CN1325870C - 使用冷却水冷却一种流体用的冷却工艺和装置 - Google Patents

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Abstract

一种使用水作为冷却剂的冷却装置，用于冷却一个第一冷却机构(130)内的一个流体，供给该冷却装置至少一部分来自一个收集器(180)的水，该收集器(180)用于收集冷却空气压缩机(125)的空气形成的冷凝水。压缩空气可以在第一冷却机构内冷却后被传送至一个空气分离组件(150)。

Description

使用冷却水冷却一种流体用的冷却工艺和装置
技术领域
本发明一般地涉及使用冷却水冷却一种流体用的冷却工艺和装置，以及更具体地说，涉及一种方法和装置，用于提供补充的冷却水至一个冷却机构。
背景技术
许多工业用途需要在冷却各种液体和气体用的冷却工艺中使用水。这种水系统设计为这样，使水的流动被控制以冷却暴露在水流中的流体。许多设备使用冷却水和/或冷却空气在各种工业用途中。水塔和冷却塔经常使用于产生冷却水的流动。冷却水的生产需要相当大的能量和产生过量的液体和/或气体状态的水。
通常，在空气分离设备使用一个冷却水管线，在其中水被传送至一个氮激冷塔(使用来自空气分离设备的氮)和/或一个冷冻组件以激冷水降至约5-10℃。此激冷水随后在进入前端净化器比如吸附床之前使用于冷却空气(典型地在主压气机后冷却器内)。激冷水可与通过一个直接接触后冷却器的空气直接接触，如以下文献所述：“Techniques de l’Ingenieur，J6020，Figures 3 and 5，1973”或可通过一个标准壳体和管子交换器简单地冷却空气，如以下文献所述：US-A5505050。一旦激冷水已经冷却空气，它返回至冷却水系统。
当水循环经过氮激冷塔，部分水蒸发和蒸发的水将其所含的任何溶解的固体留在后面。因此，剩余的液体具有一个较大的溶解的固体的浓度。某些激冷水系统使用来自主冷却水管线的水作为一个补充水源。然而，这种方法存在的问题是事实上在水中的固体的含量通常接近一个容许的水平。使用冷却水作为补充水源与激冷水环路中的附加的蒸发/浓缩作用相结合能够导致溶解的固体和沉淀高度饱和。这样引起激冷水系统的各种部件内的结垢的形成。由于溶解的固体的饱和引起的结垢能够积累在激冷水系统的各种容器的内部，它能够引起跨过容器的压力差的增加以及随后热交换的不足。在一个激冷水系统的不同的部件内水垢的过量的积累。通常要求更换在塔内使用的内衬材料。
一系列的方法用以防止或减少水垢的积累可以实现。然而，每个潜在的解决方案在系统的有效工作方面促进其它问题。大量的排污工艺可以进行以减少水中污染物的含量、激冷水系统内结垢的浓度。术语“排污”(blowdown)涉及水，它必须由一个水系统(冷却水塔或锅炉等)净化以保持溶解的固体的一个稳定状态浓度。系统的排污可清除这些溶解的固体，从而使过饱和及随后的沉淀不会产生。
然而，这项实践需要附加的冷却水传送至激冷水系统，以补偿大量的排污。经常，大量的排污导致冷却塔以小于溶解的固体希望的浓度水平工作。这种方法还导致用于冷却塔系统的水和化学剂消耗的增加，从而降低激冷水系统的工作效率。
酸供给装置可以进行激冷水系统内的中和及增加酸碱度(pH)，从而减少潜在的水垢形成。然而，这种方法存在问题，比如安全关心和环境理由。此外，某些固体，比如二氧化硅，即使在低的工作pH度仍可能沉淀。
减少结垢问题的另一企图是使用某些补充水源于激冷水环路，与使用于冷却主要水冷却管线的水供给的冷却水相同。然而，这种方法也存在问题，由于补充水的污染，要实现一个完全的化学剂供给系统用于pH控制(酸剂)和抑制剂可能需要。这种方法的结果是需要管理两个冷却水系统，这就是激冷水环路和主要水冷却管线，它们要求相同的化学处理流程。这样导致增加的化学剂和其它设备费用以进行化学处理工艺。此外，安全和环境问题可能产生，这是由于使用现在的化学系统以减少积垢，以及在现在的激冷水系统内的其它问题。
发明内容
本发明致力于克服或者至少是减少上述的一个或多个问题的作用。
在本发明的一个方面，提供一种使用水作为冷却剂的冷却装置，包括：
用于借助与水的热交换冷却一个流体的第一冷却机构；
用于传送一个流体至第一冷却机构的机构；
用于由第一冷却机构移出冷却的流体的机构；
