一种空压机高效冷却系统

技术领域

本发明属于空压机节能技术领域，具体涉及一种空压机高效冷却系统。

背景技术

现代工业中很多行业，都需要空压机生产压缩空气，来完成产品生产制造。而空压机能耗占企业总能耗至少20%以上，不断探索空压机节能措施，降低空压机能耗，提升空压机能效对企业来说意义重大。影响空压机效能有很多因素，在很多环节上都有节能的空间和方法，其中，改善空压机冷却水系统，是空压机节能的一个重要方面，潜力巨大、效果明显。

采用压缩空气进行产品生产制造的企业，为了确保生产平稳、连续进行，通常会有大于实际需求量30%-50%的空压机作为备用机。为了确保备用机随时可以投入使用，系统中所有空压机及相应的后处理设备的冷却水进出口，都与冷却系统的进出总管相连。这样处于备用状态的空压机及相应的后处理设备，虽然未投入使用，却依然“消耗大量的冷却水，系统中对冷却水的需求量无疑增加30%-50%，这显然是一种能源的浪费。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种空压机高效冷却系统，适用于各类空压机站，投资少、见效快、节能效果明显，有助于企业节能减排、降本增效。

空压机站系统中，为了保持供气压力的平稳性，通常会配置超过正常需求数量30%-50%的空压机作为备用，处于备用状态下的空压机，为了满足随时投入运行的需要，空压机及相应的后处理设备的冷却水进出口均与冷却水进回总管并联式连接，而实际工作中，处于备用状态的空压机及相应的后处理设备，此时并不需要冷却，系统中冷却水却依然对备用空压机及后处理设备进行“冷却”，这显然是一种能源浪费。本发明的空压机高效冷却系统，通过采取阀件和空压机联动的能够有效解决备用空压机及相应的后处理设备“占用”冷却水问题；同时，因系统冷却水管系弯头、阀件、管路等原因产生的阻力，使系统中进入空压机及后处理设备的冷却水不均匀，有的空压机、后处理设备冷却水流量过大，有的空压机、后处理设备冷却水流量过小，导致空压机效能降低。本发明中布置的流量调节阀，可以有效解决这个问题。从而，减少冷却水循环总量，达到节能目的。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种空压机高效冷却系统，包括冷却水供给单元、冷却水泵单元、多个空压机组、多个冷却水泵进水总管和多个后处理设备组，所述冷却水泵单元包括多个冷却水泵组，每个所述冷却水泵进水总管的进水口与冷却水供给单元连通，每个冷却水泵进水总管与多组冷却水泵组的进水口连通，多个冷却水泵组的出水口均与一个空压机进水总管连通，所述空压机进水总管通过多个空压机冷却水进水支管与多个空压机组分别连通，空压机进水总管通过多个后处理设备冷却水进水支管与多个后处理设备组分别连通，每个空压机组的冷却水出口均通过一个空压机冷却水回水支管与空压机冷却水回水总管连通，每个后处理设备组的冷却水出口均通过一个一个后处理设备冷却水回水支管与后处理设备冷却水回水总管连通，空压机冷却水回水总管和后处理设备冷却水回水总管均与冷却水供水单元连通；在每个空压机冷却水进水支管上均设有一个空压机冷却水进机气动阀，在每个后处理冷却水进水支管上均设有一后处理设备冷却水进机气动阀，在每个空压机冷却水回水支管上均设有一个空压机冷却水出机截止阀，在每个后处理设备冷却水回水支管上均设有一个后处理设备冷却水出机截止阀；所述空压机冷却水进机气动阀通过特定电路与空压机启动控制箱联动，所述后处理设备冷却水进机气动阀均后处理设备冷却水进机控制箱就地控制连接。

进一步的，在所述空压机冷却水回水总管上设有空压机冷却水回水总管温度传感器和空压机冷却水回水流量调节阀，在所述后处理设备冷却水回水总管上设有后处理设备冷却水回水温度传感器和后处理设备冷却水回水流量调节阀，所述空压机冷却水回水总管温度传感器和空压机冷却水回水流量调节阀以及后处理设备冷却水回水温度传感器和后处理设备冷却水回水流量调节阀均与冷却水流量调节控制箱PID调节控制连接。通过该设置，除了空压机、后处理设备工作状态下，系统自动提供冷却水，不工作则系统不提供冷却水，设备停止运行则系统延时20-30分钟自动关闭冷却水，还可以利用空压机与后处理设备冷却水冷却后的温度不同，来控制冷却水在空压机与其后处理设备之间的自动分配，达到精益求精，充分合理利用冷却水，从而达到节约冷却水泵运行台数，实现节电目的。

