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【摘 要】空压机被广泛的运用在工业生产当中，空压机为我国的工业生产带来了极大的便利，本文根据实际案例，阐述了空压机冷却器技术改造方法。
【关键词】空气压缩机；中间冷却器；技术改造
0.前言
空压机是空气压缩机的简称，它是电能通过电动机带动空气压缩装置转化机械能的一种装置。主要构成是由电动机、油循环系统、气路循环系统、水路循环系统、配电系统、屏保护系统等组成。其中中间冷却器和后冷却器是屏保护系统中重要的降温保护装置。随着我国国民经济的快速发展，空压机广泛应用于工业、农业、矿山、交通建设、城市基础设施等各个领域。
1.空压机中间冷却器和后冷却器的工作原理
中间冷却器主要运用在气路循环系统和水路循环系统。
在空气压缩机工作时，气路循环不同的工作机制是：空气经过自洁式空气过滤器被吸入，通过PLC自动清洗过滤器，空气在经过进口导叶自动调节后进入一级压缩，经一级压缩后的气体温度较高，然后进入中间冷却器进行冷却（水走管内，气走管外，中冷器的水流量要求为110m3/n）之后进入二级压缩系统，为避免系统中的气体倒入压缩腔内（避免带压起动）在压缩机的排气管道安装有一只旋启式止回阀，压缩机排出的气体推开止回阀进入排气消声器，然后进入中冷却器、后冷却器，再进入排气主管道。
水路循环系统：冷却水通过管道进入空压机中间冷却器对一级压缩排出的气体进行冷却降温，再进入后冷器对排气进行冷却，还有一路对油冷却器进行冷却。
2.概况
云南铝业股份有限公司，是一家生产电解铝的国有大型企业，年销售收入近百亿人民币，企业有100m3和150m3两个空压站，有10多台空压机。
其中100m3空压站有7台空压机，到目前为止已经投入运行15年多，设备严重老化。随着生产的需求和发展，用风量不断的增加，为满足生产的需要，该设备长期满负荷运转，导致设备运行过程中Ⅱ级排气温度平均达到180℃以上，Ⅰ级排气温度高达170℃。厂家规定两者温度不能超过160℃，所以压力容器超温运行存在较大的安全隐患。同时，空压机中间冷却器和后冷却器温度也较高，中间冷却器温度高达70℃，后冷却器温度达57℃，严重超过厂家规定的运行温度不超过40℃的要求。
另外，我公司1-3号空压机与后面4-7号空压机存在结构差异。后4-7号空压机冷却效果较差一些，因生产单位用风量过大不得不启动运行。在运行后4-7号空压机时，较近的1-3号空压机须多开一台，在运行过程中加载5-10分钟时，因为过快超温，需要频繁加载和卸载，导致多开一台。设备使用效率低，浪费很多的电能，也增加了生产成本。
3.相关对策
根据以上100m3空压站存在的问题，我公司于2011年8月成立了攻关小组，其小组由笔者和8名人员组成。攻关小组经过系统的分析得出的结果为：造成空压机Ⅰ级、Ⅱ级排气、中间冷却器和后冷却器温度超标的原因主要是生产用气量日益家大，其次是设备中间冷却器管径过大，中心气体缓冲散热绕簧过密，在运行中活塞式空气压缩机气流在通过中间冷却器换热过程中有大量的废油集于缓冲散热绕簧上，长时间工作运行导致绕簧严重油垢堵塞而增加气流阻力。后冷却器冷却降温的效果不好造成。在当时情况下，改造中间冷却器和后冷却器的降温是以省投资、见效快、效益好的最好方法。
4.改造技术措施
经过攻关小组对系统的详细分析后，决定报请公司相关部门，得到了立项批准对公司100m3空压站4-7号机冷却效果较差的进行改造，其具体措施如下：
4.1中间冷却器改造
原先4-7号机中间冷却器工艺模式是压缩空气通过冷却器的铜管时，由铜管外的冷却水进行冷却，即“气内水外”。攻关小组经过研究决定，在原有的基础上合理设计，改变中间冷却器内芯结构，去掉绕簧。把冷却模式改为“气外水内”，并且将原冷却器拆流缸铜管长度由540mm改为3860mm的高效散热外翅管；管径每根由18mm改为16mm，铜管由原先433根改为250根；同时改变冷却器中间的挡板结构，增大冷却器水循环换热面积行程，增强冷却效果。
4.2后冷却器改造
因设备运行的时间较长，原有的冷却器冷凝水排放阀处在冷却器中间挡板的后端。大量的冷凝水、油、空气杂质组成的油污水排放不畅，污垢长期积累导致铜管冷却下降，冷却器温度升高，现将排放阀改造后放在中间挡板的前端，并加大排放管道直径，由原先的 增大到。
4.3冷干机改造