用于传送水至第一冷却机构的机构；
用于由第一冷却机构移出加温水的机构；
空气压缩机；
用于传送含水分空气至空气压缩机的机构；
用于由空气压缩机移出压缩空气的机构；其特征在于，所述冷却装置包括：
用于由上述的压缩空气移出冷凝水的机构；以及
水流动控制系统，用于提供至少一部分由压缩空气移出的冷凝水至第一冷却机构，准备在其中加温。
冷却装置还包括一个第二冷却机构，用于传送来自第一冷却机构的加温水至第二冷却机构的机构，用于传送一个冷流体至第二冷却机构的机构，用于由第二冷却机构移出加温的冷流体的机构，以及用于由第二冷却机构移出冷却的加温水并将它传送至第一冷却机构的机构。
冷却装置用于由第二冷却机构移出冷却的加温水并将它传送至第一冷却机构的所述机构具有一个冷冻组件适合于冷却上述的水。
第一和/或第二冷却机构可以包括：
一个第一区域用于接收冷却水；
一个第二区域用于在一种流体和水之间的直接的热交换；以及
一个第三区域用于收集水。
最好第三区域至少包括一个液位指示器，一个浊度分析器和一个传导性分析器。
按照一个实施例，压缩空气是由空气压缩机传送至第一冷却机构，被形成在其中的冷却的压缩空气冷却，冷却的压缩空气传送至一个空气分离组件的至少一个分镏塔，被分离为至少一种富氮流体和至少一种富氧流体，以及最好至少一种富氮流体的至少一部分传送至第二冷却机构。
空气分离组件可以是一个低温冷却空气分离组件。
冷却装置可以还包括一个冷却塔或其它水源独立于空气压缩机，以提供一个附加的水源用于上述的第一冷却机构。
来自空气压缩机的冷凝水或者直接地，或者通过第二冷却机构传送至第一冷却机构。
在第一冷却机构和/或第二冷却机构内的热交换借助直接的或间接的与水接触而实现。例如，第一冷却机构和/或第二冷却机构可以是一个水塔，用于这样的情况，这里使用直接的接触，以及第一冷却机构和/或第二冷却机构可以是一个管子热交换器或任何型号的间接热交换器，用于这样的情况，这里使用间接的接触。
水流动控制系统用于提供冷凝水由上述的空气压缩机通过上述的第二冷却机构至上述的第一冷却机构，可以包括一个水流动控制系统用于传送水由上述的冷凝水源至上述的第一水塔，上述的水流动控制系统包括：
一个第一泵，用于泵送水由不同于上述的冷凝水源的一个其它水源至上述的第二冷却机构；
一个第二泵，用于泵送水由上述的冷却水源至上述的第二冷却机构；
一个第三泵，用于泵送多余水由上述的第二冷却机构至上述的不同于上述的冷凝水源的上述的水源；以及
一个控制器，用于控制至少一个上述的第一泵、上述的第二泵和上述的第三泵的工作。
一个第一化学剂供给泵，可以提供一种化学剂进入上述的第一冷却机构和/或一个第二化学剂供给泵可以提供一种化学剂进入上述的第二冷却机构。
按照本发明的另一方面，提供一个冷却工艺，用于使用水作为冷却剂冷却一种流体，包括：
传送一种流体至一个第一冷却机构；
传送水至第一冷却机构；
借助与水热交换冷却在第一冷却机构内的流体；
由第一冷却机构移出冷却的流体；
由第一冷却机构移出加温的水；
在一个空气压缩机内压缩含有水分的空气；
由空气压缩机移出压缩空气；
其特征在于，它包括：
由上述的压缩空气移出冷凝水；以及
提供由压缩空气移出的冷凝水的至少一部分至准备在其中加温的第一冷却机构。
最好，准备冷却的流体是空气或另一种流体，比如一种废气。在第一冷却机构内流体冷却时水可以至少部分地蒸发。
工艺可以包括冷却上述的压缩空气，最好，在第一冷却机构内，以及传送冷却的压缩空气至一个空气分离组件和/或一个燃气涡轮和/或一个金属处理或生产组件。
工艺可以包括传送加温水由第一冷却系统至第二冷却机构，传送一种冷流体至第二冷却机构，由第二冷却机构移出加温的冷流体，由第二冷却机构移出冷却的加温水和传送它至第一冷却机构。
最好，冷流体是来自一个空气分离组件的一种富氮流体。
工艺可以包括：
-由上述的第一水塔泵送冷却水，最好在一个冷冻组件内冷却泵送水，以及传送泵送水进入上述的第二冷却机构；和/或泵送水由上述的第二冷却机构至上述的第一冷却机构。
-提供至少部分水用于上述的第一冷却机构和/或上述的第二冷却机构，这时使用来自或至少一个空气压缩机的上述的冷凝水。
-使用空气冷却剂冷却空气压缩机以及传送来自空气压缩机的空气冷却剂至第一冷却机构，作为准备冷却的流体。