进一步的，当在空压机启动控制箱上启动空压机后，对应的空压机冷却水进机气动阀得电自动打开，同时空压机冷却水进机气动阀输出开闭状态信号，并反馈给空压机启动控制箱，若该空压机冷却水进机气动阀未打开，对应的空压机无法启动；当空压机停止运行时，对应的空压机冷却水进机气动阀延时15-30分钟后自动关闭。

进一步的，所述空压机冷却水回水流量调节阀和后处理设备冷却水回水流量调节阀的开度调节范围为31%-100%，最低开度为30%。

进一步的，所述空压机冷却水回水总管中的冷却水回水温度设定在42°C，后处理设备冷却水回水总管中冷却水回水温度设定在45°C。

进一步的，所述冷却水供给单元包括冷却塔和冷却水池，所述冷却水泵进水总管的进水端与冷却水池连通，所述空压机冷却水回水总管和后处理设备回水总管均与冷却塔连通。

进一步的，所述特定控制电路包括空压机停止开关SB12、空压机启动开关SB11、空压机启动中继接触器线圈KM1、空压机冷水却水进水电磁阀线圈KN1、空压机冷却水进水时间继电器线圈KT1、空压机启动中继接触器常开触点KM1-1、两个空压机冷水却水进水电磁阀常来触电点KN1-1、空压机冷却水进水延时继电器常来触电点KT1-1、气动蝶阀开启指示灯HR1和气动蝶阀关闭指示灯HL1，其中空压机停止开关SB12、空压机启动开关SB11、空压机启动中继接触器线圈KM1、空压机启动中继接触器常开触点KM1-1、两个空压机冷水却水进水电磁阀常来触电点KN1-1组成的电路为空压机启动自锁电路，空压机冷水却水进水电磁阀线圈KN1、空压机冷却水进水延时继电器线圈KT1、1个空压机冷水却水进水电磁阀常来触电点KN1-1、空压机冷却水进水延时继电器常来触电点KT1-1组成停止延时关闭电路，气动蝶阀开启指示灯HR1和气动蝶阀关闭指示灯HL1并联组成电磁阀启闭指示电路，空压机启动自锁电路、停止延时关闭电路和电磁阀启闭指示电路并联设置，从空压机启动中继接触器常开触点引出线路与空压机连接。

本发明的空压机高效冷却系统，将系统中空压机冷却水系统总管分成两路：一路冷却系统中所有的空压机的冷却水回水单独回到冷却水池中；另一路冷却系统中所有的后处理设备的冷却水回水单独回到冷却水池中；在系统中所有的空压机、后处理设备的冷却水进口各布置一个流量调节阀，两路冷却水回水管出口也各布置一个流量调节阀及温度传感器；空压机冷却水进口气动阀，通过特定电路与空压机联动，空压机启动，则空压机冷却水进口气动阀自动打开，空压机停止运行时，气动阀延时15-30分钟后自动关闭，可以将空压机站冷却水系统中，处于备用状态的空压机及相应的后处理设备，通过气动阀及特定的电路，进行动态屏蔽，既能保证空压机及后处理设备随时可投入运行，又能将处于备用状态的空压机及相应的后处理设备屏蔽掉，不占用冷却水循环量；系统中后处理设备冷却水进口气动阀，采取就地控制；同时，在空压机冷却水回水流量调节阀采取PID控制，冷水回水温度设定在42度，通过温度传感器反馈信号；而后处理设备冷却水回水温度设定在45度，对两路冷却水回水流量进行动态平衡控制，以便达到充分利用冷却水能量，对空压机及后处理设备的冷却水，进行动态平衡调节两路回水的流量，实现充分利用冷却水能量的目的，达到节约冷却水循环总量，高效降低冷却水系统冷却水泵负荷及运行台数，实现节能减排目标，提升空压机效能，节约空压机运行成本。

