壓縮機的冷卻不可或缺,冷卻效果好壞直接影響壓縮機工作的可靠性與經(jīng)濟性。壓縮機的冷卻方式有水冷、風(fēng)冷及油冷。往復活塞壓縮機常用的是空氣冷(用風(fēng)冷命名)和水冷兩種型式,油冷卻主要是用于回轉壓縮機。風(fēng)冷主要用于移動(dòng)或橇裝式壓縮機,以及缺水的場(chǎng)合;水冷能承擔比空氣更大的熱負荷傳遞,適用于中大型壓縮機。
高原高寒地區,由于缺水及氣溫較低,水冷型壓縮機的使用非常不便;沙漠地區嚴重缺水,水比油貴,更加不利于水冷型壓縮機的使用。
聯(lián)合國醫療組織為第三世界國家提供的醫用氧制造系統,面對的用戶(hù)對象遍布世界各地,用戶(hù)條件不一,為便于用戶(hù)使用,要求采用風(fēng)冷型高壓氧氣壓縮機用來(lái)充裝氧氣瓶。這樣,筆者公司制造的全無(wú)油潤滑高壓氧氣壓縮機,就必須由水冷改為風(fēng)冷。
該壓縮機為全無(wú)油潤滑往復活塞高壓氧氣壓縮機,型號為GOW-100/4-150.壓縮介質(zhì)是氧氣,流量標態(tài)下每小時(shí)100立方米,進(jìn)氣壓力0.4MPa,排氣壓力15.0MPa,配套電動(dòng)機為37千瓦,四級壓縮。該壓縮機配備的水冷型換熱器,采用光管列管,管內走氣,管外走水。
經(jīng)過(guò)復算,級換熱面積,一、二、三級換熱面積為0.51平方米,四級(后冷)為0.1平方米。換成風(fēng)冷換熱器換熱管采用翅片管,外加獨立風(fēng)機吹風(fēng)換熱。根據各級壓力不同,分別采用直徑25、22、18、16四種規格的翅片管,管長(cháng)1米,一、二、三級都用13根組,四級后冷因壓力較高不利于焊接,采用單根厚壁管直接彎曲成形,一、二、三級換熱面積分別為0.9、0.73、0.4平方米,后冷換熱面積0.15平方米,相較水冷換熱器,換熱面積有所增加。
風(fēng)冷型換熱器不僅決定于換熱管的換熱面積及傳熱系數,還決定于用于換熱的風(fēng)機的風(fēng)量,即風(fēng)機的大小。經(jīng)計算,風(fēng)機風(fēng)量每分鐘不小于300立方米。據此選擇風(fēng)機參數如下:風(fēng)機型號FZL1000-6DK,風(fēng)機直徑1000mm,電壓380V,頻率50Hz,轉速940r/min,最大風(fēng)量Qmax =27000m3/h,功率3kW。
根據上述結果進(jìn)行制造改型,改造完成后,采用高純氧氣按規定工況進(jìn)行對比測試,測試結果如下表所示:
對比表中數據,從溫度數據看,風(fēng)冷效果明顯優(yōu)于水冷,改造成功。
此案例說(shuō)明:
1、在某些情況下,中型壓縮機(電機功率較大的壓縮機)也可以做成風(fēng)冷型壓縮機,其性換熱性能也能滿(mǎn)足要求。
2、風(fēng)冷型壓縮機減化了壓縮機系統流程,使得壓縮機購機時(shí)一次性投資較少,節省購機費用。經(jīng)統計,此例風(fēng)冷換熱器較水冷換熱器成本下降30%。
3、風(fēng)冷型壓縮機使用過(guò)程中的維護較水冷簡(jiǎn)單,使用及維護費用相比較而言更低。
4、風(fēng)冷型壓縮機地域適應性更廣,不論有無(wú)冷卻水都可直接運行。