-提供补充水用于上述的第二冷却机构，包括：
确定是否一个补充水工艺是需要用于上述的第二冷却机构；
确定是否可供给足够的冷凝水以进行上述的补充水工艺，以响应一个确定上述的补充水工艺是需要的；
泵送冷凝水由一个冷凝水源至第二冷却机构，
-提供一个激冷水环路以供给激冷水进入第一冷却机构，用于冷却空气。
-进行在上述的第一或第二冷却机构内水的至少一次浊度分析和一次传导性分析。
-进行一次化学剂供给工艺，用于注射一种化学剂进入上述的第二冷却机构。
-进入一次排污工艺至上述的第一水塔，以响应至少一次上述的浊度分析和上述的传导性分析。
工艺可以包括传送压缩空气由空气压缩机至一个低温冷却空气分离组件或其它类型的空气分离组件和/或至一个燃气涡轮的燃烧室和/或至一个金属生产组件，比如一个鼓风炉。来自具有不同功能的数个空气压缩机的冷却水可以收集和使用作为一个冷却水系统内的一部分水，和/或至一个仪器空气系统，和/或至一个空调系统，和/或至一个压缩空气控制系统。
附图说明
本发明可以参见下列说明理解，并与附图相结合，其中相似的图号表示相似的部件，其中：
图1是按照本发明的一个实施例的一个激冷水系统的一个方框图；
图2示出第一和第二水塔更详细的图，它们与按照本发明的一个实施例在图1中的激冷水系统相关联；
图3示出一个激冷水环路的一个更详细的图，它与按照本发明的一个实施例在图1中的激冷水系统相关联；
图4示出一个水流动控制系统的更详细的图，它与按照本发明的一个实施例在图1中的激冷水系统相关联；
图5示出按照本发明的一个实施例的图1激冷水系统的一个更详细的图；
图6示出按照本发明的一个实施例的一种方法的说明流程图；以及
图7示出按照本发明的一个实施例的进行图6中所示的补充水流动控制工艺的更详细的图。
具体实施方式
以下将说明本发明的说明性实施例。为了清晰起见，并非一个真实进行方案的全部特点都在此说明书内说明。
本发明的实施例提供冷凝水形式的多余的副产物的回收或利用，以改进一个冷却系统，比如一个激冷水系统的效率和工作。本发明提供使用一个压缩机，比如一个激冷水系统内的一个主空气压缩机以捕获由主空气压缩机提供的冷凝水，以及利用这样的水源提供的水作为至激冷水系统的初次补充水源。本发明的实施例提供对于来自冷却塔或其它补充水源依赖的减少。因此，较大水平的纯水提供至激冷水系统的部件，比如各水塔。术语“纯水”意味水基本上不含溶解的固体，比如矿物盐。纯水的程度越大，越少需要排污工艺，它能够减少积垢。
主要的空气压缩机提供基本上纯水，因此，当此水使用作为一个补充水源时，溶解的固体的浓度和最终的积垢问题能够减少。此外，一种腐蚀抑制剂可以用于补充地清洁激冷水系统的部件。使用基本上纯水减少对化学添加剂的需要，以产生可接收的低水平污染和溶解固体的积累浓度。本发明的实施例提供的补充水源可以使用作为一个附加的补充水源，一个初次的补充水源和/或单独的补充水源。
一个激冷水系统通常使用于冷却使用一个激冷环路系统的压缩空气。冷空气随后传送至前端净化以移走水和其它污染物以及最终进入一个处理工艺，比如一个空气分离组件。使用于冷却空气的水可以借助冷废氮激冷，它被传送进入一个分镏塔，在此处水被分配进行冷却。在此工艺中，蒸发可能产生。在传送至一个直接接触冷却级之前，在此处水被分配在进入空气上面，水可通过一个冷冻系统流动，从而冷却空气。冷却的空气随后再循环返回至处理工艺。在一个实施例中，除了一个单通道环路用于冷却来自一个氮激冷水塔的水外，激冷水系统可以实现一个附加的环路。
当水蒸发时，无论它是在一个冷却塔或在一个激冷水塔内，一定数量浓度的溶解的固体可以积累。通常，来自一个水源110的水，它可能是或可能不是一个冷却塔使用于在一个水塔内的补充水，它加重了固体收集的问题甚至更严重，因为来自冷却塔的水已经含有大量的污染。某些排污工艺可以使用于由水塔排污固体；然而，积垢仍产生在水塔内。此外，酸剂和/或其它化学剂可以使用于处理水和降低冷却塔内水的pH水平以减少积垢。然而，此方法可能引起一个激冷水系统的工作附加的低效。由一个空气压缩机提供的冷凝水可以使用于附加地或初次地提供补充水至冷却塔，在其中显著数量的固体积累被减少。
