空压站循环水系统扩能改造

摘要：中心空压站淘汰6台活塞式空压机，更新为4台ZH7000-6-8型离心式空压机和2台GA250W-7.5型螺杆式空压机，新设备较老设备最大需循环水量增加约3倍，原循环水系统的供水设备、供水管道、储水能力均不能满足新设备的需求，必须进行扩能改造才能保证更新后设备正常运行。若不扩能需采用自来水直排冷却方式对更换后空压机设备进行冷却降温，才能保证更换后空压机设备的运行，采用自来水直排冷却方式，每年将白白扔掉自来水39.6万吨，水费213.84万元，而且造成水资源的极大浪费。所以无论从经济效益还是社会效益考量，现有循环水系统扩能改造势在必行。

关键词：空压机；循环水；扩能；节水；效益

中图分类号：TV213 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）17-0280-02

一、问题的提出

中心空压站淘汰6台活塞式空压机，更新为4台ZH7000-6-8型离心式空压机和2台GA250W-7.5型螺杆式空压机，设备更新后需用循环水量较老设备增加约3倍，现循环水系统能力严重不足，更新后无法满足设备正常运行，影响公司生产。若使用现有的循环水系统保证更新后空压机设备的正常运行，需采用自来水直排冷却方式对更换后空压机设备进行冷却降温，这样，大量的自来水将白白扔掉，造成水资源的极大浪费，从经济效益和社会效益考量，需进行循环水系统扩能改造。

二、设计方案

1.设计依据及参数要求。（1）空压站房内生产时老设备用水量情况。空压站房内老设备为6台活塞式空压机，100m3/min空压机五台，40m3/min空压机一台，100m3/min空压机循环水量为40吨/小时，40m3/min空压机循环水量为20吨/小时，24小时运行情况及所需循环水量：白班7：30～17：00，100m3/min空压机4台，40m3/min空压机1台，循环水量为：4×40+1×20=180吨/小时，温升5℃；二班17：00～24：00，100m3/min空压机3台，40m3/min空压机1台，循环水量为：3×40+1×20=140吨/小时，温升5℃；三班24：00～7：30，100m3/min空压机2台，40m3/min空压机1台，循环水量为：2×40+1×20=100吨/小时，温升5℃。（2）空压站房内更新后新设备用水量情况。空压站房内更新后新设备为4台离心式空压机和2台螺杆式空压机，120m3/min离心式空压机四台，40m3/min螺杆式空压机两台。按循环水温升和设备产热量数据校核需循环水水量：说明书介绍单台ZH7000-6-8型离心式空压机循环水量为66m3/h，温升10℃，则每小时带走热量为：66×103×10×4.2×103=2.772×106KJ，则2.772×106KJ÷3600=770KW，即电机功率700KW，由于原冷却塔是按温升5℃配置的，则按温升5℃校核新设备单台需循环水量为：700×3600÷5÷4.2×103=120吨/小时。即120m3/min离心式空压机温升5℃循环水量为120吨/小时，40m3/min螺杆式空压机温升5℃循环水量为40吨/小时。白班7：30～17：00，需运行4台ZH7000-6-8型离心式空压机，循环水量为：4×120=480吨，温升5℃；二班17：00～24：00，需运行3台ZH7000-6-8型离心式空压机，循环水量为：3×120=360吨，温升5℃；三班24：00～7：30需运行2台ZH7000-6-8型离心式空压机，循环水量为：2×120=240吨，温升5℃。（3）空压站房内老设备循环水系统在用情况。在用设备需运行压力为0.25MPa，最大需用水量为180m3/h。在用循环水系统最大可提供：运行压力0.28MPa，供水量280m3/h，最大回水量500m3/h，水池有效容积66m3，最大冷却塔供水量600m3/h，冷却塔最大冷却水量600m3/h，水处理设备处理能力250m3/h，循环水系统运行方式为开式系统。（4）空压站房内更新后新设备循环水系统需用情况。新设备需运行压力为0.40～0.60MPa，最大需用水量为480m3/h。需用循环水系统数据：运行压力0.50MPa，供回水流量480m3/h，水池有效容积为131m3，冷却塔供水量600m3/h，冷却塔冷却能力600m3/h，旁滤水设备小时处理水量30m3/h，水处理设备处理能力440～640m3/h，循环水系统运行方式为闭式系统。

2.改造需解决的问题。（1）循环水池有效容积能力不足，需提高到130m3以上；（2）供水压力不足，需提高到0.50MPa以上；（3）供水管道能力不足，需提高到480m3/h以上；（4）老系统为开式，新系统为闭式，两套系统用水压力不一样不能共用，在确保生产的同时进行改造施工，需为新系统敷设一条临时回水管道；（5）水处理设备能力不足，需提高到440～640m3/h；（6）无旁滤水功能，需增加30m3/h旁滤水设备；（7）冷却塔供水能力无备用，需增加200m3/h备用水泵1台。

3.解决方案。（1）将原男女更衣间、浴池和厕所间拆除，在该位置新建一座储水池和设备间，保证新系统水池的有效容积和新设备的安装；（2）新设供水泵3台，提高新系统的供水压力；（3）新设一条供水管道，增大供水水量；（4）新设一条临时回水管道和一条临时供水管道，保证改造施工期间两套系统的正常运行；（5）新设循环水处理和旁滤水处理设备，提高处理水量，保证循环水水质；（6）全部改造后，将新系统的回水接到老系统的回水管道上；（7）将老系统的一台供水泵改为供冷却塔系统的备用泵；（8）将老系统的两台供水泵、供水管道和水处理设备改为余热利用系统热源水供应系统；（9）在新设备间配置检修葫芦吊、排污泵、电源及恒压变频控制系统等。

三、投资费用

（1）恒压变频供水及水处理系统：83万元；（2）动力管道：39万元；（3）土建配套：63万元；（4）电气配套：10万元；（5）机械配套：3万元；（6）共计费用：198万元。

四、结论及效益分析

循环水系统扩能改造项目于2011年9月份开始施工，计划在2011年11月份完工，满足设备更新后运行时所需循环水能力，保证更新后设备的正常运行，确保公司生产供风，有良好的经济效益和社会效益。

若不扩能需采用自来水直排冷却方式对更换后空压机设备进行冷却降温，才能保证更换后空压机设备的运行。单台ZH7000-6-8型离心式空压机温升10℃需循环水量为66m3/h，则小时带走热量为：66×103×10×4.2×103=2.772×106KJ。采用10℃厂区自来水直排冷却方式降温，冷却空压机后温度30℃，则一台空压机一小时需自来水量为：2.772×106÷（30-10）÷4.2×103=33m3/h。一天平均3台空压机运行，原有循环水系统基本可以满足1台新空压机的循环水量，则日需自来水水量为：33×2×24=1584吨，年需自来水水量为：1584×250=396000吨，年需自来水水费为（按厂内生产用水价格5.4元/吨计）：39.6万吨×5.4元/吨=213.84万元。所以，扩能改造后年可节约自来水水量为39.6万吨，年可节约自来水水费为213.84万元。投资回收期：改造投资费用为198万元，节约213.84万元，11个月即可收回投资。

参考文献：

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作者简介：赵景玲（1969-），本科，工程师。