在所有空压机及后处理设备冷却水进口均布置一个气动蝶阀，在两路回水管路各布置一个流量调节阀，实现节约冷却水循环总量，高效减少不必要的冷却水循环量，高效降低冷却系统中冷却水泵的负荷及运行台数。

采用本发明技术，节电率是原有技术的2-3倍，采用本发明之前，空压机站需要5-6台水泵同时运行，采用本发明技术方案后，只需开2-3台水泵。

附图说明

图1是本发明所述的空压机高效冷却系统的结构示意图；

图2是本发明所述的空压机高效冷却系统控制方式示意图；

图3是本发明所述的空压机高效冷却系统控制方式的电路示意图。

其中，1-冷却塔，2-冷却水池，3-冷却水泵单元，4-空压机冷却水回水流量调节阀，5-冷却水泵进水总管，6-空压机冷却水回水总管温度传感器，7-空压机组，8-空压机冷却水出机截止阀，9-空压机冷却水回水总管，10-后处理设备冷却水回水流量调节阀，11-冷却水泵进水总管，12-后处理设备冷却水回水温度传感器，13-后处理设备组，14-后处理设备冷却水出机截止阀，15-后处理设备冷却水回水总管，16-空压机冷却水进机气动阀，17-后处理设备冷却水进机气动阀，18-空压机启动控制箱，19-冷却水回水流量调节控制箱，20-后处理设备冷却水进机控制箱，21-空压机进水总管，22-空压机冷却水进水支管，23-空压机冷却水回水支管，24-后处理设备冷却水进水支管，25-后处理设备冷却水回水支管，26-KM交流接触器，27-KN交流接触器线圈，28-KT延时继电器，29-HL停止指示灯，30-运行指示灯。

实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

如图1-图3所示，一种空压机高效冷却系统，包括冷却水供给单元、冷却水泵单元1、多个空压机组7、多个冷却水泵进水总管5和多个后处理设备组13，所述冷却水泵单元1包括多个冷却水泵组，每个所述冷却水泵进水总管5的进水口与冷却水供给单元连通，每个冷却水泵进水总管5与多组冷却水泵组的进水口连通，多个冷却水泵组的出水口均与一个空压机进水总管21连通，所述空压机进水总管21通过多个空压机冷却水进水支管22与多个空压机组7分别连通，空压机进水总管21通过多个后处理设备冷却水进水支管24与多个后处理设备组13分别连通，每个空压机组7的冷却水出口均通过一个空压机冷却水回水支管23与空压机冷却水回水总管9连通，每个后处理设备组13的冷却水出口均通过一个后处理设备冷却水回水支管24与后处理设备冷却水回水总管15连通，空压机冷却水回水总管9和后处理设备冷却水回水总管15均与冷却水供水单元连通；在每个空压机冷却水进水支管22上均设有一个空压机冷却水进机气动阀16，在每个后处理冷却水进水支管24上均设有一后处理设备冷却水进机气动阀17，在每个空压机冷却水回水支管23上均设有一个空压机冷却水出机截止阀8，在每个后处理设备冷却水回水支管24上均设有一个后处理设备冷却水出机截止阀14；所述空压机冷却水进机气动阀16通过特定电路与空压机启动控制箱18联动，所述后处理设备冷却水进机气动阀17均后处理设备冷却水进机控制箱20就地控制连接；在所述空压机冷却水回水总管9上设有空压机冷却水回水总管温度传感器6和空压机冷却水回水流量调节阀4，在所述后处理设备冷却水回水总管15上设有后处理设备冷却水回水温度传感器12和后处理设备冷却水回水流量调节阀10，所述空压机冷却水回水总管温度传感器6和空压机冷却水回水流量调节阀4以及后处理设备冷却水回水温度传感器12和后处理设备冷却水回水流量调节阀10均与冷却水流量调节控制箱PID调节控制连接；所述冷却水供给单元包括冷却塔1和冷却水池2，所述冷却水泵进水总管5的进水端与冷却水池2连通，所述空压机冷却水回水总管9和后处理设备冷却水回水总管15均与冷却塔1连通。