现在转至图1，是按照本发明的一个实施例对一个激冷液体(例如一个激冷水系统)的一个说明方框图。系统100，它可能是一个激冷水系统包括一个水源110，它能够供水至一个设备160如图中所示，或者至处理工艺150(例如在低温冷冻蒸馏之前使用于冷却前端净化的空气上游)或其它。主空气压缩机125可以是或可以不是设备160的组成部分。在一个实施例中的水源110可以是一个冷却塔，它接收水和冷却水，它可以传送至一个设备160或与系统100相关的处理工艺150。代替的和优选的水源是不同于冷却塔的一个水源，比如一个地下水源，一条河流等。此外，来自水源110的水可以传送至一个第一水塔120。第一水塔120可以通过一个水流动控制系统190接收来自水源110的补充水。水控制系统190可以接收来自一个水管线115上的水源110的水。本发明中所述的水管线可以包括管子、泵、活门和其它机构以控制和便于水流动。水流动控制系统190随后传送水流通过水管线195至第一水塔120。
第一水塔120可以通过一个激冷水环路140连接至第二水塔130。激冷水环路140的更详细的说明在下面结合图3提供。继续参见图1，第二水塔130可以提供冷空气至一个处理工艺150，比如一个空气分离组件。提供至处理工艺150的冷空气由冷却的暖空气保证，接收自设备160的第二水塔130，并借助与水热交换。系统100还包括一个冷凝水源170，它与一个冷凝水收集器180工作上连接。冷凝水源170能够捕获冷凝物，比如冷凝水。第一和/或第二水塔120，130可以用一个管子热交换器代替或者热交换器允许在水和另一种流体之间间接的热交换，另一种流体比如是用于第二水塔的空气或用于第一水塔的氮。冷却水源170包括一个空气压缩机125，它压缩含有水分的空气。压气机包括至少一级，通常是几级，彼此被中间冷却器分离，以及机构用于收集冷凝的水分形式的水。压缩机125可以是设备160的组成部分。冷凝水收集器180收集由冷凝水源170提供的冷凝水以及通过一个水管线185传送至少部分冷凝水至水流动控制系统190。图1所述的系统100除了一个初次的水环路之外能够提供一个二次的环路，以及使用冷凝水源170作为一个清洁的补充水源通过水流动控制系统190传送至第一水塔120。借助使用图1所示的系统100，对排污和/或化学处理的需要减少，从而增加一个激冷水系统工作的效率。
现在转至图2，示出图1所示的激冷水系统100的各个部件更详细的图。在一个实施例中的水源110可以是一个冷却塔220。来自冷却塔220的水传送至设备160。一个泵210控制来自冷却塔220的冷却水流动。来自冷却塔220的一部分冷却水可以通过管线117传送至水流动控制系统190。水流动控制系统190可以通过泵240接收来自冷凝水收集器180的一股水。在一个实施例中，冷凝水源170是至少一个主空气压缩机冷却器230。主空气压缩机冷却器230可以当空气被压缩和随后冷却时引起水冷凝。
当空气被压缩和冷却时，产生在空气内天然水分的一个冷凝。当空气冷却时水分在主空气压缩机冷却器230内变为浓缩的。通常，这种冷凝水是基本上纯洁的，仅含有空气中存在的污染，比如固体颗粒、二氧化碳和/或二氧化硫。由第一水塔120蒸发的水通常没有溶解的固体在其内，它留有在第一水塔120内的相当量的污染物。冷凝水收集器180收集来自至少一个主空气压缩机冷却器230的水，以及提供此水至水流动控制系统190。第一水塔120和第二水塔130可以积累一定数量的溶解的固体，它们不蒸发和浓缩接近底部，在此处一定数量的水驻留，如水区域123和124所示。这些固体的积累可能有害于激冷水系统正确的工作。第一水塔120可以具有一个水平探测器145，它可以对水流动控制系统190指示，附加的补充水是需要的，作为第一水塔120或第二水塔130的蒸发和/或排污的一个结果。
在第一水塔120内用图号124指示的区域含有水和一个区域126含有冷废氮和水。在第一水塔120内积累的多余水可以通过水管线115传送返回至冷却塔220，它的流动可以由水流动控制系统190控制。水流动控制系统190可以接收来自水平探测器145的数据和控制第一水塔120的水流入和/或流出。富冷废氮气体，最好是来自一个空气分离组件150，传送进入第一水塔120，以冷却在激冷水环路140内的水。氮和水蒸气可以由第一水塔120释放，以促进在第一水塔120内对补充水的需要。
