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节能改造项目--水动力风机冷却塔
来源:www.ftkjgs.com 发布时间:2019年10月31日

  机力通风冷却塔在一些工厂和自备电厂中的应用非常广泛,其能热交换主要由电机驱动风扇获得一定质量流量的空气与热水进行热交换,即可实现冷却塔的预期温降。

  用电动机带动风扇需要消耗一定的电能, 如果不用电机驱动风扇,改用水轮机来驱动风扇,是否可以完全不用电能呢?风叶的风量是在多少轴功率转速情况下产出,关键是轴功率,只要轴功率达到风叶的额定值,转速自然达到,风量自然也达到。  只要是水轮机的轴功率与风机电机的轴功率相同即可实现,同样达到冷却效果,使塔的比电耗趋零。那么水轮机的动力源利用循环水的压头是否可行?

  1.可行性分析:

  冷却塔的进塔水头一般为 5 -8m,大型塔的进塔水压常超过 10m。我们知道水头 ( H ) 与流量 ( Q ) 的乘积就是功率。由此而可以推算出在冷却塔中的水流能量。如 100t/h 标准型冷却塔的进塔水流具有的能量是 2.2kW 左右,而 100t/h 标准型冷却塔所用的风叶的实际轴功率恰好小于 2.2kW 左右,效率较高的风叶还不到 2.0kW 。 凡是冷却塔一定具有进塔水压,进塔水压即为可转换的能量,可满足风叶的实际轴功率。

  水轮机的输出轴功率公式为
  W=γ×Q×H×η (kw)
  γ—水的容重  1000×9.81N/m3
  Q —水流量  m3 /s
  H — 水头 m
  η— 水轮机的效率
  水轮机水头由伯努利方程计算
  H = Z+P+V 2 / 2g
  Z — 水轮机进出水位之差
  P — 水流内具备的压力
  V — 水流的速度  m/s
  g—  重力加速度  9.81
  由于冷却塔专用水轮机采用立轴形式,水轮机的转轮是立置的,它的进出水位在同一平面上,没有位能,Z=0;水轮机是开放型的P=0。冷却塔的进塔水压就是水头。

 

  冷却塔专用水轮机的出力 W =0.44 *Q* 3/ S *2

  当知道冷却塔的流量以后,就能确切地计算得到水轮机的功率,对照风叶轴功率是否符合 , 即可应用于冷却塔电机塔的改造。
如: 2000t/h 的冷却塔水轮机轴功率为W= 73.1Q=73.1×0.55555=40.6KW
所对应的风叶实际轴功率应该小于 40.6KW ,该塔运转完全正常,完全可取代电动机,节电 100% 。

  改造为水轮机的影响:

  1.水轮机的阻力

  水动风机冷却塔水轮机阻力仅为 0.5m (0.005Mpa), 很小。这相当于在管路中增多一个弯头或阀门的阻力。不会影响其它设备。 0.5m 的阻力,相比于喷雾塔的喷嘴阻力,显然要小得多。水轮机阻力实在小,可以大大放心改造现有冷却塔,无须担心换热设备增加负担。
水轮机用于冷却塔优点在于:

  ⑴节电。该塔利用水轮机取代风叶电机,利用进塔水压完全节省了风叶电机的运行电耗,被多次测试所证实。
  ⑵无噪声。水轮机的能量转换是在水流道内完成的,销除了冷却塔机械动力的噪声源,解决了人们对冷却塔电机噪声的投诉。
  ⑶高效。水轮机轴功率达到风叶轴功率即可,不需要象电机那样多出一些功率来应付起动电流的不足。水轮机的阻力仅 0.5m ,在泵的扬程内不影响泵的流量,确保塔的比电耗趋零。
  ⑷使用寿命长。水轮机结构简单,维护更换方便。长期运转无损坏。
  ⑸安全。可在湿腐高危防爆处使用。
  ⑹适用。水轮机阻力很小,对任何型式的冷却塔都适用。特别是大型塔的改造,进塔水压往往较大,很容易获得成功,越大越可靠。改造大型自然通风塔很适合。

  原来的冷却塔能如何改造成水动力的冷却塔?

  塔的外形、结构、尺寸、冷却原理都不需改变。且水轮机具有重量轻、结构简单、维修方便、噪声低、寿命长、适用所有场合和塔型的许多优点。
  关键的一点,要知道进该塔的水头有没有 8m 的余地。 进塔水压为零的冷却塔也大有塔在。所以用水轮机改造冷却塔并不是所有的冷却塔都适合。一旦可以进行改造,说明该塔有富余扬程存在,节电 100 %。

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