北斗智库环保管家网讯：水冷却塔是工业循环水系统的常用设备之一，其广泛应用于石化、化纤、化工、冶金、生化、轻工、电力、制药和空调制冷系统等工业领域。现在循环水系统的水冷却塔是通过电机带动风机转动，抽去水中的热量，从而达到降温目的，但是使用电机带动风机转动需要消耗大量电能。为此，公司对水冷却塔风机进行去电机的节能改造，改造后水冷却塔风机不再使用电机带动，而是用冷却后富余的水压推动水轮机带动风机转动，达到降温目的及节能目的。节电节能一直是工程技术人员长期追求的目标。

 

　　1 水轮机技术原理

 

　　充分利用循环冷却水系统富余的水能推动水轮机转动，由水轮机转动带动风机取代了冷却塔配备风机用的电机，并且确保水轮机安装后不增加水泵电耗，不减小冷却塔工作效率，从而达到节能目的。并可实现减小冷却塔震动、噪声和维修费用。由于水动力风机是利用水能推动水轮机转动带动风机，因此，可以通过调节水轮机的水流量来控制风机转速；可以直接通过控制水泵开停来开停风机。

 

　　2 本次改造前循环水系统工艺参数

 

　　根据风机的额定功率18.5Kw，以及电机、传动轴和减速器的效率特性等，再根据公式：

 

　　P=P电机×q电机×q传动轴×q减速机

 

　　计算得到一台风机轴功率约为8.3kw。

 

　　根据循环水系统中热水泵出口压力和水泵的额定扬程，可以得出水轮机可利用压力5m，又因系统中上塔阀门开度仅为15°，可以得出水轮机能够利用的压力为3m，所以该系统水轮机能够利用的总压力为8m，根据公式：

 

　　N=9.81×Q×H×η水轮机

 

　　式中Q为单塔流量，η水轮机取0.85

 

　　可以计算出单台水轮机所需要的过流量约为450m3/h，所以该系统若要进行改造，单塔水轮机的过流量需达到450m3/h。即设计水轮机时按照过流量450m3/h，利用水头8m设计，水轮机安装在冷却塔上后，具体的布管方式可以根据现场实际情况进行管道连通布置；水轮机的设计是按照夏天最恶劣天气情况下满足生产温降要求，在其他季节可以通过调节联通布水器的旁通阀门来调节水轮机的输出功率，以满足生产对不同温降的需求。

 

　　4技术改造

 

　　改造前后工艺简图对比如下：

 

　　4.1系统停车，停水泵，切断风机电源；拆除风机电动机、传动轴、风机、减速机，移电缆桥架；4.2量好风机轮廓内孔尺寸，加工轴套与水轮机轴配合。

 

　　4.3切割开立管与布水分管，封好布水管道两边盲板。

 

　　4.4预制好进水管道、出水管道。

 

　　4.5加固原进水立管与进塔布水分管

 

　　4.6加固框架，在中心管上加焊钢板作为水轮机基础，以备z轮机就位。

 

　　4.7吊装水轮机就位、对中心后固定好，安装水轮机进出水管。

 

　　开泵调试水轮机及风机，检测设备运行情况，并测量各工况参数记录在案。

 

　　5 本次改造前后循环水系统运行数据对比

 

　　通过改造前后循环水系统运行数据的对比发现，在水泵负荷不变的情况下，用水轮机代替电机带动风机后，风机转速加快了，进出水温差℃大了，冷却效果好了，节约了风机的电费。

 

　　6 经济效益

 

　　冷却塔流量为500 n13/h，冷却塔风机电机的功率为18.5kW，系统运行时间按每天使用24小时、每年使用365天计算，则改造后单台年节电为：

 

　　18.5kW×24小时×365天=162060度/年

 

　　电价按企业实际电费0.7元/度计算：

 

　　0.7元/度×162060度/年=113442元/年

 

　　经过去电机节能改造后，单台循环水系统一年可节电113442元，加上原电机及减速箱的维护费用，每年的综合综合回报则相当可观。

 

　　7 结束语

 

　　2011年我公司对空分500m3/h、合成氨500m3/h、氯氢处理1500m3/h、PVCl500m3/h冷却系统的四台水冷却塔水风机进行去电机的节能改造，取得了良好的节电效果，满足生产要求。由水轮机转动带动风机取代了冷却塔配备风机用的电机后节电明显，运行费用低，运行稳定可靠、维修少，使用寿命长，已被我公司工程技术人员认可，现我公司正在对别的水冷却塔风机进行去电机的节能改造。

 

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