壓縮機在壓縮過程中，會放出更多的熱量，如果散熱不好，就會造成排氣溫度過高，破壞壓縮機性能。如果壓縮過程散熱充分，壓縮過程就接近等溫過程，壓縮機功耗較小。反之，壓縮過程就接近絕熱過程，壓縮機功耗較大。因此，控制壓縮機冷卻效果是保證壓縮機工作效率、較少耗能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

　　1 空氣壓縮機冷卻系統(tǒng)簡介

　　空氣壓縮機的冷卻系統(tǒng)一般由氣缸水套、中間冷卻器、后冷卻器、油冷卻器、水泵、管路、噴水裝置、冷卻水池組成。冷卻方式分為循環(huán)供水冷卻和直流供水冷卻兩種，在空壓機運行過程中多采用循環(huán)供水系統(tǒng)。在循環(huán)供水系統(tǒng)中，空壓機的冷卻原理是通過水泵直接壓送冷卻水進(jìn)入汽缸內(nèi)壁與缸套，在兩者之間的空隙內(nèi)流動，然后冷卻水順序經(jīng)過中冷器、各級氣缸水套，*后經(jīng)后冷器排出，實現(xiàn)空壓機冷卻。

　　2 提高空壓機冷卻效果的措施

　　2.1 設(shè)置冷卻水過濾器

　　當(dāng)空氣被壓縮并冷卻后，大氣中的水分凝結(jié)成水，此過程中會吸入空氣中含有的少量銅精礦粉末，粉末中存在一定數(shù)量的硫及硫化物，在一定的溫度下，與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成酸?？諝鈮嚎s機冷卻室材質(zhì)為鑄鋼，酸與鐵生成鐵化合物，隨著使用時間的增加，對中間冷卻氣室內(nèi)部造成較嚴(yán)重的腐蝕，形成大小不一的削片，削片脫落后留存于中間冷卻室內(nèi)，堵塞冷卻室內(nèi)排水孔，導(dǎo)致冷凝水無法排出，后逐步堵塞中間冷卻器中的翅片，造成壓縮空氣冷卻效果差，導(dǎo)致級間溫度升高，引起報警，造成停機。針對這種由于雜質(zhì)造成的堵塞情況，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況，設(shè)計制作冷卻水過濾器，將其安裝在冷卻水進(jìn)水總管上。此過濾器外觀為圓柱形，增加一道過濾裝置，水流經(jīng)后，雜質(zhì)被阻止在濾網(wǎng)四周，潔凈水通過濾網(wǎng)經(jīng)出水管流出，提高冷卻效果。

　　2.2 控制進(jìn)水量

　　冷卻水量直接影響著空壓機的冷卻效果?？諝鈮嚎s機的循環(huán)水量應(yīng)為空氣壓縮機工作臺數(shù)所需要的水量之和。從物理學(xué)的角度分析，空壓機的冷卻水量與冷卻水進(jìn)入機組的壓力密切有關(guān)。一般規(guī)定進(jìn)入機組的下限給水壓力不小于 0.12MPa.給水壓力增大，進(jìn)入機組水冷系統(tǒng)的水量也增加，冷卻效果好。但水壓太大，中間冷卻器端管板處會發(fā)生滲水、漏水而妨礙機組的正常工作，水竄入二級氣缸產(chǎn)生水擊，嚴(yán)重時甚至造成氣缸破壞事故。同時，水壓過大，流速將隨之增加，耗水量也增加，這也是不經(jīng)濟的，故在調(diào)節(jié)水壓之前，必須確定每臺空壓機冷卻水的消耗量。每臺空壓機冷卻水的消耗量可按設(shè)備技術(shù)性能要求確定，或按下式計算：Q=60qV p，1/k式中：QD每臺空壓機每小時所需冷卻水量，1/h；V pD空壓機排氣量，m 3 /min；qD冷卻 1m 3空氣的需水量。

　　然后根據(jù)冷水量，將水泵閥門開至*大，并在熱水井上安裝一臺液位變送器，水位值會以標(biāo)準(zhǔn)的電信號傳輸至變頻器，根據(jù)工藝要求在變頻器上設(shè)置一個能使水不被抽干并適應(yīng)液位變化速率的水位值，這時，變頻器就會根據(jù)冷水量及水位的不同自動調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速來適應(yīng)工作需要。再用閘閥調(diào)節(jié)進(jìn)水壓力，用水泵直接壓送冷卻水到機組水冷系統(tǒng)中，水泵揚程可按進(jìn)入機組的水壓為0.2MPa 計算決定，合理控制水壓，進(jìn)而提高冷卻效果。