由激冷水环路140和第一水塔120提供的激冷水被第二水塔130使用于冷却空气。在第二水塔130内，来自激冷水环路140的激冷水被使用于冷却接收自设备160的暖空气。在第二水塔130内的一个区域136内，接收来自设备160的暖空气被冷却，以及最终的冷空气传送至处理工艺150。激冷水环路140和水流动控制系统190的更详细的说明列于图3和4，以及说明见下文。
现在转至图3，给出有关第一和第二水塔120、130的激冷水环路140的更详细的说明。激冷水环路140提供一个水流动由第一水塔120至第二水塔130和返回，以激冷此水。在一个实施例中，激冷水环路140是一个封闭环路系统。一个泵310泵送水由一个水管线315上的第一水塔120通过一个冷冻组件320。冷冻组件320可以使用、例如氨或R22作为冷却剂用于冷却激冷水环路140内的水。技术熟练人员获得本发明的公开的利益将理解，任何一种改变的冷冻技术在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可以使用于冷却在激冷环路140内的水。
激冷水环路140继续传送水由水管线325上的冷冻组件320进入第二水塔130。水管线325可以中断进入一个水分配组件132，它可以分配水越过空气区域136。水分配组件132可以具有一个或多个喷嘴133或孔在一个平板上以分配水进入第二水塔130内的区域136。喷射水随后冷却在区域136内的空气。水沉淀在第二水塔130的区域136内接近底部，激冷水环路140还包括另一个水管线335，它环路进入第一水塔120。
水管线335可以中断进入一个水分配组件122，它分配水越过冷废氮段126，由此处水沉淀进入第一水塔120的区域124。在第二水塔130内，在喷射水和区域136内空气之间的热交换可以引起沉淀在区域123内的水变得更暖。水随后借助一个泵317再循环返回进入激冷水环路140或者借助来自第二水塔130的空气阻力作用在水管线335上，它传送水进入第一水塔120。在第一水塔120内，水喷射组件122，它具有一个或多个喷嘴117，喷射水进入区域126，它含有富冷废氮气体。在区域126内的冷废氮冷却喷射水，它沉淀进入区域124。来自第一水塔120内区域124的水借助泵310传送返回进入激冷水环路140，以及此工艺重复，从而提供一个封闭的激冷水环路140。因此，水在第一冷却塔120和冷冻组件230内冷却和在第二水塔130内热传导引起水变得更暖。来自第二水塔更暖的水再次再循环进入第一水塔120以及进入激冷水环路140的剩余部件，以及再次冷却；工艺随后重复。由此工艺逸散部分热是由于来自第一水塔120的水蒸发(水蒸气)。此蒸发导致溶解的固体浓缩和需要对第一水塔120的补充水来自冷却塔220和/或主空气压缩机冷却器230的水流动进入和输出，第一水塔通常是由水流动控制系统190控制。
图4示出按照本发明的实施例的水流动控制系统190的更详细的方框图。水流动控制系统190包括至少一个第一泵410、一个第二泵420、一个第三泵430和一个泵控制器440。来自冷却塔220的水通过水管线117传送至第一泵410，第一泵410能够泵送来自冷却塔220的水通过水管线117和195进入第一水塔120。
来自冷凝水收集器180的水，它收集来自主空气压缩机冷却器230的冷凝水通过水管线185传送至水流动控制系统190。
第二泵420能够泵送来自水管线185的水进入第一水塔120。在一个实施例中，第二泵420使用作为初次泵用于提供补充水至第一水塔120，其中附加的补充水源是冷却塔220。代替地，第二泵420也可以是一个泵，它设计以提供附加的补充水至第一水塔120，其中补充水的初次供给是冷却塔220。在水流动控制系统190内各泵410、420、430的工作可以借助一个泵控制器440协调，以正确地分配系统100内的水。
泵控制器440可以包括一个计算机系统。在一个代替的实施例中，泵控制器440可以包括一个控制器，它具有软件、硬件和/或固件，以便根据由系统100的不同部件接收的和/或来自一个计算机系统的输入实现一个或多个工作。例如，泵控制器440可以接收来自系统100内各种部件的数据，包括来自水平探测器145，冷凝水收集器180和/或系统100的其它部件的数据。
