冷卻塔水輪機(jī)驅(qū)動風(fēng)機(jī)可行性

1、提升水泵的揚(yáng)程水泵從熱水池取水，提升到冷卻塔配水管出口含噴嘴出口所需要的壓力由以下幾部分組成：1凈揚(yáng)程h凈：水泵在熱水池吸水的最低水位標(biāo)高至冷卻塔內(nèi)配水管中心線的標(biāo)高，稱為水泵需要的凈揚(yáng)程，用H凈或h凈表示。例如，地面標(biāo)高±0、00計(jì)，水泵在熱水池中最低吸水水位標(biāo)高為-2、2m，冷卻塔內(nèi)配水管中心的標(biāo)高為12、8m槽式、池式配水標(biāo)高以水面計(jì)，則水泵的凈揚(yáng)程h凈=12、8--2、2=15、0m。2管路中的沿程水頭損失hλ：從水泵吸水管至冷卻塔內(nèi)的配水管，水流在管道內(nèi)流動過程中因摩擦產(chǎn)生的能量損失，稱為沿程水頭損失hλ。在相同管徑、相同流量情況下，管道內(nèi)壁光潔度越好，水頭損失越小，故塑料管、玻璃鋼管、復(fù)合管的水頭損失小于鋼管、鑄鐵管含球墨鑄鐵管。管內(nèi)的流速與管道直徑成反比，沿程水頭損失與流速平方成正比，故流量不變的情況下，管徑越小，流速越大，水頭損失就增大。若在較長的輸水系統(tǒng)中，沿程各段的管道直徑可能是變化的，則應(yīng)按管徑的不同分別計(jì)算沿程水頭損失hλ，最后相加得Σhλ。對于冷卻塔來說，沿程的流量是不變化的，因此管徑也是相同的，故不存在分段計(jì)算。沿程水頭損失可根據(jù)管徑、流速、管道長度、管道材料查水力計(jì)算表而得。3局部水頭損失hf從水泵吸水管頭部起，管道系統(tǒng)中設(shè)有喇叭口、各種彎頭管、異徑管、閥門、止回閥、三通管等，水流流經(jīng)這些部門均會造成能量損失，稱為局部損失，計(jì)算式為hf=ξV22g。因阻力系數(shù)ξ和流速V不同，故各局部阻力hfi是不相同的，把計(jì)算所得的各局部阻力損失相加，得系統(tǒng)中的總局部水頭損失Σhf。綜上所述，水泵所需要的理論揚(yáng)程為：2、選用水泵的揚(yáng)程式8-1是設(shè)計(jì)計(jì)算所得水泵需要的理論揚(yáng)程，但考慮到各種原因，其中包括可能產(chǎn)生的計(jì)算誤差，運(yùn)行過程中管內(nèi)壁粗糙度的增加、管道過水?dāng)嗝娴目s小等，均會增加能量的消耗而增加水頭損失，故設(shè)計(jì)單位在確定水泵揚(yáng)程時(shí)，在理論揚(yáng)程的基礎(chǔ)上再增加≥4m，則設(shè)計(jì)單位確定的水泵揚(yáng)程為：而實(shí)際選用的水泵揚(yáng)程比式8-2的要大，原因主要為以下兩方面：一是按式8-2的揚(yáng)程要求不容易選到水泵，如選小一些揚(yáng)程的水泵，則不安全，故選用的水泵揚(yáng)程比式8-2的大；二是用戶單位在選用水泵時(shí)并不知道設(shè)計(jì)單位在理論揚(yáng)程基礎(chǔ)上已加上≥4m，因此在式8-2的基礎(chǔ)上又增加了約5m左右的揚(yáng)程。所以實(shí)際選用的水泵揚(yáng)程比理論揚(yáng)程一般都大于5m以上，稱為水泵的富余水頭，或稱為富余壓力。例如某400th冷卻水的冷卻塔，計(jì)算結(jié)果的h凈=13、5m，Σhλ=2、8m，Σhf=1、7m，故水泵的理論揚(yáng)程為H=13、5+2、8+1、7=18m；現(xiàn)若考慮確保安全，在理論揚(yáng)程基礎(chǔ)上再增加5m水頭，則水泵揚(yáng)程為H=18m+5m=23m。按原H=18m、Q=400th，可選用10sh-13A水泵，主要參數(shù)為：Q=342～482m3h；H=22、2～17、4m水泵軸功率N=25、8～28kW；電動機(jī)軸功率N=40kW；效率η=80%，83%?，F(xiàn)要求水泵揚(yáng)程H=23m，則選用10sh-13水泵，主要參數(shù)為：Q=360～576m3h；H=27、0～19、0m水泵軸功率N=33、1～36、4kW；電動機(jī)軸功率N=55kW；效率η=80、0%～86、0%。查10sh-13水泵特性曲線，當(dāng)流量Q=400m3h時(shí)，水泵的揚(yáng)程壓力為26m，因此水泵的實(shí)際富余水頭為8m。電動機(jī)功率增加了15kW。按標(biāo)準(zhǔn)型Δt=5℃400m3h低噪聲冷卻塔，配用的風(fēng)機(jī)直徑為3800mm，轉(zhuǎn)速為n=165rmin，風(fēng)量G=185000m3h，配用的電動機(jī)功率為N=715kW?，F(xiàn)按Q=400m3h，水泵富余水頭8m為例，能產(chǎn)生715kW的軸功率使水輪機(jī)驅(qū)動風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動，達(dá)到設(shè)計(jì)的風(fēng)量，則就可省去715kW的電動機(jī)，達(dá)到節(jié)約能量的目的。利用水泵富余水頭H產(chǎn)生推動水輪機(jī)轉(zhuǎn)動的有效軸功率計(jì)算式為：式中γ——水的密度kgL或kgm3，1m3·H2O=1000kg；Q——水泵的流量m3s；H——水泵的富余揚(yáng)程m；η——水輪機(jī)的效率，越高越好，現(xiàn)研制的推動冷卻塔風(fēng)機(jī)的最高效率可到88%，一般為70%～80%左右。如果式8-3中不除以102，則單位為kg·ms，故1kW=1、36馬力，所以除以102得功率的單位為kW。因水的密度γ=1000kgm3，則1000102=9、804，代入式823得：現(xiàn)按上述：Q=400m3h≈0、1111m3s；H=8m；水輪機(jī)效率η=85%～88%。代入式8-4中，得N效=7、41～7、67kW，而原配的驅(qū)動冷卻塔風(fēng)機(jī)的電動機(jī)功率N=7、5kW，這說明利用水泵的富余水頭來推動水輪機(jī)驅(qū)動風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的風(fēng)量和冷卻效果，是可能的和可行的，關(guān)鍵是要研制高效的、符合冷卻塔中推動風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動達(dá)到設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速的水輪機(jī)。

水動風(fēng)機(jī)冷卻塔節(jié)能與設(shè)計(jì)要求

用水輪機(jī)取代電動機(jī)驅(qū)動風(fēng)機(jī)，具有明顯的優(yōu)特點(diǎn)，但不同規(guī)格的冷卻塔究竟具有多少富余水頭可以進(jìn)行改造，如何理解水動風(fēng)機(jī)冷卻塔的節(jié)能等，本節(jié)進(jìn)行一些分析研究和討論，共同進(jìn)行必要的商榷。