李響

（大連市第十二中學(xué) 高一四班）

摘 要：在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，有許多設(shè)備需要冷卻。比如高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器，其潤(rùn)滑油需要冷卻，并且精度高的機(jī)器對(duì)潤(rùn)滑油溫度也有一定要求，工作中常常采用水這種介質(zhì)對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行冷卻，這就需要工人師傅不間斷地對(duì)冷卻水的溫度進(jìn)行監(jiān)控，由于手動(dòng)調(diào)節(jié)比較頻繁，而且也不易掌握。那么有沒(méi)有一個(gè)比較好的方法呢？經(jīng)過(guò)不斷地探索，實(shí)現(xiàn)了比較好的解決方案。

關(guān)鍵詞：潤(rùn)滑油；冷卻水；溫度；控制

一、調(diào)節(jié)冷卻水的目的

下面就以某工廠遇到問(wèn)題進(jìn)行具體分析，工廠采用的是

TAE38-600離心式空氣壓縮機(jī)，目的是給車間提供壓縮空氣。此壓縮機(jī)冷卻原理是：通過(guò)循環(huán)水泵的運(yùn)行，將冷卻水送到油水熱量交換器里，在這里實(shí)現(xiàn)冷卻水和潤(rùn)滑油的熱量交換；升溫后的冷卻水通過(guò)循環(huán)水泵送到冷水塔上面，在這里實(shí)現(xiàn)了降溫；然后自由落體到水箱中，再次通過(guò)循環(huán)水泵的運(yùn)行送到油水熱交換器里，這樣周而復(fù)始地循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了潤(rùn)滑油降溫，保證壓縮機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

與工人師傅交談中知曉，壓縮機(jī)在夏季和冬季運(yùn)行中，尤其出現(xiàn)了冷卻水溫度波動(dòng)很大的現(xiàn)象。夏季運(yùn)行狀況：2臺(tái)循環(huán)水泵運(yùn)行，2臺(tái)風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行、1臺(tái)風(fēng)機(jī)間斷運(yùn)行。冬季運(yùn)行狀況：2臺(tái)循環(huán)水泵運(yùn)行，1臺(tái)風(fēng)機(jī)間斷運(yùn)行，有時(shí)出現(xiàn)低溫報(bào)警現(xiàn)象。春季、秋季運(yùn)行狀況：2臺(tái)循環(huán)水泵運(yùn)行，1臺(tái)風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行，1臺(tái)風(fēng)機(jī)間斷運(yùn)行。

綜合比較分析得出，水泵不需要進(jìn)行控制，需要控制的部分是：（1）風(fēng)機(jī)的控制；（2）冬季冷卻水水溫過(guò)低的控制。

二、通過(guò)風(fēng)機(jī)的自動(dòng)啟停、變頻運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)冷卻水降溫

壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)中有3臺(tái)風(fēng)機(jī)；采用風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟停，同時(shí)給予變頻運(yùn)行；這樣既減少了風(fēng)機(jī)故障頻率，同時(shí)也減輕了工人師傅的勞動(dòng)強(qiáng)度，那風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制用什么方式來(lái)實(shí)現(xiàn)呢？

從電控系統(tǒng)和暖通空調(diào)系統(tǒng)研究中得到啟示：通過(guò)傳感器來(lái)反映當(dāng)前冷卻水溫度狀況，將此溫度傳導(dǎo)到控制器中，與控制器中設(shè)定好的溫度程序進(jìn)行比較；然后控制器計(jì)算后發(fā)出指令對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行啟停和變頻控制動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)冷卻水自動(dòng)降溫。

三、通過(guò)旁通調(diào)節(jié)冷卻水流量，實(shí)現(xiàn)冬季冷卻水溫度恒定

冬季僅需1臺(tái)風(fēng)機(jī)間斷運(yùn)行，而且有時(shí)即使不運(yùn)行風(fēng)機(jī)，冷卻水溫度也低于下限，出現(xiàn)低溫報(bào)警現(xiàn)象，那么如何實(shí)現(xiàn)冬季冷卻水的工藝要求呢？

