CN104528877A - 水冷却循环系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水冷却循环系统，包括冷却水池、空压机冷却系统和冷却塔，空压机冷却系统分别连接冷却水池和冷却塔入口，冷却塔出口连接冷却水池，在原水进入冷却水池的管路上安装浮动钠离子交换器。本发明采用浮动式钠离子交换器，两个交换罐内装有钠型交换树脂，用离子交换的原理处理原水，使原水得到软化。软水回冷却水池，经水泵供空压机冷却系统，空压机冷却系统出来的热水经冷却塔冷却处理，再回冷却水池，形成循环，使整个冷却系统易操作，易维护，效率有很大的提高，大大增强了空气压缩机的安全性和运行能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种水冷却循环系统，特别是与煤矿使用的空气压缩机配套的水冷却循环系统。
背景技术
空气压缩机是矿山的大型固定设备之一，它在生产过程中担负着矿井风动工具动力的供给和为压风自救系统提供风源等重任，因此，固定式空气压缩机要求系统工作可靠、性能稳定，空气压缩机的安全运行，影响到矿井的煤炭生产及井下矿工的生命安全。目前，空气压缩机使用原水冷却,水循环系统结垢严重，冷却器清洗和更换频繁，系统运行和排气稳定较高，更容易形成水垢，使冷却系统效果更差，形成恶性循环。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种提高空气压缩机安全性和运行效率的水冷却循环系统。
为解决以上技术问题，本发明在现有技术的基础上进行了改进。
本发明采用的技术方案是：一种水冷却循环系统，包括冷却水池、空压机冷却系统和冷却塔，空压机冷却系统分别连接冷却水池和冷却塔入口，冷却塔出口连接冷却水池，在原水进入冷却水池的管路上安装浮动钠离子交换器，所述的浮动钠离子交换器包括原水进口、软水出口、第一级交换罐、第二级交换罐、一个多路转阀和一个快速溶解盐器；原水进口、第一级交换罐、快速溶解盐器以及倒U型管分别与多路转阀上的接口连接，第二级交换罐和第一级交换罐串联，第二级交换罐的出水端口分别与软水出口、快速溶解盐器和倒U型管连接；第二级交换罐与软水出口连接管路上设有软水输出阀和分析取样阀，第二级交换罐与倒U型管连接管路上设有清洗排污阀，快速溶解盐器与多路转阀的连接管路上设有再生辅助阀，快速溶解盐器底部设有溶盐排污阀。
本发明采用浮动式钠离子交换器，两个交换罐内装有钠型交换树脂，用离子交换的原理处理原水，使原水得到软化。软水回冷却水池，经水泵供空压机冷却系统，空压机冷却系统出来的热水经冷却塔冷却处理，再回冷却水池，形成循环。
作为一种优选的技术方案，所述的冷却塔采用开式圆形逆流冷却塔，内部设有旋转管式布水器，进一步提高了冷却效果。
从改造后运行情况看，本发明水冷却循环系统系统具有如下优点：
1、风机出水温度38℃，经冷却塔冷却后出水温度32℃，进出水温差6℃，大大提高了冷却效果。
2、空气压缩机运行及排气温度有所降低，原空压机运行温度102℃，改造后风机温度93℃，温度能够维持恒定，且风机连续运行时间可达20小时，提高了开机率。
3、风机冷却水循环系统结垢少，热交换充分，冷却器酸洗和更换频次降低，原一个冷却器运行2000小时后必须进行酸洗或更换，改造后可以使用一年以上，节约设备、材料、人工费用等。
4、原系统需不断补充新水以降低水温，改造后使用循环水减少了清水用量，每天平均节约清水10吨。
5、工作性能安全可靠,基本实现无故障运行, 使整个冷却系统易操作，易维护，效率有很大的提高，大大增强了空气压缩机的安全性和运行能力。
附图说明
图1是本发明水冷却循环系统的结构示意图。
图2是本发明浮动钠离子交换器的结构示意图。
图3是本发明冷却塔的结构示意图。
图中，1-冷却水池，2-空压机冷却系统，3-冷却塔，4-浮动钠离子交换器，40-原水进口，41-软水进口，42-第一级交换罐，43-第二季交换罐，44-多路转阀，45-快速溶盐器，46-倒U型管，K1-软水输出阀，K2-清洗排污阀，K3-再生辅助阀，K4-溶盐排污阀，K5-分析取样阀，30-布水器，31-电机。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好的理解本发明，以下结合附图对本发明作进一步清楚、完整的说明。
