冷卻塔風(fēng)機(jī)的節(jié)能改造注意事項(xiàng)

　　冷卻塔風(fēng)機(jī)的節(jié)能改造注意事項(xiàng)

　　1.液壓風(fēng)機(jī)原理

　　冷卻塔的高效率和低能耗是冷卻塔技術(shù)發(fā)展的永恒目標(biāo)。水力風(fēng)機(jī)冷卻塔是一種新型節(jié)能環(huán)保的改進(jìn)型冷卻塔，近年來(lái)逐漸應(yīng)用于國(guó)內(nèi)企業(yè)的工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，得到了大力推廣和市場(chǎng)認(rèn)可。

　　在為典型的冷卻塔設(shè)計(jì)和選擇泵時(shí)，為了確保流速，必須考慮水泵的效率以及電機(jī)的啟動(dòng)扭矩。因此，頭部不宜過(guò)大，選擇電機(jī)往往就像“大馬拉小車(chē)”，造成相當(dāng)大的能量浪費(fèi)。根據(jù)行業(yè)調(diào)查，冷卻塔的循環(huán)水壓頭一般為5-8m，而配水所需的壓頭通常不超過(guò)3m，多余的壓頭尚未得到充分利用。

　　針對(duì)這種情況，液壓風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生。所謂的水驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇是一種由水輪機(jī)而不是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇，用于熱交換，前提是冷卻塔本身有足夠的剩余水頭。水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要工作部件是葉輪。葉輪從流體中接收能量，使其旋轉(zhuǎn)，并將進(jìn)水的多余壓頭轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，作為電機(jī)的替代品。通過(guò)使用水輪機(jī)而不是電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，只要水輪機(jī)的軸功率與電機(jī)的軸功率相同，就可以實(shí)現(xiàn)相同的冷卻效果，降低塔的功耗。塔架的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸和冷卻原理不需要改變，水輪機(jī)具有重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于維護(hù)、噪音低、使用壽命長(zhǎng)、安全高效等優(yōu)點(diǎn)。

　　然而，并非所有機(jī)械通風(fēng)冷卻塔都可以加裝水力風(fēng)扇，也并非所有項(xiàng)目或操作條件都適合使用水力風(fēng)扇冷卻塔。水力風(fēng)機(jī)冷卻塔在工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的應(yīng)用需要一定的客觀(guān)條件。只有滿(mǎn)足應(yīng)用條件，才能達(dá)到節(jié)能、環(huán)保的效果和預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　　2個(gè)水力風(fēng)機(jī)冷卻塔的系統(tǒng)條件

　　由于水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)力來(lái)自循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的剩余壓力，即水泵的剩余水頭，為了分析水輪機(jī)在循環(huán)冷卻水體系中的應(yīng)用條件，有必要對(duì)循環(huán)冷卻水的能耗進(jìn)行具體分析。

　　用水輪機(jī)代替冷卻塔電機(jī)的必要條件是冷卻塔的進(jìn)水有足夠的能量。一般來(lái)說(shuō)，進(jìn)水功率的計(jì)算公式為：

　　P(kW)=9.81 x入口流量Q(m3/s)x入口壓頭H(m)

　　冷卻塔的入口壓頭H由水壓、塔高和噴水力的總能耗決定。其中，水壓能耗與水力風(fēng)機(jī)冷卻塔的應(yīng)用密切相關(guān)。水壓能耗是指整個(gè)循環(huán)水管網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的水頭損失。水頭損失包括設(shè)備、管道、閥門(mén)和開(kāi)式水箱泄壓。此外，水壓能耗還包括設(shè)計(jì)時(shí)保留的整個(gè)循環(huán)水管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)剩余容量，這是水力風(fēng)機(jī)冷卻塔應(yīng)用的動(dòng)力源。

　　通常，循環(huán)冷卻水的設(shè)計(jì)必須保持一定的適當(dāng)余量，通常在5%左右，以應(yīng)對(duì)設(shè)備老化、管道結(jié)垢等因素對(duì)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)供水能力(包括水量和壓力)的負(fù)面影響。使用水力風(fēng)機(jī)冷卻塔不應(yīng)占用這部分剩余，而應(yīng)使用額外的剩余，否則會(huì)影響系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，并對(duì)傳熱設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞。