将冷干机的冷凝水排污阀由原来的手动排污改为自动排污，改变人工每小时排放一次的模式，设定自动排污时间为每隔5分钟排放一次，增加冷凝水的排放次数。
5.空压机冷却器技术改造的实施效果
通过对我公司100m3空压站4-7号空压机的改造，取得很好的效果。Ⅰ级排气温度由原先170℃，降为128℃；Ⅱ级排气温度由原先180℃，降为130℃。满足厂家规定不超过160℃的要求，提高设备的安全性。
中间冷却器温度由原先70℃，降为25℃；后冷却器温度由原先57℃，降为28℃，设备在运行中散热降温效果非常好。更为重要的是单台加载时间变长，延长有效使用时间。原先为满足生产需要须开5台空压机，经过改造后开4台就能满足生产需要。节约了大量的电量、水量和用油量。
经过改造后不仅提高空压机和相关设备的运行质量和安全，减少设备的维修次数，而且降低了维修成本和运行成本。卸载时单台空压机每小时节约电量339度，全年可节约高达2969640的电量，若每度电按照0.4元/度来计算，每年可节约电费120多万元；单台用油可节约500公斤，折合人民币7500元；节约用水1200m3/年，折合人民币2400元。由此可见，经改造后的冷却器比原来传热系数大幅度提高降温效果明显取得良好的经济效益和社会效益。
6.总结
空压机在工作时，还要注意相关的维修维护工作，在保证设备稳定运行的基础上，不断加强设备自身的技术改造，积极借鉴和积累经验，同时将更多的冷却器改造经验付诸实践，这样才能为工业生产和企业发展创造更高的效益。
在我国国民经济各个行业和各企业，只要充分发挥职工的积极性和主动性。立足本职岗位，充分发挥工人、技术人员、管理干部的积极性和创造性，針对本岗位在生产过程中出现的问题找原因，想方法，问题就一定可以得到解决，就会为本单位，甚至是为我国国民经济建设作出巨大的贡献。
【参考文献】
[1]郑华伟，张文芳.活塞式压缩机中间冷却器的改造实践应用[J].科技创新导报，2012（22）：76-76.
[2]曹进.空气压缩机的中间冷却器故障分析及改造设计[J].机械工程师，2012（6）：173-175.
[3]郝军.变频技术应用于空气压缩机冷却的效果[J].山东煤炭科技，2010（1）：56-57.
[4]陈枫，傅渝华，陈志刚.810DA3空压机中间冷却器国产化改造[J].有色设备，2009（4）：39-41.
【关键词】空气压缩机；中间冷却器；技术改造
0.前言
空压机是空气压缩机的简称，它是电能通过电动机带动空气压缩装置转化机械能的一种装置。主要构成是由电动机、油循环系统、气路循环系统、水路循环系统、配电系统、屏保护系统等组成。其中中间冷却器和后冷却器是屏保护系统中重要的降温保护装置。随着我国国民经济的快速发展，空压机广泛应用于工业、农业、矿山、交通建设、城市基础设施等各个领域。
1.空压机中间冷却器和后冷却器的工作原理
中间冷却器主要运用在气路循环系统和水路循环系统。
在空气压缩机工作时，气路循环不同的工作机制是：空气经过自洁式空气过滤器被吸入，通过PLC自动清洗过滤器，空气在经过进口导叶自动调节后进入一级压缩，经一级压缩后的气体温度较高，然后进入中间冷却器进行冷却（水走管内，气走管外，中冷器的水流量要求为110m3/n）之后进入二级压缩系统，为避免系统中的气体倒入压缩腔内（避免带压起动）在压缩机的排气管道安装有一只旋启式止回阀，压缩机排出的气体推开止回阀进入排气消声器，然后进入中冷却器、后冷却器，再进入排气主管道。
水路循环系统：冷却水通过管道进入空压机中间冷却器对一级压缩排出的气体进行冷却降温，再进入后冷器对排气进行冷却，还有一路对油冷却器进行冷却。
2.概况
云南铝业股份有限公司，是一家生产电解铝的国有大型企业，年销售收入近百亿人民币，企业有100m3和150m3两个空压站，有10多台空压机。
其中100m3空压站有7台空压机，到目前为止已经投入运行15年多，设备严重老化。随着生产的需求和发展，用风量不断的增加，为满足生产的需要，该设备长期满负荷运转，导致设备运行过程中Ⅱ级排气温度平均达到180℃以上，Ⅰ级排气温度高达170℃。厂家规定两者温度不能超过160℃，所以压力容器超温运行存在较大的安全隐患。同时，空压机中间冷却器和后冷却器温度也较高，中间冷却器温度高达70℃，后冷却器温度达57℃，严重超过厂家规定的运行温度不超过40℃的要求。
