論空壓機冷卻器技術(shù)改造及實施效果

李保榮

【摘 要】空壓機被廣泛的運用在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，空壓機為我國的工業(yè)生產(chǎn)帶來了極大的便利，本文根據(jù)實際案例，闡述了空壓機冷卻器技術(shù)改造方法。

【關(guān)鍵詞】空氣壓縮機；中間冷卻器；技術(shù)改造

0.前言

空壓機是空氣壓縮機的簡稱，它是電能通過電動機帶動空氣壓縮裝置轉(zhuǎn)化機械能的一種裝置。主要構(gòu)成是由電動機、油循環(huán)系統(tǒng)、氣路循環(huán)系統(tǒng)、水路循環(huán)系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、屏保護系統(tǒng)等組成。其中中間冷卻器和后冷卻器是屏保護系統(tǒng)中重要的降溫保護裝置。隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，空壓機廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、礦山、交通建設(shè)、城市基礎(chǔ)設(shè)施等各個領(lǐng)域。

1.空壓機中間冷卻器和后冷卻器的工作原理

中間冷卻器主要運用在氣路循環(huán)系統(tǒng)和水路循環(huán)系統(tǒng)。

在空氣壓縮機工作時，氣路循環(huán)不同的工作機制是：空氣經(jīng)過自潔式空氣過濾器被吸入，通過PLC自動清洗過濾器，空氣在經(jīng)過進口導(dǎo)葉自動調(diào)節(jié)后進入一級壓縮，經(jīng)一級壓縮后的氣體溫度較高，然后進入中間冷卻器進行冷卻（水走管內(nèi)，氣走管外，中冷器的水流量要求為110m3/n）之后進入二級壓縮系統(tǒng)，為避免系統(tǒng)中的氣體倒入壓縮腔內(nèi)（避免帶壓起動）在壓縮機的排氣管道安裝有一只旋啟式止回閥，壓縮機排出的氣體推開止回閥進入排氣消聲器，然后進入中冷卻器、后冷卻器，再進入排氣主管道。

水路循環(huán)系統(tǒng)：冷卻水通過管道進入空壓機中間冷卻器對一級壓縮排出的氣體進行冷卻降溫，再進入后冷器對排氣進行冷卻，還有一路對油冷卻器進行冷卻。

2.概況

云南鋁業(yè)股份有限公司，是一家生產(chǎn)電解鋁的國有大型企業(yè)，年銷售收入近百億人民幣，企業(yè)有100m3和150m3兩個空壓站，有10多臺空壓機。

其中100m3空壓站有7臺空壓機，到目前為止已經(jīng)投入運行15年多，設(shè)備嚴(yán)重老化。隨著生產(chǎn)的需求和發(fā)展，用風(fēng)量不斷的增加，為滿足生產(chǎn)的需要，該設(shè)備長期滿負荷運轉(zhuǎn)，導(dǎo)致設(shè)備運行過程中Ⅱ級排氣溫度平均達到180℃以上，Ⅰ級排氣溫度高達170℃。廠家規(guī)定兩者溫度不能超過160℃，所以壓力容器超溫運行存在較大的安全隱患。同時，空壓機中間冷卻器和后冷卻器溫度也較高，中間冷卻器溫度高達70℃，后冷卻器溫度達57℃，嚴(yán)重超過廠家規(guī)定的運行溫度不超過40℃的要求。

另外，我公司1-3號空壓機與后面4-7號空壓機存在結(jié)構(gòu)差異。后4-7號空壓機冷卻效果較差一些，因生產(chǎn)單位用風(fēng)量過大不得不啟動運行。在運行后4-7號空壓機時，較近的1-3號空壓機須多開一臺，在運行過程中加載5-10分鐘時，因為過快超溫，需要頻繁加載和卸載，導(dǎo)致多開一臺。設(shè)備使用效率低，浪費很多的電能，也增加了生產(chǎn)成本。

3.相關(guān)對策

根據(jù)以上100m3空壓站存在的問題，我公司于2011年8月成立了攻關(guān)小組，其小組由筆者和8名人員組成。攻關(guān)小組經(jīng)過系統(tǒng)的分析得出的結(jié)果為：造成空壓機Ⅰ級、Ⅱ級排氣、中間冷卻器和后冷卻器溫度超標(biāo)的原因主要是生產(chǎn)用氣量日益家大，其次是設(shè)備中間冷卻器管徑過大，中心氣體緩沖散熱繞簧過密，在運行中活塞式空氣壓縮機氣流在通過中間冷卻器換熱過程中有大量的廢油集于緩沖散熱繞簧上，長時間工作運行導(dǎo)致繞簧嚴(yán)重油垢堵塞而增加氣流阻力。后冷卻器冷卻降溫的效果不好造成。在當(dāng)時情況下，改造中間冷卻器和后冷卻器的降溫是以省投資、見效快、效益好的最好方法。