在水流动控制系统190内的第三泵430能够泵送来自第一水塔120的水至冷却塔220。在确定多余的水存在区域124内，第二和第三泵420、430可以泵送多余的水由第一水塔120至一个贮箱222(见图2)，与冷却塔220相关联。因此，泵控制器440探测在第一水塔120内区域124的水平，以及操作第一、第二和/或第三泵410、420，以便于水流动，它提供一个在第一水塔120内一个希望的水平。如果多余的冷凝水在第一水塔120是不需要的，水流动控制系统可以传送多余的水至冷却塔220。一个类似的水流动控制系统190可以使用于控制水流动进入和输出第二水塔130。通常，来自主空气压缩机冷却器230和冷凝水收集器180的补充水通过第二泵420泵送进入第一水塔120，它提供基本上纯洁的补充水进入第一水塔120，从而减少第一水塔120内的颗粒和其它污染。水流动控制系统190可以包括附加的泵、活门和类似件，以控制在系统100内的水流动。
现在转至图5，示出系统100的一个实施例更详细的说明方框图。由于事实上，激冷水系统100洗涤空气(即插入来自设备160的暖空气进入第二水塔130，冷却此空气和泵送出至一个处理工艺150)，污染和颗粒物质周期地进入激冷水系统100。这些颗粒可以在水中产生一个不希望的浊度水平，它被激冷水环路140循环。水中的浊度可能伴随褪色，以及因此可以探测和与一个可接受的容限范围比较。因此，本发明的实施例提供一个第一浊度分析器510和一个第二浊度分析器520，分别地列入第一和第二水塔120、130。
浊度分析器510、520能够测量一定数量的浊度和产生一个信号指示浊度已超过预定的门坎值。代替地，浊度分析器510、520可以简单地提供一个信号，指示水中的浊度。此信号可以随后被水流动控制系统190或系统100内的其它部件判读以确定水的浊度水平是否超出门坎值。第一浊度分析器510可以提供一个信号至水流动控制系统190，以指示在第一水塔120内已探测过量的浊度。一个排污工艺可以由水流动控制系统190进行，以响应一个过量浊度的探测。此外，或者代替地，一个第二化学剂供给泵550可以提供化学剂，它可以由泵560泵送进入水管线185，以调节冷却塔120内的水。化学剂可以使用于进行系统100内水的调节。水流动控制系统190可以随后泵送含有化学剂的水由第二化学剂供给泵550进入第一水塔120。此外，水流动控制系统190也可以具有一个机构，它可以探测在第一水塔120或在系统100的各个水管线内水的传导性以及进行排污或其它校正工艺来响应。在一个实施例中，第二化学剂供给泵550是连接至水管线185，准备与来自冷凝水收集器180的水混合(即来自主空气压缩机冷却器230的水)。作为其结果，化学剂添加入基本上纯洁的水，从而使系统100内水的pH和/或浊度水平可以更精确地控制。
第二浊度分析器520探测第二水塔130内水的浊度。根据来自第二浊度分析器520的数据，它可以提供一个信号，指示在第二水塔130内水的特定的浊度超出一个预定的门坎值，一个第四泵530可以进行一个排污工艺以减少在第二水塔130内水的浊度。此外，一个传导性分析器540可以连接至水管线335。传导性分析器540探测来自第二水塔130的水的传导性。传导性分析器540可以提供数据，指示传导性水平和/或一个指示，传导性水平可能超过一个预定的门坎值。在响应时，第四泵530泵出第二水塔130的水以进行一个排污工艺。此外，或代替地，一个第一化学剂供给泵570可以提供化学剂，它可以由泵580泵送进入水管线335，以响应特定的浊度水平，它是由第二浊度分析器520提供的，和/或传导性水平指示，它是由传导性分析器540提供的。
来自第一化学剂供给泵570的化学剂可以使用于控制浊度水平，传导性水平和/或其它水特性。因此，使用各种探测器，化学剂供给泵和/或类似件，更稳定特性的水流动可以循环通过系统100。再者，由主空气压缩机冷却器230提供的非常纯洁的水可以在系统100内变成“腐蚀性”的。因此，抑制剂可以供给进入激冷水环路140和/或进入第一和第二水塔120、130，这时借助第一和/或第二化学剂供给泵530、570。这样可以减少由系统100发展的过度的腐蚀。
现在转至图6，示出按照本发明的一个实施例的一个方法的说明流程图。建立一个冷却水系统100以提供一个冷却水环路，比如以上所述的激冷水环路140(方框610)。冷却水环路140和系统100通常包括一个空气压缩组件，包括一个主空气压缩机冷却器230。