從暖通空調(diào)系統(tǒng)研究中得到啟示：采用分流冷卻水的方法，可以實(shí)現(xiàn)冷卻水溫度的恒定。如此就需要解決的是如何實(shí)現(xiàn)冷卻水自動(dòng)分流與合并問(wèn)題。通過(guò)傳感器來(lái)反映當(dāng)前冷卻水溫度狀況，將此溫度傳導(dǎo)到控制器中，與控制器中設(shè)定好的溫度程序進(jìn)行比較；然后控制器計(jì)算后發(fā)出指令對(duì)所控制的閥門(mén)進(jìn)行旁通控制動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)冷卻水自動(dòng)分流與合并。

四、控制設(shè)備選型及自動(dòng)控制原理

由于壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)安全相當(dāng)重要，因此控制設(shè)備盡量采用國(guó)際上質(zhì)量穩(wěn)定產(chǎn)品。本控制系統(tǒng)選用了SIMENS設(shè)備：控制器RMS705，兩通閥門(mén)VVF45.80及執(zhí)行器SKC62，溫度傳感器QAE2120，變頻器6SE6430。

改造后，壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)自動(dòng)工作原理為：溫度傳感器將水管中冷卻水的實(shí)際溫度傳導(dǎo)給控制器，在控制器中實(shí)際冷卻水溫度與設(shè)定冷卻水溫度進(jìn)行比較：

1.如果冷卻水T實(shí)>T設(shè)，那么就是說(shuō)應(yīng)該將冷卻水的水溫進(jìn)行降溫；于是控制器比較計(jì)算后發(fā)出指令將風(fēng)機(jī)1投入運(yùn)行，并進(jìn)行變頻；待設(shè)定延遲時(shí)間后，若T實(shí)>T設(shè)，將風(fēng)機(jī)2投入運(yùn)行，并進(jìn)行變頻；待設(shè)定延遲時(shí)間后，若T實(shí)>T設(shè)，將風(fēng)機(jī)3投入運(yùn)行，并進(jìn)行變頻。若T實(shí)=T設(shè)，保持現(xiàn)狀不變。

2.如果冷卻水T實(shí)

3.如果冷卻水T實(shí)=T設(shè)，那么就是說(shuō)此時(shí)管道里冷卻水水溫可以滿足正常工作需要，控制器比較計(jì)算的結(jié)果就是：維持現(xiàn)狀不變，保持冷卻水當(dāng)前狀態(tài)。

控制系統(tǒng)中溫度傳感器不間斷地將水管中冷卻水溫度傳導(dǎo)給控制器，在控制器中實(shí)際冷卻水溫度與設(shè)定冷卻水溫度進(jìn)行比較，控制器周而復(fù)始地給風(fēng)機(jī)或閥體執(zhí)行器發(fā)出指令，從而實(shí)現(xiàn)了冷卻水水溫恒定，保證了壓縮機(jī)潤(rùn)滑油溫度恒定。

五、效益預(yù)測(cè)及展望

壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)改造后，因采用了變頻器，將減少風(fēng)機(jī)故障頻率發(fā)生，節(jié)約了維修費(fèi)用，同時(shí)有效減少電能消耗；旁通的設(shè)計(jì)使冬季壓縮機(jī)不會(huì)出現(xiàn)冷卻水溫度過(guò)低報(bào)警現(xiàn)象，保障了壓縮機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性；由于采用了自動(dòng)控制，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，間接地降低了人工成本；初期投入幾萬(wàn)元，將在2年內(nèi)就可以收回成本，其經(jīng)濟(jì)效益是非常可觀的。

通過(guò)對(duì)壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)的改造，使我們更加明白各學(xué)科之間的相互關(guān)聯(lián)性，在實(shí)際生產(chǎn)和生活過(guò)程中，解決一個(gè)問(wèn)題需要許多知識(shí)結(jié)合才能完成。隨著我國(guó)加入WTO深化，擺在我們面前的是如何提高生產(chǎn)效率、生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品、增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，就需要我們不斷地進(jìn)行鉆研和探索。

參考文獻(xiàn)：

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編輯 薄躍華