水輪機節能技改技術原理

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水輪機節能技改原理和能量核算

文字:[大][中][小] 2015-9-11    浏覽次數:760    

一、節能技改原理


在工業循環水系統中,換熱器往往布置在一定的高度,從換熱器到冷卻塔有一定的落差,或者循環水系統有必需的壓力平衡需求,如此則回水就有偏高的余壓。以及在冷卻塔系統設計中,從換熱設備熱負荷、換熱面積到冷卻水需求量的各個環節,都要放一些設計余量;水泵選型時還要再加余量,而在具體選型時往往很難湊巧選到參數完全一致的水泵,根據就高不就低的原則,一般選擇揚程較大的水泵;另外,在整個系統中,水管、彎頭都有一定的阻力,冷卻塔的位置高低,換熱部件的阻力及壓力要求都會在系統中産生阻力,這些阻力無法精確計算,考慮安全生産的需求,必須在理論值上繼續加余量選型,甚至爲了管道暢通也會增加供水壓力。上述幾種情況的疊加,導致循環水系統存在看大量的富余揚程和流量。但這些富余能量不能直接進塔,否則會沖擊損壞冷卻塔噴頭、填料,冷卻塔的震動、噪音也會加大……

現有的循環水系統采用的傳統方法是關小塔下回水閥門,利用上塔閥門的阻力消耗這部分回水余壓。這部分富余能量在部分系統中超過冷卻塔風機的軸功率值,這就爲將此部分能量轉化成冷卻塔風機動力提供了技術支持,冷卻塔用水輪機就是利用循環水的富裕能量帶動風機轉動,從而取消原來的風機電機系統,實現冷卻塔的無電化運行,達到冷卻塔100%節能、環保、安全、穩定、低維護、低故障率的節能環保效果。


二、能量核算


設原電機軸功率P1風機軸功率P2改造後水輪機的輸出軸功率P3

         P1=U·I· ·COSφ·η電機

         P2=U·I· ·COSφ·η電機·η減速器·η傳動軸

         P39.81QHη

        上式中COSφ爲功率因數, Q—流量(m?/h)   H—可利用水頭(m)。

将電機驱动的机械通风冷却塔改造为水轮机驱动的水能回收冷却塔的关键就在于保证風機軸功率不会下降,则要实现内置式水轮机冷却塔改造必须P3 大于P2,外置式水輪機冷卻塔改造必須P3大于P1。如果富裕能量不能滿足改造要求,則可以用輔助動力增加水輪機的輸出功率P3


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