另外，我公司1-3号空压机与后面4-7号空压机存在结构差异。后4-7号空压机冷却效果较差一些，因生产单位用风量过大不得不启动运行。在运行后4-7号空压机时，较近的1-3号空压机须多开一台，在运行过程中加载5-10分钟时，因为过快超温，需要频繁加载和卸载，导致多开一台。设备使用效率低，浪费很多的电能，也增加了生产成本。
3.相关对策
根据以上100m3空压站存在的问题，我公司于2011年8月成立了攻关小组，其小组由笔者和8名人员组成。攻关小组经过系统的分析得出的结果为：造成空压机Ⅰ级、Ⅱ级排气、中间冷却器和后冷却器温度超标的原因主要是生产用气量日益家大，其次是设备中间冷却器管径过大，中心气体缓冲散热绕簧过密，在运行中活塞式空气压缩机气流在通过中间冷却器换热过程中有大量的废油集于缓冲散热绕簧上，长时间工作运行导致绕簧严重油垢堵塞而增加气流阻力。后冷却器冷却降温的效果不好造成。在当时情况下，改造中间冷却器和后冷却器的降温是以省投资、见效快、效益好的最好方法。
4.改造技术措施
经过攻关小组对系统的详细分析后，决定报请公司相关部门，得到了立项批准对公司100m3空压站4-7号机冷却效果较差的进行改造，其具体措施如下：
4.1中间冷却器改造
原先4-7号机中间冷却器工艺模式是压缩空气通过冷却器的铜管时，由铜管外的冷却水进行冷却，即“气内水外”。攻关小组经过研究决定，在原有的基础上合理设计，改变中间冷却器内芯结构，去掉绕簧。把冷却模式改为“气外水内”，并且将原冷却器拆流缸铜管长度由540mm改为3860mm的高效散热外翅管；管径每根由18mm改为16mm，铜管由原先433根改为250根；同时改变冷却器中间的挡板结构，增大冷却器水循环换热面积行程，增强冷却效果。
4.2后冷却器改造
因设备运行的时间较长，原有的冷却器冷凝水排放阀处在冷却器中间挡板的后端。大量的冷凝水、油、空气杂质组成的油污水排放不畅，污垢长期积累导致铜管冷却下降，冷却器温度升高，现将排放阀改造后放在中间挡板的前端，并加大排放管道直径，由原先的 增大到。
4.3冷干机改造
将冷干机的冷凝水排污阀由原来的手动排污改为自动排污，改变人工每小时排放一次的模式，设定自动排污时间为每隔5分钟排放一次，增加冷凝水的排放次数。
5.空压机冷却器技术改造的实施效果
通过对我公司100m3空压站4-7号空压机的改造，取得很好的效果。Ⅰ级排气温度由原先170℃，降为128℃；Ⅱ级排气温度由原先180℃，降为130℃。满足厂家规定不超过160℃的要求，提高设备的安全性。
中间冷却器温度由原先70℃，降为25℃；后冷却器温度由原先57℃，降为28℃，设备在运行中散热降温效果非常好。更为重要的是单台加载时间变长，延长有效使用时间。原先为满足生产需要须开5台空压机，经过改造后开4台就能满足生产需要。节约了大量的电量、水量和用油量。
经过改造后不仅提高空压机和相关设备的运行质量和安全，减少设备的维修次数，而且降低了维修成本和运行成本。卸载时单台空压机每小时节约电量339度，全年可节约高达2969640的电量，若每度电按照0.4元/度来计算，每年可节约电费120多万元；单台用油可节约500公斤，折合人民币7500元；节约用水1200m3/年，折合人民币2400元。由此可见，经改造后的冷却器比原来传热系数大幅度提高降温效果明显取得良好的经济效益和社会效益。
6.总结
空压机在工作时，还要注意相关的维修维护工作，在保证设备稳定运行的基础上，不断加强设备自身的技术改造，积极借鉴和积累经验，同时将更多的冷却器改造经验付诸实践，这样才能为工业生产和企业发展创造更高的效益。
在我国国民经济各个行业和各企业，只要充分发挥职工的积极性和主动性。立足本职岗位，充分发挥工人、技术人员、管理干部的积极性和创造性，針对本岗位在生产过程中出现的问题找原因，想方法，问题就一定可以得到解决，就会为本单位，甚至是为我国国民经济建设作出巨大的贡献。
【参考文献】
[1]郑华伟，张文芳.活塞式压缩机中间冷却器的改造实践应用[J].科技创新导报，2012（22）：76-76.
[2]曹进.空气压缩机的中间冷却器故障分析及改造设计[J].机械工程师，2012（6）：173-175.
[3]郝军.变频技术应用于空气压缩机冷却的效果[J].山东煤炭科技，2010（1）：56-57.
[4]陈枫，傅渝华，陈志刚.810DA3空压机中间冷却器国产化改造[J].有色设备，2009（4）：39-41.