空气压缩机冷却系统改造

李景芬

（天津天铁冶金集团有限公司动力厂，河北涉县 056404）

空气压缩机冷却系统改造

李景芬

（天津天铁冶金集团有限公司动力厂，河北涉县 056404）

针对天铁动力空气压缩机冷却系统出现的空压风温差高报警现象，分析出其产生原因是冷却系统循环水温度高和水质差。通过对冷却系统进行改造，消除了上述现象，延长了相关的设备的使用寿命，保障了冷却系统的正常运行。

空气压缩机；冷却系统；温差；改造

1 引言

天铁动力空气压缩系统由6台ZH7000-6型和1台ZH15000-6型空压机组成，担负着炼钢、炼铁、烧结等工序的压缩空气供应任务。生产需要自2010年上旬，新安装ZH15000-6型空气压缩机投产运行后，出现了冷却循环水不足的现象，虽然采取了增加了新水水源的措施，仍然不能满足生产的需要。由于冷却系统不能正常工作，不时还出现报警现象，因此，对报警现象原因进行了分析研究后，决定对空气压缩机冷却系统进行改造。改造后解决了空气压缩机冷却系统经常出现温差高报警的问题，保障了冷却系统的正常运转，满足了生产需要，延长了相关设施的使用寿命。

2 空气压缩机冷却系统概况

空压机冷却系统共有两个子系统：一是风冷系统，二是油冷系统。风冷系统负责对压缩空气的冷却，包括3级冷却器，它由外壳和管束组成，分为水侧和风侧，管道内走水简称水侧，管道外走风简称风侧，主要把压缩空气的热量传递给冷却循环水，冷却循环水依次进入一级、二级、三级冷却器的管道内，与管道外的压缩空气进行热交换，压缩空气降温后，保持温差低于25℃报警值，送往用户，冷却循环水吸热后到凉水池散热后循环使用。油冷系统负责对空气压缩机组的润滑油冷却，由一台油冷却器组成。管道内走水简称水侧，管道外走油简称油侧，主要把油的热量传递给冷却循环水，起到降低油温的目的。改造前冷却系统图见图1。

3 报警原因分析

空气压缩机冷却系统设计供水温度26.7℃，最高供水温度33℃，而夏季循环水温度达36℃，超出供水温度，因此，由于冷却系统进口水温升高，造成温差升高而报警。

图1 改造前冷却系统图

针对报警分析得出主要原因是冷却系统循环水温度高和水质差，因此对冷却系统进行改造。

4 改造过程

4.1 除盐水与循环水水质分析

除盐水是经化学处理过的深井水，而循环水是在凉水池沉淀后反复使用的水，水质指标对比见表1。

表1 除盐水与循环水指标对比表

硬度大说明水容易结垢，浊度值越大说明水中悬浮物等杂质含量越多，Cl-值越大，说明设备易腐蚀，SiO2值越大说明含有的沙子、石英较多。从表1可以看出，除盐水具有清洁度高、不会产生粘泥、不结垢、对管道无腐蚀，温度恒定为25℃等特点。因此，采用除盐水作为冷却水源，可满足生产需要。

4.2 管道配置

（1）为确保锅炉运行稳定，配置除盐水管道供11#和17#空气压缩机冷却器使用，

（2）17＃停机后退出生产运行，将17＃空气压缩机冷却器供水母管与循环水管线断开,关阀门1，并于进水阀门和出水管线处加装法兰堵板。

（3）11＃空气压缩机停机退出生产后，将供回水管线断开加装法兰堵板，即将11#冷却器进水门和出水门加堵板，并与17#空气压缩机供水母管连接；在原循环水管道上阀门1后，开孔配管与11#空气压缩机原放水门连接作为11#空气压缩机冷却器除盐水进水，在17#空气压缩机回水管道上开孔，配管与原11#空气压缩机冷却器反冲门连接，作为11#空气压缩机冷却器除盐水回水管。

（4）不改动11#空气压缩机原循环水管道的进出水，而是将11#空气压缩机原反冲管和放水管改为除盐水的进出口管。

（5）联系化学将空压站厂房西侧除盐水供水母管加装隔断门，隔断门前配管加装阀门2后，与17＃空气压缩机供水母管连接，并连接在阀门1后，作为11#、17#空气压缩机冷却器除盐进水管，隔断门后配管加装阀门3后，与17＃空气压缩机回水母管连接，作为11#、17#空气压缩机冷却器除盐水回水，除盐水被利用后重新并入原除盐水管道上，然后送入除氧器等设备。

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（6）为防止油冷却器内冷却管破裂，油窜入水中，造成除盐水质污染，影响下道工序，故油冷却器仍采用循环水冷却，且配置在线反吹管。

（7）将 11＃、17＃空气压缩机油冷却器与级间冷却水管线断开，原11＃空气压缩机供水母管开孔与11＃、17＃空气压缩机油冷却器分别单独连接，加装隔断入水门、出水门及反冲洗阀门，并将回水接原回水管道上。

（8）对新安装除盐水管线进行冲洗，同时对空气压缩机冷却器用高压清洗机进行彻底清洗，减少管线和冷却器内杂质对除盐水的污染。

改造系统图见图2。

4.3 改造后空气压缩机试运行

（1）投运试验时，在保证17#空气压缩机投用冷却水正常的情况下，视情况，决定11#空气压缩机是否投用除盐水。

（2）首先打开11#、17#空气压缩所有进出水阀门，然后逐步关闭除盐水直通门。

图2 改造后冷却系统图

（3）水系统投入后，首先启动17#空气压缩机，空气压缩机在卸载状态下，冷却器温差约10℃，空气压缩机开始加载后，仅10min冷却器温差超过25℃报警，并继续上涨，随后卸载停机。

（4）检查发现空气压缩机进水压力为0.62 MPa，而回水压力为0.6 MPa，由于空气压缩机冷却器水阻为0.12 MPa，因此在差压达不到的情况下，其水量难以满足。

（5）当关闭空气机是压缩机除盐水直通门前与三化联络门后，空气压缩机进回水差压达到0.08～0.10MPa，且回水压力达到0.58 MPa，能够满足生产需要。

（6）改造后对各项系统进行检查，具备启动条件后，启动17#空气压缩机和11#空气压缩机试车，机组满负荷条件下的参数（最大值）见表1，可看出实施后三级冷却器温差均满足技术指标。

5 效果

此项改造引用临近除盐水管道，用料少，从除盐水管道上开口加阀门，在冷却器内进行热交换，水温升高后，仍重新并入除盐水管，进入锅炉除氧器，提高了除氧器除盐水温度，减少了燃料消耗，降低了循环水用量。

表1 空气压缩机冷却水改造实施效果

管道配置后11#、17#空气压缩机有两道水源，即可投用循环水，也可投用除盐水。

减少了冷却系统反冲洗及停、倒机次数，节省了耗电量，工作性能稳定。

避免因冷却器管壁堵塞，疏通时造成磨损与损坏备件，保证了机组的安全运行。

解决了空气压缩机冷却器时常出现温差高报警的问题。

6 结束语

除盐水冷却空气压缩机冷却器的应用，创造性地解决了空气压缩机冷却器温差高报警的问题，由于水质好、温度低、冷却效果好、不产生水垢，实现了水源的“零”损失，冷却换热全部回收，提高了综合热效率，节能减排效果显著，达到了预期效果。

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，工程师，主要从事冶金设备技术管理工作。