空压机冷却系统性能分析与维护

杨起文

摘 要：空压机冷却系统是空压机运行的血脉，冷却效果的好坏，关乎着空压机能否正常安全运行。因此详细的了解、分析其冷却系统性能，是提高空压机运行效率、经济运行的前提保障。

关键词：螺杆空压机；冷却系统；运行效率；经济运行

1 前言

我公司中心空压站现有4台离心机和3台螺杆机。这7台空压机冷却方式通过循环水系统进行冷却。对于空压机来说，冷却水质量，不仅影响到空压机冷却效率，还会影响到供风设备的工作性能，如：使用寿命缩短，维护保养周期变短，润滑油使用周期变短，工作效率降低，零件强度被破坏等等。因此，在日常设备的运行、维护、检修过程中，冷却器的问题必须引起相关人员的注意，以避免造成设备的损坏和动能停供。

2 冷却系统对空压机的影响

空压机运行的核心部分是压缩。空压机在压缩过程中消耗技术功会产生大量的热量，这些热量影响着空压机运行。下面对空压机压缩过程中的技术功进行详细分析。

2.1 冷却系统对空压机压缩过程的影响

通过压力—体积曲线图分析：

假设热力曲线1-2S-b-a-1为冷却系统在绝热条件下；热力曲线1-2n-b-a-1为冷却系统在实际任意工况条件下；热力曲线1-2T-b-a-1为冷却系统完全冷却条件下。

通过技术功公式：w=-∫vdp；

从上图可以看出，技术功消耗为曲线围成的面积。实际工况下的技术功消耗，介于完全冷却和完全绝热之间。可见在空压机实际运行过程中冷却系统优良，影响着空压机的工作效率。

2.2 冷却性能对空压机运行的影响

我公司空压机冷却器换热管束管径小（φ8 mm和φ10 mm），易发生堵塞。下面结合实际谈谈冷却水质量对空压机的一些危害：

（1）水质对空压机运行的影响

1）我公司空压站北面是铸造钢厂，钢厂的大量型砂与灰尘漂落到冷却塔中，进入到水池，与水池中的细菌和藻类形成了生物粘泥，通过供水设备进入到冷却器管束中，附在管束内壁，除了会引起腐蚀外，还会使管束管径变小，影响冷却水的流量，降低冷却效率。严重时，这些生物粘泥会堆积起来，形成水垢，将水管堵死，不得不停产检修。

2）在空压机运行中，冷却器管束进入很多杂物，如塑料袋、填料碎片、焊渣等，这些杂物极容易造成冷却器管路堵塞，降低冷却效率。例如我车间离心机运行时，出现过焊渣、塑料袋和填料等杂物堵塞冷却器，这些都是在施工中未做好防护，使这些杂物进入到冷却器中。

（2）冷却效果对空压机的影响

1）使用寿命缩短：空压机冷却效果差，会导致很多问题，如：（a）油温升高使润滑油变稀而压力降低，导致空压机压缩机头润滑效果下降，机头零件磨损加剧使用寿命缩短。（b）如果初级压缩的高温空气未被冷却器完全冷却或冷却不到适合的温度，不仅会增加下一级压缩过程所需的技术功，还会使压缩机头疲劳损坏的安全隐患。

2）维修保养周期变短：空压机冷却效果差，会导致空压机温度升高，油与空气中的灰尘在高温下产生油垢等胶状混合物，而这些物质又很容易污染、损坏相关配件，导致空压机维修保养周期变短。

3）工作效率降低：当冷却系统水温过高，压缩空气在冷却器中未被完全冷却或冷却不到位，使压缩空气在压缩机头中的高温膨胀，导致吸气量降低，排气量也降低，整个空压机工作效率降低。

3 空压机冷却系统维护

3.1 冷却器堵塞、结垢处理方法

我公司空压机冷却器管束材质为铜管和不锈钢管两种，在日常维护和清洗冷却器水垢采用的物理清洗和化学清洗方法。

（1）物理清洗：我公司采用通透法。用φ6的硬钢丝，在管内通透，然后使用钢丝刷清理管束内表面，再用自来水清洗管束里面残余的粘泥。这种清洗方法优点是效果快、操作简单、清洗强度低，但缺点是需拆装冷却器，易造成机械损伤。

（2）化学清洗：我公司采用两种方法。一种是在循环水池中加入“在线除垢清洗剂”，该方法只能去除少量细菌和藻类或抑制其生长，减少进入冷却器管束的粘泥；另一种是单台冷却系统循环清理，采用合适的不锈钢循环水泵作为动力，抽取合适地清洗剂在冷却系统中循环，运行浸泡12小时即可。化学清洗的优点，清洗强度较低、更完全；避免机械清洗对管束造成的损伤；可以不用拆装冷却器，但选择清洗剂不能对冷却器有损害，还需要做好残液排放。

（3）先进仪器除垢：除了上述两种常用的清洗方法外，出现了高科技除垢方法—高磁除垢，它利用永久磁场的效应，激活循环水中沉淀的钙镁离子，使钙镁离子无法与碳酸根离子结合，达到除垢的效果。我公司在空压站能量回收装置运用这项新技术，效果良好。

3.2 冷却器内部水路密封件移位、老化处理

在冷却器检修中发现，空压机各级冷却器端盖中的隔水橡胶密封垫，经常出现移位或老化，这样使冷却管程变小，实际冷却面积变小，冷却效果变差。经过详细的研究，确定对隔水橡胶密封垫进行改进，在端盖上制作一个卡槽，直接将密封垫涂上801胶，安装在卡槽上。安装后，不但保证了密封作用，还杜绝了橡胶密封垫移位现象。

在冷却器拆装过程中，发现冷却器的O形密封圈老化，造成部分冷却水进入到壳体，造成了油变质及空气含水量高。针对上述问题，在检修时，对O形密封圈进行了润滑处理，在密封位置和O形密封圈上都涂了三锂基脂，有利于冷却器内芯顺利进入壳体内腔，同时保证O形密封圈的密封效果。

4 结论

空压机冷却系统性能的好坏直接影响着空压机的使用寿命、保养周期和工作效率。因此，在日常的维护保养中，要结合理论知识和实践经验，才能够能够有效地确保空压机的安全经济运行，为公司压缩空气的连续、稳定供应提供有力的保障。

参考文献：

[1]李统富，刘祥宇.循环水处理在空压机冷却系统中的应用[M].工业水处理，2008.

[2]张军春.空压机冷却系统水垢的形成及防治[M].中国钼业，2009.

[3]王世勇.关于提高空气压缩机冷却效果的探讨[M].科技风，2010.