李淑妍

本公司有1套52T8PD空分裝置，空壓機(jī)排氣量38000m3/hr，為3級(jí)壓縮，是美國(guó)離心式壓縮機(jī)。在空分裝置運(yùn)行過(guò)程中，循環(huán)水對(duì)設(shè)備起到冷卻，熱交換作用，對(duì)空分設(shè)備的安全和效率起著及其重要的作用。

一、循環(huán)水溫度對(duì)壓縮機(jī)能耗的影響

（1）循環(huán)水溫度對(duì)壓縮機(jī)能耗的影響。

空分裝置中，空壓機(jī)，循環(huán)氮壓機(jī)，喂氣機(jī)的級(jí)間冷卻器和后冷卻器都是通過(guò)循環(huán)水進(jìn)行熱交換冷卻的，水溫越低，換熱效果越好，壓縮機(jī)的等溫效率越高，能耗越少。

氣體溫度在壓縮的過(guò)程中保持不變稱為等溫壓縮，這是一種理想情況，實(shí)際上只能接近而不能達(dá)到。多級(jí)離心壓縮機(jī)常做成多段，增加級(jí)間冷卻器從而使壓縮過(guò)程向等溫過(guò)程靠近，故級(jí)間冷卻器的換熱效果影響著壓縮機(jī)的做功效率，其中，循環(huán)水的水溫起著重要作用。

我司在原有的2臺(tái)1260NM3/H冷卻塔基礎(chǔ)上，新增2臺(tái)500NM3/H冷卻塔，一臺(tái)400NM3/H冷卻塔，同時(shí)更換舊的2臺(tái)1260NM3/H冷卻塔噴頭，采用聯(lián)豐新型號(hào)噴頭，其噴灑水更細(xì)密，更均勻。下表為改造前后水溫和壓縮機(jī)參數(shù)對(duì)比。

從上表可以看出，在壓縮機(jī)加工空氣量和進(jìn)出口壓力基本不變的情況下，改造后循環(huán)水給水溫度降低2度，壓縮機(jī)的各級(jí)間冷卻器和后冷卻器溫差也縮小，換熱效果變好，壓縮機(jī)的能耗降低1%。

（2）循環(huán)水溫度對(duì)進(jìn)塔前空氣的影響：

在空冷塔中，用冷卻水和從水冷卻塔來(lái)的冷凍水對(duì)空壓機(jī)排出的高溫空氣進(jìn)行冷卻，使進(jìn)入純化系統(tǒng)的空氣溫度降低到15.5℃，從而減少進(jìn)純化器的空氣含水量； 循環(huán)水溫度越低，空氣出空冷塔溫度越低，空氣中的飽和水含量越低，雜質(zhì)越低，分子篩運(yùn)行周期越長(zhǎng)，主塔的工況越穩(wěn)定，再生能耗越少。

（3）循環(huán)水溫度對(duì)冷箱的影響：

空分是采用深冷分離法，產(chǎn)出液體產(chǎn)品，其原理是根據(jù)空氣中各組分的沸點(diǎn)不同，經(jīng)加壓，遇冷，純化，并利用大部分由透平膨脹機(jī)提供的冷量使之液化，再進(jìn)行精餾，從而獲得所需要的氧氣，氮?dú)饧捌渌∮袣怏w的過(guò)程。其中，空氣從常溫變成低溫的液體，所需要的冷量可以簡(jiǎn)單通過(guò)下面的傳熱公式計(jì)算：

P冷量=Q*CP*（T2-T1）

其中：Q為加工空氣量Nm3/h

T1為進(jìn)料空氣溫度（與循環(huán)水溫相近）K

T2為低溫液體的溫度K

P為產(chǎn)生液體所需要的冷量

我們可以看出，在空壓機(jī)排出空氣量都不變的情況下，產(chǎn)出相同的液體產(chǎn)品，水溫越低，所需要的冷量越少，能耗越少。 這與我司的實(shí)際狀況也是相符的，冬天的日平均液體產(chǎn)量比夏天的日平均產(chǎn)量多20T。