在冷却压缩空气时产生冷凝水。系统100收集冷凝水(方框630)。通常，冷凝水由冷凝水收集器180收集，它可以包括一个水箱。冷凝水基本上是纯洁水，即基本上没有污染物和颗粒物的水。泵240可以随后泵送由冷凝水收集器180收集的基本上纯洁的水进入水流动控制系统190，它最终地提供补充水进入第一水塔120。系统100进行一个补充水流动控制工艺，以提供冷凝水，它是基本上纯洁的作为补充水进入系统100(方框640)。进行方框640内补充水流动控制工艺的更详细的图和步骤说明列于图7，以及说明见下文。
在进行补充水流动控制工艺时，系统100进行使用冷凝水的一个补充水代替工艺(方框650)。换句话说，水流动控制系统190探测一个低水平在第一水塔内和/或一个响应，准备进行一个排污工艺和进行一个补充水工艺，这时借助泵送冷凝水收集器180内的补充水至第一水塔120，系统100随后使用冷凝水环路140继续激冷水环路流动，以冷却来自设备160的暖空气以及提供冷空气至处理工艺150(方框660)。
现在转至图7，示出进行图6的方框640内所示补充水流动控制工艺的一个更详细步骤的说明图。系统100确定在第一水塔120内是否需要补充水(方框710)。某些类型的分析，比如水平检查，浊度分析，传导性分析，和/或颗粒的积累或积垢分析可以进行以确定是否一个排污或其它校正行动应该进行。如果这种校正行动进行，在第一水塔120内的水平可能改变，以及系统100将确定是否需要补充水。此外，水蒸气和氮通常是由第一水塔120释放，因此需要调节在第一水塔120内的水平。
系统100确定是否有足够的冷凝水可以用于进行一个水补充工艺(方框720)。如果系统100确定这里没有足够的冷凝水(即冷凝水在冷凝水收集器180是可用的)，系统100控制一个泵(例如，图4所示的第一泵410)泵送来自代替水源110的水，比如一个冷却塔220进入第一水塔120(方框730)。
然而，当系统100确定适当冷凝水用于补充可以来自冷凝水收集器180，冷凝水被泵送进入第一水塔120(方框740)。此外，如果需要，化学剂供给泵550、570可以泵送，从而使化学剂注入水管线，它最终提供水进入第一和/或第二水塔120、130(方框750)，在进行图7内的步骤时，补充水流动控制工艺基本上完成。
使用本发明的实施例以回收副产品(例如，由空气压缩机冷却器230提供的冷凝水)许多与激冷系统相关的问题能够减少。在激冷水系统的各种部件内的积垢可以借助使用激冷水环路140内基本上纯洁的水而减少。本发明的实施例提供基本上纯洁水的获得和使用。
此外，在进行排污工艺和/或其它校正方法以改进水的状况和/或更换水时，跨过与激冷水系统100有关的各个部件压力差可能存在，它现在可以使用由主空气压缩机冷却器230提供的补充水源来减少。因此，使用一个外部水源代替水尝试中水的费用可以借助实现本发明的实施例而减少。再者，本发明的实施例提供进行污染物更有效的减少，改进浊度水平，优化传导性水平和类似性能。这样可以导致在激冷水系统工作中显著的能量节省。此外，实现本发明的实施例，对化学剂供给和其它校正行动频繁的需要可以减少，从而减少化学剂费用和降低与校正行动相关的设备费用。再者，使用在系统100内各种设备和化学剂的减少提供了改进的安全性和减少了与现有技术相关的环境问题。使用一个空气压缩机冷却器的供给返回冷凝水的新型应用提供一个激冷水系统更有效的工作。
按照一个特定的实施例，至少部分来自空气压缩机125的压缩空气是基本上在第二水塔130内借助与来自激冷水环路的水直接地热交换而冷却的，冷却的空气随后传送至一个空气分离组件150，在此处它被净化，继续冷却和随后传送到至少一个在低温工作的蒸馏柱。空气随后分离为至少一个富氧流体和至少一个富氮流体。至少一部分富氮流体被与供给空气热交换而冷却，以及随后传送至第一水塔120，在此处它用于冷却冷却水。
应该理解，一个普通的冷却水环路可以提供用于几个空气分离组件。
在第一冷却机构内使用的水可以使用于冷却空气，它使用于冷却空气压缩机的各级。一个典型的空气冷却环路示于专利US-A-5481880。

Claims (16)

1.一种使用水作为冷却剂的冷却装置，包括：
用于借助与水的热交换冷却一个流体的第一冷却机构(130)；
用于传送一个流体至第一冷却机构的机构；
