復循環運行后冷卻水的硬度也會一定程度的變高；加上我公司冷卻水池的運行環境比較惡劣：空氣中灰塵、顆粒比較多，而冷卻水池考慮散熱均為開放式，故這些灰塵、顆粒容易污染冷卻水質；另外公司每年的冷風需求量都很大，冷卻水池基本上停不下來進行清理，處于長期運轉，使冷卻水質不斷惡化，冷卻水硬度逐漸變高，致使離心式空氣壓縮機的各級冷卻器極易結垢，影響冷卻器的冷卻效果，引起離心式空氣壓縮機排氣溫度超標而停機清洗。在充分了解調研后，決定對離心式空氣壓縮機的原有冷卻水系統進行改造，在原有冷卻水系統的基礎上加裝軟化、凈化處理設施，軟化、凈化冷卻水，提高冷卻水水質，改善冷卻效果。

一、冷卻水軟化、凈化設施改造情況簡介：

我公司空壓二站共安裝了離心式空氣壓縮機四臺：2臺300m3/min、2臺150m3/min。以前經常由于冷卻水質問題導致機組超溫停機進行清洗，影響生產，為此我們對原有冷卻系統進行了改造，采用了軟化、凈化水處理設施。

根據該空壓站房的冷卻水量，選用與之相配套的冷卻水軟化、凈化處理設備，安裝在冷卻水池附近空置區域。通過該套設施對冷卻水池的冷卻水進行軟化、凈化處理，降低冷卻水硬度，保證軟化水出水硬度符合國家鍋爐用水標準≤0.03毫摩爾/升，并通過凈化過濾（精度20-30微米），提高冷卻水質量，提高換熱效果。

二、冷卻水軟化、凈化設施結構圖及安裝示意圖：

（一）冷卻水軟化、凈化設施結構圖：

（二）冷卻水軟化、凈化設施安裝示意圖：

三、冷卻水軟化、凈化設施特性及維護：

該冷卻水軟化、凈化設施主要為8-12T/H全自動軟化設備（包括不銹鋼水泵、軟化控制器、玻璃鋼PE內膽離子交換器、流量控制器和再生系統）和10-15T/H多層石英砂循環過濾器（包括玻璃鋼砂過濾器、不銹鋼水泵、進水流量計、分水器、反洗防漏器等）組成。該套設施基本為自動控制運行，通過全自動軟化設備對冷卻水池的循環冷卻水進行軟化處理，同時通過多層石英砂循環過濾器再對冷卻水進行循環過濾處理，達到軟化、凈化水質的效果。該套設施只需每月定時更換藥劑，3年內基本無需維護，經實際使用至今，效果良好，該站4臺離心式空氣壓縮機組沒因冷卻水質影響冷卻效果而使機組超溫出現停機現象，也不再需要停機酸洗，機組運行狀況良好。鑒于此，我們又分別在空壓三站和空壓一站各安裝了該套冷卻水軟化、凈化設施，從實際運行情況看效果也非常良好。

四、經濟分析：

我公司目前三座空壓站房都安裝了該套冷卻水軟化、凈化設施。沒裝該設施前，站房每臺離心式空氣壓縮機每年需停機酸洗二次，每次費用為0.9萬，僅酸洗全年的費用就為18萬，加裝該設施后，基本三年才需維護保養一次，每次每套維護保養費用在0.9萬，另外每套每月更換鹽劑費用為0.25萬，全年的維保費用為9.9萬，這樣每年能節約費用8.1萬，降低了離心空氣壓縮機組的運行維護成本。

結 論

綜上所述及實踐驗證，可以看出對離心式空氣壓縮機組的冷卻水系統進行改造是切實可行的，采用軟化、凈化處理設施對冷卻水進行軟化、凈化處理的效果十分明顯，完全滿足了離心式空氣壓縮機組的冷卻要求，不僅保證了離心機的正常運行，保障了生產需求，而且極大的降低了機組運行中的冷卻系統維護成本，達到了為公司降本增效的目的。