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(fù)活塞壓縮機常用的是空氣冷(常用風(fēng)冷命名)和水冷兩種型式,油冷卻主要是用于回轉(zhuǎn)壓縮機。風(fēng)冷主要用于移動或橇裝式壓縮機,以及缺水的場合;水冷能承擔(dān)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(qū),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(qū)嚴(yán)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(yī)療組織為第三世界國家提供的醫(yī)用氧制造系統(tǒng),面對的用戶對象遍布世界各地,用戶條件不一,為便于用戶使用,要求采用風(fēng)冷型高壓氧氣壓縮機用來充裝氧氣瓶。這樣,筆者公司制造的全無油潤滑高壓氧氣壓縮機,就必須由水冷改為風(fēng)冷。
該壓縮機為全無油潤滑往復(fù)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(biāo)態(tài)下每小時100立方米,進氣壓力0.4MPa,排氣壓力15.0MPa,配套電動機為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(nèi)走氣,管外走水。
經(jīng)過復(fù)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(jù)各級壓力不同,分別采用直徑25、22、18、16四種規(guī)格的翅片管,管長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(shù),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(jù)此選擇風(fēng)機參數(shù)如下:風(fēng)機型號FZL1000-6DK,風(fēng)機直徑1000mm,電壓380V,頻率50Hz,轉(zhuǎn)速940r/min,最大風(fēng)量Qmax =27000m3/h,功率3kW。
根據(jù)上述結(jié)果進行制造改型,改造完成后,采用高純氧氣按規(guī)定工況進行對比測試,測試結(jié)果如下表所示:
對比表中數(shù)據(jù),從溫度數(shù)據(jù)看,風(fēng)冷效果明顯優(yōu)于水冷,改造成功。
此案例說明:
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足要求。
2、風(fēng)冷型壓縮機減化了壓縮機系統(tǒng)流程,使得壓縮機購機時一次性投資較少,節(jié)省購機費用。經(jīng)統(tǒng)計,此例風(fēng)冷換熱器較水冷換熱器成本下降30%。
3、風(fēng)冷型壓縮機使用過程中的維護較水冷簡單,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(yīng)性更廣,不論有無冷卻水都可直接運行。