图1所示的一种水冷却循环系统，包括冷却水池1、空压机冷却系统2和冷却塔3，空压机冷却系统2分别连接冷却水池1和冷却塔3入口，冷却塔3出口连接冷却水池1，在原水进入冷却水池1的管路上安装浮动钠离子交换器4。
图2所示的浮动钠离子交换器4包括原水进口40、软水出口41、第一级交换罐42、第二级交换罐43、一个多路转阀44、一个快速溶解盐器45和一个倒U型管46；原水进口40、第一级交换罐42、快速溶解盐器45以及倒U型管46分别与多路转阀44上的接口连接，第二级交换罐43和第一级交换罐42串联，第二级交换罐43的出水端口分别与软水出口41、快速溶解盐器45和倒U型管46连接；第二级交换罐43与软水出口41连接管路上设有软水输出阀K1和分析取样阀K5，第二级交换罐43与倒U型管46连接管路上设有清洗排污阀K2，快速溶解盐器45与多路转阀44的连接管路上设有再生辅助阀K3，快速溶解盐器45底部设有溶盐排污阀K4。
浮动钠离子交换器的工作流程由软化→再生→清洗→软化的顺序循环进行。
⑴软化：采用逆流方向（自下而上）进行交换。打开进水阀门，使原水从原水进口41进入，并以一定的流速通过通过两级交换罐的树脂层，即得到软化，打开软水输出阀K1，软化水经软水出口41通过软水管送到软水箱时，在交换过程中，需经常监测软水硬度，当超过0.04毫克当量升时,即应停止交换，需进行再生。
⑵再生:树脂失效后，关闭进水阀门和软水输出阀K1,待树脂降落下来稳定后再开启再生辅助阀门K3，启动盐液泵，使再生盐液通过快速溶盐器45按一定流速，盐液自上而下流入，依次流经第二级交换罐43和第一级交换罐42，经树脂层控制流速，废液从第一级交换罐42底部，经多路转阀44从倒U型管46排出。
⑶清洗：再生完后，开启进水阀门和清洗排污阀K2,用逆流形式进行清洗树脂，污水从倒U型管46排出，直到清洗水硬度和氯根达到合格时止，再关闭清洗排污阀K2，停止清洗开始正常交换运行。
图3所示的冷却塔采用开式圆形逆流冷却塔，内部设有旋转管式布水器30，由电极31带动旋转。布水器的布水管采用钢管，散水均匀，压力低，损失小。在冷却塔中，热水从塔顶向下喷淋水滴，在填料之间形成新的水滴和在填料表面形成水膜，空气则由下向上与水滴或水膜逆向运动，在气水接触过程中，进行热交换，使水温降低。在冷却塔中，热水与空气之间发生两种传热，一是蒸发传热，二是接触传热。蒸发传热是当水在其表面温度时的饱和蒸汽压大于空气中水蒸汽分压时，水滴表面的水分子克服液态水分子之间的吸引力而汽化滤入空气中，并带走汽化热，使液态水的温度下降，蒸发传热带走的热量占冷却塔中的传热量的75-80%。接触传热是当空气温度提高而水温降低，带走的热量是余热，约为冷却塔中传热量的20-35%。进出水温差大于5℃。
本发明要求保护的范围不限于以上具体实施方式，对于本领域技术人员而言，本发明可以有多种变形和更改，凡在本发明的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种水冷却循环系统，包括冷却水池(1)、空压机冷却系统(2)和冷却塔(3)，空压机冷却系统(2)分别连接冷却水池(1)和冷却塔(3)入口，冷却塔(3)出口连接冷却水池(1)，其特征在于：在原水进入冷却水池(1)的管路上安装浮动钠离子交换器(4)，所述的浮动钠离子交换器(4)包括原水进口(40)、软水出口(41)、第一级交换罐(42)、第二级交换罐(43)、一个多路转阀(44)、一个快速溶解盐器(45)和一个倒U型管(46)；原水进口(41)、第一级交换罐(42)、快速溶解盐器(45)以及倒U型管(46)分别与多路转阀(44)上的接口连接，第二级交换罐(43)和第一级交换罐(42)串联，第二级交换罐(43)的出水端口分别与软水出口(42)、快速溶解盐器(45)和倒U型管(46)连接；第二级交换罐(43)与软水出口(42)连接管路上设有软水输出阀(K1)和分析取样阀(K5)，第二级交换罐(43)与倒U型管(46)连接管路上设有清洗排污阀(K2)，快速溶解盐器(45)与多路转阀(44)的连接管路上设有再生辅助阀(K3)，快速溶解盐器(45)底部设有溶盐排污阀(K4)。
2.根据权利要求1所述的水冷却循环系统，其特征在于：所述的冷却塔(3)采用开式圆形逆流冷却塔，内部设有旋转管式布水器(30)。
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