水冷卻塔是工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)中常用的設備之一，廣泛應用于石油化工、化纖、化工、冶金、生化、輕工業(yè)、電力、制藥、空調制冷系統(tǒng)等行業(yè)。目前循環(huán)水系統(tǒng)的水冷卻塔通過電機驅動風扇旋轉，從而達到冷卻的目的，但使用電機驅動風扇旋轉需要消耗大量的電能。因此，公司對水冷卻塔風扇進行了電機節(jié)能改造改造后，水冷卻塔風扇不再由電機驅動，而是用冷卻后剩余的水壓驅動水輪機驅動風扇旋轉，達到冷卻和節(jié)能的目的。節(jié)能一直是工程技術人員長期追求的目標。
一，水輪機技術原理。
充分利用循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中剩余的水能推動水輪機旋轉，用水輪機旋轉驅動風扇代替冷卻塔配備風扇的電機，保證水輪機安裝后不增加泵的功耗，不降低冷卻塔的工作效率，從而達到節(jié)能的目的。可以降低冷卻塔的振動、噪音和維護成本。由于水力風扇利用水能驅動水輪機旋轉驅動風扇，因此可以通過調節(jié)水輪機的水流來控制風扇的轉速;可以通過控制水泵的開啟和停止風扇。
二，本次改造前循環(huán)水系統(tǒng)的工藝參數(shù)。
三，技術分析：
依據(jù)風扇額定功率18.5Kw，以及馬達、傳動軸和減速器的效率特性等，再按公式：
P=P電機×q電機×q驅動軸×q減速器。
通過計算得風扇軸功率約為8.3kw。
根據(jù)循環(huán)水系統(tǒng)中熱泵出口壓力和水泵額定揚程，水輪機可利用壓力5m，系統(tǒng)中上塔閥的開度僅為15°，水輪機可利用的壓力為3m，因此該系統(tǒng)水輪機可利用的總壓力為8m
N=9.81×Q×H×水輪機。
式中Q為單塔流量，取水輪機為0.85。
單臺水輪機所需的過流量可計算為450m3/h左右，因此該系統(tǒng)若要改造，單塔水輪機的過流量可達450m3/h左右。也就是說，在設計水輪機時，根據(jù)過流量450m3/h，利用水頭8m進行設計，水輪機安裝在冷卻塔上后，具體的管道布置方式可根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行管道連接布置;水輪機的設計是根據(jù)夏季最惡劣的天氣條件滿足生產溫降的要求，在其它季節(jié)，可通過調整連接式布水器旁通閥來調節(jié)水輪機的輸出功率，以滿足生產對不同溫降的要求。
四，技術改造。
改造前后工藝簡圖如下:
4.1系統(tǒng)停止，停止泵，切斷風扇電源;拆下風扇馬達，傳動軸，風扇，減速器，移動電纜橋架;
4.2測量風扇輪廓內孔尺寸，加工軸套與水輪機軸配合。
4.3切割開立管和布水管，密封布水管兩側的盲板。
4.4預制進水管和出水管。
4.5加固原進水管和進水管。
4.6加固框架，將鋼板焊接到中心管上作為水輪機的基礎，以備z輪機就位。
4.7提升水輪機就位，對中心后固定，安裝水輪機進出水管。
開泵調試水輪機和風扇，檢查設備運行情況，并記錄各工況參數(shù)。
本次改造前后循環(huán)水系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的比較。
通過改造前后循環(huán)水系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的比較，發(fā)現(xiàn)泵負荷不變時，用水輪機代替電機驅動風扇后，風扇轉速加快，進出水溫差大，冷卻效果好，節(jié)約了風扇電費。
六是經(jīng)濟效益。
冷卻塔流量為500n13/h，冷卻塔風扇電機功率為18.5kW，系統(tǒng)運行時間按每天使用24小時、每年使用365天計算，改造后電量為:
18.5千瓦×24小時×365天=162060度/年。
電費按企業(yè)實際電費0.7元/度計算:
0.7元/度×162060度/年=113442元/年。
經(jīng)過電機節(jié)能改造，單個循環(huán)水系統(tǒng)每年可節(jié)電113442元，原電機和減速箱的維護成本相當可觀。
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