用于由第一冷却机构移出冷却的流体的机构；
用于传送水至第一冷却机构的机构(310)；
用于由第一冷却机构移出加温水的机构(335)；
空气压缩机(125、230)；
用于传送含水分空气至空气压缩机的机构；
用于由空气压缩机移出压缩空气的机构；其特征在于，所述冷却装置包括：
用于由上述的压缩空气移出冷凝水的机构(180)；以及
水流动控制系统(190)，用于提供至少一部分由压缩空气移出的冷凝水至第一冷却机构，准备在其中加温。
2.按照权利要求1的冷却装置，其特征在于，还包括一个第二冷却机构(120)，用于传送来自第一冷却机构的加温水至第二冷却机构的机构(335)，用于传送一个冷流体至第二冷却机构的机构，用于由第二冷却机构移出加温的冷流体的机构，以及用于由第二冷却机构移出冷却的加温水并将它传送至第一冷却机构的机构(315)。
3.按照权利要求2的冷却装置，其特征在于，用于由第二冷却机构(120)移出冷却的加温水并将它传送至第一冷却机构(130)的所述机构(315)具有一个冷冻组件(320)适合于冷却上述的水。
4.按照权利要求2的冷却装置，其特征在于，上述的第一和/或第二冷却机构(130、120)包括：
一个第一区域，用于接收冷却水；
一个第二区域(136、126)，用于在一个流体和水之间直接的热交换；以及
一个第三区域(123、124)，用于收集水。
5.按照权利要求4的冷却装置，其特征在于，上述的第三区域(123、124)具有至少一个液位指示器，一个浊度分析器(520、510)和一个传导性分析器。
6.按照权利要求2的冷却装置，其特征在于，压缩空气是由空气压缩机传送至第一冷却机构(130)，准备在其中冷却以形成冷却的压缩空气，冷却的压缩空气传送到一个空气分离组件(150)的至少一个分镏塔，准备分离为至少一个富氮流体和至少一个富氧流体，以及最好至少一个富氮流体传送至第二冷却机构(120)。
7.按照前述权利要求中任意一项的冷却装置，其特征在于，还包括一个冷却塔和/或另一个水源(110)，独立于空气压缩机，以提供对于至少上述的第一冷却机构(130)的一个附加的水源。
8.按照权利要求2的冷却装置，其特征在于，来自空气压缩机(125、230)的上述的冷凝水或者直接地或者通过第二冷却机构(120)传送至第一冷却机构(130)。
9.按照权利要求2的冷却装置，其特征在于，在第一冷却机构和/或第二冷却机构(130、120)内的热交换是借助直接或间接地与水接触而进行的。
10.使用水作为冷却剂冷却一个流体用的冷却工艺，包括：
传送一个流体至一个第一冷却机构(130)；
传送水至第一冷却机构；
在第一冷却机构内借助与水的热交换冷却此流体；
由第一冷却机构移出冷却的流体；
由第一冷却机构移出加温的水；
在一个空气压缩机(125、230)内压缩含有水分的空气；
由空气压缩机移出压缩的空气；其特征在于，它包括：
由上述的压缩空气移出冷凝水；以及
提供至少由压缩空气移出的一部分冷凝水至第一冷却机构，准备在其中加温。
11.按照权利要求10的工艺，其特征在于，包括冷却上述的压缩空气，以及传送冷却的压缩空气至一个空气分离组件(150)。
12.按照权利要求10或11的工艺，其特征在于，包括传送来自第一冷却机构(130)的加温水至第二冷却机构(120)，传送一个冷流体至第二冷却机构，由第二冷却机构移出加温的冷流体，由第二冷却机构移出已冷却的加温水以及将它传送至第一冷却机构。
13.按照权利要求12的工艺，其特征在于，冷流体是一个富氮流体，来自一个空气分离组件(150)。
14.按照权利要求12的工艺，其特征在于，包括泵送来自上述的第一水塔的冷却水，以及传送泵送水进入上述的第二冷却机构和/或泵送来自上述的第二冷却机构的水至上述的第一冷却机构。
15.按照权利要求12的工艺，其特征在于，包括使用来自空气压缩机(125、230)的上述的冷凝水提供至少一部分水用于上述的第一冷却机构和/或上述的第二冷却机构(130、120)。
16.按照权利要求10的工艺，其特征在于，包括使用空气冷却剂以冷却空气压缩机(125、230)，以及传送来自空气压缩机的空气冷却剂至第一冷却机构(130)作为准备冷却的流体。
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