当在空压机启动控制箱上启动空压机后，对应的空压机冷却水进机气动阀16得电自动打开，同时空压机冷却水进机气动阀16输出开闭状态信号，并反馈给空压机启动控制箱，若该空压机冷却水进机气动阀16未打开，对应的空压机无法启动；当空压机停止运行时，对应的空压机冷却水进机气动阀16延时15-30分钟后自动关闭。

优选的，所述空压机冷却水回水流量调节阀4和后处理设备冷却水回水流量调节阀10的开度调节范围为31%-100%，最低开度为30%。

优选的，所述空压机冷却水回水总管9中的冷却水回水温度设定在42°C，后处理设备冷却水回水总管15中冷却水回水温度设定在45°C。

如图3所示，每个空压机上连接的特定控制电路的形式相同，以1号空压机机为例，所述特定控制电路包括空压机启动开关SB12、空压机停止开关SB11、空压机启动中继接触器线圈KM1、空压机冷水却水进水电磁阀线圈KN1、空压机冷却水进水时间继电器线圈KT1、空压机启动中继接触器常开触点KM1-1、两个空压机冷水却水进水电磁阀常来触电点KN1-1、空压机冷却水进水延时继电器常来触电点KT1-1、气动蝶阀开启指示灯HR1和气动蝶阀关闭指示灯HL1，其中空压机启动开关SB12、空压机停止开关SB11、空压机启动中继接触器线圈KM1、空压机启动中继接触器常开触点KM1-1、两个空压机冷水却水进水电磁阀常来触电点KN1-1组成的电路为空压机启动自锁电路，空压机冷水却水进水电磁阀线圈KN1、空压机冷却水进水延时继电器线圈KT1、1个空压机冷水却水进水电磁阀常来触电点KN1-1、空压机冷却水进水延时继电器常来触电点KT1-1组成停止延时关闭电路，气动蝶阀开启指示灯HR1和气动蝶阀关闭指示灯HL1并联组成电磁阀启闭指示电路，，空压机启动自锁电路、停止延时关闭电路和电磁阀启闭指示电路并联设置，从空压机启动中继接触器常开触点引出线路与空压机连接。

按下空压机启动按钮后，利用空压机启动接触器常开触点，与电磁阀线圈及电磁阀位置开关组成空压机启动自锁电路！空压机停止时，通过延时继电器，自动切断电磁阀；只要控制了空压机启动中继接触器线圈就能达到冷却水阀打开空压机就能启动，空压机停止冷却水阀延时断水，也就是说，水阀不打开空压机就不能工作，空压机停止后延时断水的功能，电路中我们设计了空压机和我们的水阀互锁电路，断电延时电路，开关水阀指示灯电路；每个第一气动蝶阀根据空压机启停控制阀的开启和关闭，第二气动蝶阀可通过控制箱控制，实现空压机后处理设备的自由组合。

SB11与空压机启动中继接触器线圈KM1、空压机冷水却水进水电磁阀线圈KN1组成自锁电路，同时，还兼空压机启动安全保护电路，即空压机电磁水阀未打开，空压机不能启动，同时，冷却水电磁阀开闭状态，通过（HL1)和（HR1)等装置，实时反馈电磁阀的实际状态，构成安全警示电路；当空压机停止工作时，通过SB12与空压机启动中继接触器线圈KM1、空压机冷水却水进水电磁阀线圈KN1及延时继电器KT1组成自锁电路，同时，还兼空压机安全保护的定时电路，即延时20-30分钟后，自动切断水阀，关闭空压机，同时与HL1和HR1等警示装置构成安全提警示电路。

按下空压机启动SB12开关，空压机KM1连接，空压机启动，冷却水阀启动，气动碟阀开启指示灯HR1亮；按下空压机停止SB11开关，空压机KM1断开，冷却水阀通过延时继电器延时20-30分钟断开，气动碟阀关闭指示灯HL1亮。在本实施例中，对空压机冷却水进口布置气动阀并与空压机启动控制系统联动，及对后处理设备冷却水进口布置气动阀，采取就地控制；同时，将冷却水回水分成空压机回水总管和后处理设备回水总管，利用这两路对冷却水回水温度不同，实现系统内冷却水流量合理分配，从而节约冷却水总量，减少投入运行的冷却水泵，达到节能目的，取得了比较好应用的效果。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。