陈冬，付秀涧，苑文改，蔡宏伟
摘要：本文分析了华北制药股份有限公司空压机冷却器水资源浪费大的原因；通过理论计算证明了使用循环水的可行性；阐述了应用变频技术降低循环水背压实现闭路循环的原理；介绍了改造取得的显著社会与经济效益。
关键词：变频技术，关空压机，循环水，冷却器，应用，改造
华北制药股份有限公司空压机站的三台空压机，由一台4kW管道泵向其电机冷却器和油冷却器供冷却水（为可饮用的一次水），经过冷却器后成为二次水，通过管道流入容量80m3的水池，其中一部分由人工控制，用一台22kW、流量100t/h的离心泵给循环水补水，其余部分溢流入下水道，流程如图1所示。由于循环水补水需求变化大，不能连续补水，引起二次水与补水供求的严重不平衡。当循环水需要补水时，因水池小，水量无法满足；当循环水不需要补水时，大量的二次水溢流。经过实际调查测算，该站每天用水量约1000t，补水最多160t,溢流840t，全年浪费一次水30.66万t。因此，对原有冷却方式作了改进，使用循环水冷却，取得了良好的经济效益和社会效益。
图1原冷却方式示意图
使用循环水对电机冷却器和油冷却器冷却，需考虑水温是否满足要求。前述一次水的温度一般为16℃左右，而循环水则水温波动大（全年温度在10~25℃之间），背压高（0.4MPa）。油冷却器冷却后油温应在35℃到40℃之间，电机冷却器冷却后风温应低于40℃。通过热力学计算，证明只要冷却水的温度低于30.2℃就可达到冷却效果，因此循环水在温度方面可以满足要求。
空压机的另一工艺要求是冷却水压低于油压(0.2MPa)。为此，使循环水闭路循环，利用原有二次水池泄去循环水背压，再用离心泵和原有补水管路将循环水输送至循环水池。为保证循环水系统安全运行，采用由液位调节的变频系统控制离心泵，使二次水池内的循环水既不溢流也不被抽空。变频系统工作原理见图2。
循环水系统既可变频供水，也可工频供水。变频控制柜的操作面板有一“变频／工频”选择开关，且互锁。
采用变频系统时，水位到达上限E3时，变频器强制50Hz运行，并报警；水位下降到E1时解除报警，用电位器控制变频器变频运行（电位器在变频控制箱内）。水位到达下限E2时，变频器强制20Hz运行，并报警；水位上升到E1时解除报警，用电位器控制变频器变频运行。现场和控制室均设有高低液位报警（虚线部分为控制室报警系统），便于对整个系统实行监控。
图2循环水变频原理图
此项改造年可节约一次水资源约30万t，按石家庄当前工业用水价格3.7元／t计算，年可实现经济效益约111万元，社会与经济效益可观。
参考文献：
杨世铭．传热学（第二版）北京：高等教育出版社，1987.10.