二、如何降低循環(huán)水溫度

循環(huán)水的冷卻一般在冷卻塔內(nèi)完成，需要冷卻的循環(huán)水進(jìn)入冷卻塔，通過(guò)布水系統(tǒng)，均勻分布在填料上，在其表面形成一層水膜，與空氣逆向接觸，進(jìn)行冷熱交換。對(duì)于如何降低循環(huán)水溫，我們有以下的優(yōu)化思路：

（1）更換新的冷卻塔噴頭。

壓力水沿切向水平進(jìn)入蝸型噴頭，在腔體內(nèi)旋轉(zhuǎn)并向下作回旋運(yùn)動(dòng)，從下方噴嘴噴出。水噴出后形成一傘狀旋轉(zhuǎn)水體，沖擊濺水條及濺水葉片，濺散成均勻分布霧狀細(xì)小水滴，下落到填料頂面，從而和空氣進(jìn)行充分的熱交換。

我司更換聯(lián)豐冷卻塔改進(jìn)后的新噴頭，型號(hào)為三濺式Φ25，相比舊型號(hào)，新噴頭強(qiáng)度高，重量輕，配水和濺水效果更好，換熱效果和效率都提高。

（2）保證冷卻水水質(zhì)。

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，由于水分蒸發(fā)、風(fēng)吹損失等情況，使循環(huán)水不斷濃縮，其中所含的鹽類超標(biāo)，陰陽(yáng)離子增加、pH值明顯變化，致使水質(zhì)惡化，而循環(huán)水的溫度，PH值和營(yíng)養(yǎng)成分有利于微生物的繁殖，冷卻塔上充足的日光照射更是藻類生長(zhǎng)的理想地方，造成結(jié)垢，腐蝕，微生物超標(biāo)等問(wèn)題，進(jìn)而影響冷卻塔換熱效果。故在日常管理中，需實(shí)時(shí)監(jiān)控循環(huán)水水質(zhì)情況，控制補(bǔ)水量，增加必要的水處理設(shè)備，保持冷卻塔內(nèi)部干凈。

（3）根據(jù)環(huán)境溫度開(kāi)風(fēng)機(jī)。

風(fēng)機(jī)是向外排熱，使塔內(nèi)形成負(fù)壓，外界的冷風(fēng)由下部的進(jìn)風(fēng)窗不斷輸入在填料中與熱水的熱量進(jìn)行交換，達(dá)到冷卻塔降溫效果。冷卻塔的風(fēng)機(jī)能進(jìn)一步降低循環(huán)水溫度，而風(fēng)機(jī)的開(kāi)停是需要消耗電的。 由于空分的負(fù)荷是一定的，那么決定是否開(kāi)停風(fēng)機(jī)的條件是對(duì)風(fēng)機(jī)消耗的電費(fèi)與水溫降低帶來(lái)的壓縮機(jī)能耗下降與液體產(chǎn)品增加這兩者進(jìn)行比較，看看是開(kāi)風(fēng)機(jī)還是停風(fēng)機(jī)合適。但循環(huán)水冷卻水塔的能力是有極限的，我們認(rèn)為當(dāng)循環(huán)水經(jīng)冷卻后的溫度與環(huán)境濕球溫度無(wú)限接近的時(shí)候就表示水溫已經(jīng)無(wú)法下降了，再開(kāi)更多的風(fēng)機(jī)也是沒(méi)有效果的。

三、總結(jié)

綜上所述，循環(huán)水溫度與空分裝置運(yùn)行息息相關(guān)，是我們?nèi)粘９芾聿豢扇狈Φ囊画h(huán)。通過(guò)新型號(hào)噴頭，控制循環(huán)水水質(zhì)等方法，降低循環(huán)水溫度，能有效提供壓縮機(jī)設(shè)備的效率，進(jìn)一步降低空分裝置運(yùn)行的能耗。