4.改造技術(shù)措施

經(jīng)過攻關(guān)小組對系統(tǒng)的詳細分析后，決定報請公司相關(guān)部門，得到了立項批準(zhǔn)對公司100m3空壓站4-7號機冷卻效果較差的進行改造，其具體措施如下：

4.1中間冷卻器改造

原先4-7號機中間冷卻器工藝模式是壓縮空氣通過冷卻器的銅管時，由銅管外的冷卻水進行冷卻，即“氣內(nèi)水外”。攻關(guān)小組經(jīng)過研究決定，在原有的基礎(chǔ)上合理設(shè)計，改變中間冷卻器內(nèi)芯結(jié)構(gòu)，去掉繞簧。把冷卻模式改為“氣外水內(nèi)”，并且將原冷卻器拆流缸銅管長度由540mm改為3860mm的高效散熱外翅管；管徑每根由18mm改為16mm，銅管由原先433根改為250根；同時改變冷卻器中間的擋板結(jié)構(gòu)，增大冷卻器水循環(huán)換熱面積行程，增強冷卻效果。

4.2后冷卻器改造

因設(shè)備運行的時間較長，原有的冷卻器冷凝水排放閥處在冷卻器中間擋板的后端。大量的冷凝水、油、空氣雜質(zhì)組成的油污水排放不暢，污垢長期積累導(dǎo)致銅管冷卻下降，冷卻器溫度升高，現(xiàn)將排放閥改造后放在中間擋板的前端，并加大排放管道直徑，由原先的 增大到。

4.3冷干機改造

將冷干機的冷凝水排污閥由原來的手動排污改為自動排污，改變?nèi)斯っ啃r排放一次的模式，設(shè)定自動排污時間為每隔5分鐘排放一次，增加冷凝水的排放次數(shù)。

5.空壓機冷卻器技術(shù)改造的實施效果

通過對我公司100m3空壓站4-7號空壓機的改造，取得很好的效果。Ⅰ級排氣溫度由原先170℃，降為128℃；Ⅱ級排氣溫度由原先180℃，降為130℃。滿足廠家規(guī)定不超過160℃的要求，提高設(shè)備的安全性。

中間冷卻器溫度由原先70℃，降為25℃；后冷卻器溫度由原先57℃，降為28℃，設(shè)備在運行中散熱降溫效果非常好。更為重要的是單臺加載時間變長，延長有效使用時間。原先為滿足生產(chǎn)需要須開5臺空壓機，經(jīng)過改造后開4臺就能滿足生產(chǎn)需要。節(jié)約了大量的電量、水量和用油量。

經(jīng)過改造后不僅提高空壓機和相關(guān)設(shè)備的運行質(zhì)量和安全，減少設(shè)備的維修次數(shù)，而且降低了維修成本和運行成本。卸載時單臺空壓機每小時節(jié)約電量339度，全年可節(jié)約高達2969640的電量，若每度電按照0.4元/度來計算，每年可節(jié)約電費120多萬元；單臺用油可節(jié)約500公斤，折合人民幣7500元；節(jié)約用水1200m3/年，折合人民幣2400元。由此可見，經(jīng)改造后的冷卻器比原來傳熱系數(shù)大幅度提高降溫效果明顯取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

6.總結(jié)

空壓機在工作時，還要注意相關(guān)的維修維護工作，在保證設(shè)備穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)上，不斷加強設(shè)備自身的技術(shù)改造，積極借鑒和積累經(jīng)驗，同時將更多的冷卻器改造經(jīng)驗付諸實踐，這樣才能為工業(yè)生產(chǎn)和企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造更高的效益。

在我國國民經(jīng)濟各個行業(yè)和各企業(yè)，只要充分發(fā)揮職工的積極性和主動性。立足本職崗位，充分發(fā)揮工人、技術(shù)人員、管理干部的積極性和創(chuàng)造性，針對本崗位在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題找原因，想方法，問題就一定可以得到解決，就會為本單位，甚至是為我國國民經(jīng)濟建設(shè)作出巨大的貢獻。

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