　　由于冷卻塔的入口壓頭來(lái)自循環(huán)水泵，如果入口壓頭不足，在水泵過(guò)程中增加一臺(tái)水輪機(jī)不僅會(huì)增加循環(huán)水泵的能耗，還會(huì)增加系統(tǒng)阻力，降低換熱效率，嚴(yán)重影響換熱設(shè)備的正常運(yùn)行。因此，要求進(jìn)口壓頭在通過(guò)水輪機(jī)后，有足夠的余壓來(lái)完成配水和其他管道損失，即水泵的剩余壓頭必須滿(mǎn)足水輪機(jī)的能量要求，才能進(jìn)行液壓風(fēng)機(jī)的改造，真正達(dá)到節(jié)能效果。

　　3臺(tái)水力風(fēng)機(jī)冷卻塔的優(yōu)缺點(diǎn)

　　作為一種新型節(jié)能環(huán)保的改進(jìn)型冷卻塔，水驅(qū)風(fēng)機(jī)冷卻塔的優(yōu)點(diǎn)是：

　　節(jié)能。該塔架用水輪機(jī)代替了風(fēng)力渦輪機(jī)電機(jī)，通過(guò)利用進(jìn)入塔架的水壓節(jié)省了風(fēng)力渦輪機(jī)的運(yùn)行功耗。

　　沒(méi)有噪音。水輪機(jī)的能量轉(zhuǎn)換在水流通道內(nèi)完成，消除了冷卻塔機(jī)械動(dòng)力的噪聲源，降低了冷卻塔的噪聲。

　　高效。渦輪軸的功率可以達(dá)到葉片軸的功率，而不需要像電動(dòng)機(jī)那樣的額外功率來(lái)應(yīng)對(duì)不足的啟動(dòng)電流。

　　使用壽命長(zhǎng)。該水輪機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)和更換，長(zhǎng)期運(yùn)行無(wú)損壞。

　　安全。它不僅可以用于濕腐蝕和防爆風(fēng)險(xiǎn)高的地區(qū)，而且對(duì)管道系統(tǒng)也有一定的調(diào)壓作用。

　　安裝液壓風(fēng)扇并非易事。它不僅要求水輪機(jī)的高效率，還要求能夠直接驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，以具有良好的可靠性和使用壽命。驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)的能量來(lái)自水泵的剩余水頭。如果剩余水頭不足，安裝了水輪機(jī)，將增加額外的阻力，從動(dòng)風(fēng)扇可能無(wú)法達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致冷卻效果不足。水輪機(jī)本身不會(huì)從稀薄的空氣中產(chǎn)生能量，但對(duì)于一些設(shè)計(jì)裕度過(guò)大的冷卻塔來(lái)說(shuō)，它確實(shí)可以在回收一些能量方面發(fā)揮作用。

　　此外，系統(tǒng)中的循環(huán)水量會(huì)根據(jù)生產(chǎn)需要隨時(shí)變化。因此，為了避免水泵揚(yáng)程過(guò)大，可能導(dǎo)致進(jìn)水壓力過(guò)高和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)快，特別是在氣象條件有利于冷卻塔時(shí)，導(dǎo)致冷卻水溫度過(guò)低，影響系統(tǒng)安全，需要在冷卻塔的進(jìn)水管和補(bǔ)水管之間安裝旁通閥。

　　水驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇冷卻塔完全依靠液壓動(dòng)力來(lái)控制冷卻塔的進(jìn)水口，其自動(dòng)控制能力和可調(diào)性相對(duì)較差。建議在進(jìn)氣歧管上安裝可遠(yuǎn)程控制的電動(dòng)流量控制閥、壓力表、流量計(jì)等，必要時(shí)可根據(jù)生產(chǎn)需要直接控制和管理。

　　對(duì)于大型循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，當(dāng)使用多套冷卻塔時(shí)，建議在多套冷卻塔內(nèi)只安裝一個(gè)或兩個(gè)水驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇冷卻塔，其余仍使用傳統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)冷卻塔，因?yàn)殡姍C(jī)驅(qū)動(dòng)冷卻塔比水驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇冷卻塔的可靠性和穩(wěn)定性更高。