熱的工藝介質在熱交換過程中降低溫度，冷卻水被加熱而溫度升高。工業冷卻水的用量往往很大，在化學工業許多企業中占到工業用水總量的90%~95%以上，因此要進行回收循環使用。

化學工業、石油工業、冶金工業及建筑的空調系統中常需要將熱工藝介質進行冷卻，水的特性很適合用作冷卻介質。工業冷卻水通過換熱器(或稱熱交換器、水冷卻器、水冷器)與工藝介質間接換熱。熱的工藝介質在熱交換過程中降低溫度，冷卻水被加熱而溫度升高。工業冷卻水的用量往往很大，在化學工業許多企業中占到工業用水總量的90%~95%以上，因此要進行回收循環使用。

1、直流水系統

在直流水系統中，冷卻水只經換熱器一次利用后就被排掉了，所以直流水又稱為一次利用水。直流冷卻水系統通常用水量很大，水經換熱器后的升溫較小，而排出水的溫度也較低，水中的含鹽量基本上不濃縮。一般只在具有可供大量使用的低溫水，并且水費便宜的地區采用這種系統。但由于排水對環境的污染問題，所以現在即使在水量豐富的地區也不提倡采用直流水系統。

2、循環水系統

在循環水系統中，冷卻水可以反復使用。水經換熱器后溫度升高，由冷卻塔或其他冷卻設備將水溫度降低下來，再由泵將水送往用戶。水在如此不斷地進行重復使用，所以采用循環水系統可提高水的重復利用率。隨著節約用水的需要，現代工業已基本采用循環水系統。

北方某廠空壓機房，空壓站多臺空壓機設備一直采用自來水直排冷卻方式，并且24h運行，浪費很大。通過對水質、水溫、水壓進行處理可實現循環使用，運行結果表明：該系統運行正常，節能效果顯著。并進行了該工程運行一年后的效益分析。

問題

空壓站多臺空壓機設備一直采用自來水直排冷卻方式，日耗水量2000多噸，月耗水量60000多m3，年耗水量72萬m3，浪費很大。按廠內生產用水價格2.190元/m3計，則每年約流失水費72萬m3×2.9元/m3=208.8萬元。經考查，可以將空壓站設備的直排冷卻方式改為循環冷卻方式，每年可節約費用200多萬元。

設計方案

設計依據及參數要求

1）空壓機冷卻水應采用較清潔的水，不允許用渾濁水或硬水，最好是軟水，以免結垢影響冷卻效果。冷卻水內不應含有腐蝕性介質、泥沙、水草及其它雜物。

2）單臺空壓機冷卻水進水溫度應在30℃以下，冷卻水出水溫度一般在30～40℃，水量為70m3/h，進水工作壓力在0.2～0.3MPa；

3）7～8月份時空壓站運行4臺100m3和1臺40m3空壓機，總水量為3.5m3/h，其他月份運行3臺100m3空壓機，總水量為210m3/h。

4）冷卻水經循環使用后，由于水質變化會對空壓站設備產生不利的影響。

冷卻水影響

結垢

水在冷卻塔中蒸發，使循環水中含鹽量逐漸增加，加上水中二氧化碳在塔中解析逸散，使水中碳酸鈣在冷卻器及管道結垢，使換熱效率降低，嚴重時影響生產，甚至出現嚴重事故。

腐蝕

冷卻水在循環使用過程中，水在冷卻塔內和空氣充分接觸，使水中的溶解氧得到補充，所以循環水中的溶解氧總是飽和的。水中溶解氧是造成金屬電化學腐蝕的主要原因，故會腐蝕冷卻器及管道。

生物生長和玷污腐蝕

冷卻水和空氣接觸，吸收了空氣中大量的灰塵、泥砂、微生物及其孢子，使系統的污泥增加。冷卻塔內的光照、適宜的溫度、充足的氧和養分都有利于細菌和藻類的生長，使系統粘泥增加，在冷卻器內沉積下來，造成危害。

以上問題將使冷卻水循環使用后溫度會很快增加。

直排冷卻方式循環冷卻方式

改造

空壓機冷卻后的水進入排水管網回收到地下熱水池，利用水泵提升進入冷卻塔進行冷卻降溫，降溫后流到地下冷水池，再利用另一組水泵提升進入水處理設備后通過供水管網直接供給空壓機，完成一個循環過程。保留原使用自來水直接供給空壓機的自來水管路及閥門，做備用系統。在地下冷水池處設自來水補水管路，補充冷卻塔的日消耗水量。

水質

采用全程處理器設備(一種水處理設備)解決循環水中含有的小顆粒狀物質及其它雜物，達到超凈過濾和防止冷卻器及管道結垢、腐蝕、殺菌、滅藻、控制水質的作用。

水溫

利用現有集水池(63*53*3=90m3)作為熱水池（收集空壓站設備的冷卻排水） ，新建冷水池（6×5×3=90m3）一座，在冷水池上方或旁邊設冷卻塔，設泵抽熱水池內水經冷卻塔降溫后回到冷水池，將循環水的溫度控制下來，設泵抽冷水池內水供空壓站設備冷卻用水。

水泵設置及運行方式

泵及水處理設備均設在現水泵間（5.5×5 =27.5m3），供冷卻塔水泵運行方式為兩級液位控制自動交替運行，供空壓機水泵運行方式為恒壓控制變頻運行，兩套系統均設置3臺200m3/h水泵，各為2用1備。在供空壓機水泵總出口管道上安裝溫度傳感器，根據傳感器的溫度控制冷卻塔風機的運行方式，傳感器控制溫度在10～40℃之間可調，任意設定數值，初步定為溫度高于25℃時冷卻塔風機運行，低于25℃時冷卻塔風機停運。

投資共計費用：100萬元

水處理及冷卻塔設備購置：45萬元

管路循環系統配套：25萬元

土建配套：15萬元

電氣配套：15萬元

使用情況

空壓站循環水改造項目于5月份施工， 10月份投入運行，采用循環水進行冷卻，系統運行正常，完全滿足了空壓站空壓機設備冷卻用水的要求。

12個月累計已節水536469m3，平均月節水536469÷12=44705m3，按廠內生產用水價格2.90元/m3計，則改造后年可節約費用536469×2.90=156萬元。

改造投資費用為100萬元，節約費用為156萬元，8個月即可收回投資。