　　2.3 改造壓縮機中間冷卻器

　　中間冷卻器投入運行一段時間后，換熱器盤管內(nèi)外表面腐蝕，結(jié)垢嚴(yán)重，換熱效果下降，中間冷卻器出口風(fēng)溫升高，致使壓縮機排氣溫度升高，冷卻難度加大，排氣量不足，功耗增加。為了改善中間冷卻器的冷卻效果，可將其由原來的翅片管式換成擠壓疊片管式，改造初期效果明顯，但一段時間后冷卻效果又開始下降。針對以上情況，筆者認(rèn)為治標(biāo)不如治本，可以在中冷器循環(huán)冷卻水入口加裝水除垢儀或離子棒，可以起到除垢防垢的作用。另一項措施是采用新型不銹鋼波紋管代替列管式換熱器中的直管。由于不銹鋼波紋管的波峰與波谷之間高度為 10 mm 左右，管內(nèi)流動分為等直徑流速型式和弧形流速型式，導(dǎo)致流速和壓力周期性地變化，冷熱流體流動時會產(chǎn)生強烈擾動，使流體的流動狀態(tài)達(dá)到充分湍流，極大破壞了邊界層和污垢層的實際厚度，因此比直管的換熱系數(shù)明顯提高。針對在高低壓缸之間設(shè)有級間冷卻作用的兩級中間冷卻壓縮機，設(shè)計中間冷卻器時，力圖在定壓條件下，使壓氣溫度冷卻至低壓缸的吸氣狀態(tài)，以降低排氣溫度，增大排氣量，并使兩級功耗之和*少。但事實上，很難保證氣體在中間冷卻器內(nèi)得到完善冷卻，即冷卻后的氣體溫度仍高于吸氣溫度，氣體體積大于完善冷卻時的體積。

　　針對這種情況，由于高壓缸的容積是固定的，所以可以增大中間冷卻器中的級間壓力，減小高壓缸體積，重新分配壓縮比，使壓氣溫度冷卻接近低壓缸的吸氣狀態(tài)，提高冷卻效果。

　　2.4 增設(shè)進(jìn)水管道

　　針對進(jìn)水管路比較細(xì)的水泵，當(dāng)其直徑小于出水管路時，管路阻力較大，造成水泵流量偏小，水泵的效率很低，不能滿足多臺空壓機的冷卻需要，一旦多臺空壓機及后冷卻器的閘閥全部打開，進(jìn)水管路限制了流量的增加，不能滿足需求。另外由于水泵出口只有逆止閥而無閘閥調(diào)節(jié)，冷熱水池水量極度不平衡，我公司的冷水池偏小，半個小時就將冷水池的水泵干了，空壓機就會由于缺水、超溫而停車。為此，在技術(shù)改造時，利用備用泵的兩趟進(jìn)水管路進(jìn)行改造，由閘閥控制、冷水泵及熱水泵的進(jìn)水管道由一根變?yōu)閮筛?，增加了等效管徑，減小了吸水阻力損失，使之流量增加以滿足需求。熱水泵也同樣由兩根進(jìn)水管路組成，兩臺水泵的流量幾乎一致，冷熱水能夠平衡，提高冷卻效果。

　　2.5 控制氣缸水套進(jìn)水溫度

　　空壓機水冷卻的主要目是導(dǎo)走活塞與缸壁的摩擦熱。一般情況，空氣中總含有一定的水分，濕空氣經(jīng)壓縮后，水蒸汽飽和溫度 Ts 相應(yīng)提高。當(dāng)缸壁溫度低于飽和溫度時，與缸壁接觸的那部分氣體中的水蒸汽便放出汽化潛熱而在缸壁表面上凝結(jié)為水，使氣缸的潤滑惡化，增加磨損。缸壁溫度愈低，凝結(jié)水就愈多。當(dāng)這些水因不能及時排走時，降低氣缸容積系數(shù)，減少排氣量，導(dǎo)致氣缸水冷卻效果減弱。因此，氣缸水套的進(jìn)水溫度應(yīng)根據(jù)缸內(nèi)蒸汽的飽和溫度來確定，一般為3035℃。在氣溫低、相對濕度小的地區(qū)（如：西安），也可考慮并聯(lián)冷卻系統(tǒng)。

　　2.6 提高缸壁和管壁的傳熱系數(shù)由傳熱學(xué)知，缸壁和管壁的傳熱系數(shù)隨水垢厚度的增加而減小，同時也引起空壓機冷卻效果的降低。而在水套表面和冷卻管外壁面上產(chǎn)生水垢又是不可避免的。六偏磷酸鈉（NaPO 3）6是一種易溶于水的化學(xué)藥劑，與鈣、鎂的鹽類沉淀物作用，生成一種類似膠狀體的非常穩(wěn)定的復(fù)鹽 Na 2 <CaNa 2（PO 3）6 >，使冷卻系統(tǒng)內(nèi)部的水垢成為溶解性復(fù)鹽，呈現(xiàn)安定狀態(tài)。同時，具有穩(wěn)定重碳酸鹽的特性，能保持水溶液中過飽和重碳酸鹽的穩(wěn)定狀態(tài)。因此，利用六偏磷酸鈉處理冷卻水不但可以防止冷卻水中碳酸鹽類的沉淀產(chǎn)生，而且能消除已結(jié)成的垢物，增大缸壁和管壁的傳熱系數(shù)，從而提高冷卻效果。