工艺冷却水温度恒定的解决方案

李响

（大连市第十二中学 高一四班）

摘 要：在实际生产过程中，有许多设备需要冷却。比如高速运转的机器，其润滑油需要冷却，并且精度高的机器对润滑油温度也有一定要求，工作中常常采用水这种介质对润滑油进行冷却，这就需要工人师傅不间断地对冷却水的温度进行监控，由于手动调节比较频繁，而且也不易掌握。那么有没有一个比较好的方法呢？经过不断地探索，实现了比较好的解决方案。

关键词：润滑油；冷却水；温度；控制

一、调节冷却水的目的

下面就以某工厂遇到问题进行具体分析，工厂采用的是

TAE38-600离心式空气压缩机，目的是给车间提供压缩空气。此压缩机冷却原理是：通过循环水泵的运行，将冷却水送到油水热量交换器里，在这里实现冷却水和润滑油的热量交换；升温后的冷却水通过循环水泵送到冷水塔上面，在这里实现了降温；然后自由落体到水箱中，再次通过循环水泵的运行送到油水热交换器里，这样周而复始地循环，实现了润滑油降温，保证压缩机正常运转。

与工人师傅交谈中知晓，压缩机在夏季和冬季运行中，尤其出现了冷却水温度波动很大的现象。夏季运行状况：2台循环水泵运行，2台风机连续运行、1台风机间断运行。冬季运行状况：2台循环水泵运行，1台风机间断运行，有时出现低温报警现象。春季、秋季运行状况：2台循环水泵运行，1台风机连续运行，1台风机间断运行。

综合比较分析得出，水泵不需要进行控制，需要控制的部分是：（1）风机的控制；（2）冬季冷却水水温过低的控制。

二、通过风机的自动启停、变频运行，实现冷却水降温

压缩机冷却系统中有3台风机；采用风机自动启停，同时给予变频运行；这样既减少了风机故障频率，同时也减轻了工人师傅的劳动强度，那风机自动控制用什么方式来实现呢？

从电控系统和暖通空调系统研究中得到启示：通过传感器来反映当前冷却水温度状况，将此温度传导到控制器中，与控制器中设定好的温度程序进行比较；然后控制器计算后发出指令对风机进行启停和变频控制动作，从而实现冷却水自动降温。

三、通过旁通调节冷却水流量，实现冬季冷却水温度恒定

冬季僅需1台风机间断运行，而且有时即使不运行风机，冷却水温度也低于下限，出现低温报警现象，那么如何实现冬季冷却水的工艺要求呢？

从暖通空调系统研究中得到启示：采用分流冷却水的方法，可以实现冷却水温度的恒定。如此就需要解决的是如何实现冷却水自动分流与合并问题。通过传感器来反映当前冷却水温度状况，将此温度传导到控制器中，与控制器中设定好的温度程序进行比较；然后控制器计算后发出指令对所控制的阀门进行旁通控制动作，从而实现冷却水自动分流与合并。

四、控制设备选型及自动控制原理

由于压缩机运转安全相当重要，因此控制设备尽量采用国际上质量稳定产品。本控制系统选用了SIMENS设备：控制器RMS705，两通阀门VVF45.80及执行器SKC62，温度传感器QAE2120，变频器6SE6430。

改造后，压缩机冷却系统自动工作原理为：温度传感器将水管中冷却水的实际温度传导给控制器，在控制器中实际冷却水温度与设定冷却水温度进行比较：

1.如果冷却水T实>T设，那么就是说应该将冷却水的水温进行降温；于是控制器比较计算后发出指令将风机1投入运行，并进行变频；待设定延迟时间后，若T实>T设，将风机2投入运行，并进行变频；待设定延迟时间后，若T实>T设，将风机3投入运行，并进行变频。若T实=T设，保持现状不变。

2.如果冷却水T实

3.如果冷却水T实=T设，那么就是说此时管道里冷却水水温可以满足正常工作需要，控制器比较计算的结果就是：维持现状不变，保持冷却水当前状态。

控制系统中温度传感器不间断地将水管中冷却水温度传导给控制器，在控制器中实际冷却水温度与设定冷却水温度进行比较，控制器周而复始地给风机或阀体执行器发出指令，从而实现了冷却水水温恒定，保证了压缩机润滑油温度恒定。

五、效益预测及展望

压缩机冷却系统改造后，因采用了变频器，将减少风机故障频率发生，节约了维修费用，同时有效减少电能消耗；旁通的设计使冬季压缩机不会出现冷却水温度过低报警现象，保障了压缩机运行稳定性；由于采用了自动控制，减轻了劳动强度，提高了工作效率，间接地降低了人工成本；初期投入几万元，将在2年内就可以收回成本，其经济效益是非常可观的。

通过对压缩机冷却系统的改造，使我们更加明白各学科之间的相互关联性，在实际生产和生活过程中，解决一个问题需要许多知识结合才能完成。随着我国加入WTO深化，摆在我们面前的是如何提高生产效率、生产高附加值产品、增强产品竞争力，就需要我们不断地进行钻研和探索。

参考文献：

[1]李辉南.最新电工实用线路范例[M].2版.华南理工大学出版社，1999.

[2]张金和，田会杰.水暖·空调·制冷设备安装与调试技术问答[M].中国电力出版社，2004.

编辑 薄跃华