一、基本簡介

冷卻塔是集空氣動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)、流體學(xué)、化學(xué)、生物化學(xué)、材料學(xué)、靜、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)力學(xué)，加工技術(shù)等多種學(xué)科為一體的綜合產(chǎn)物。水質(zhì)為多變量的函數(shù)，冷卻更是多因素，多變量與多效應(yīng)綜合的過程。隨著冷卻塔行業(yè)不斷發(fā)展，越來越多的行業(yè)和企業(yè)運(yùn)用到了冷卻塔，也有很多企業(yè)進(jìn)入到了冷卻塔行業(yè)并發(fā)展。

二、產(chǎn)品原理

1.冷卻塔循環(huán)水系統(tǒng)中必須存在一定的《富余能量20%-25%》，在運(yùn)行時(shí)就把這些能量聚集在某個(gè)閥門處，久而久之這些能量就白白地流失掉。外置式水輪機(jī)就是利用這些《富余能量》轉(zhuǎn)換為高效機(jī)械能，從而100%取代冷卻塔風(fēng)機(jī)電機(jī)達(dá)到節(jié)電目的。

2.外置式水輪機(jī)如何能達(dá)到電機(jī)驅(qū)動(dòng)效率的關(guān)鍵是：了解冷卻塔循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的富余能量，同時(shí)水輪機(jī)的葉輪設(shè)計(jì)也是關(guān)鍵，富余能量的組成主要由以下6個(gè)部分：

1）循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的余量值；

2）換熱設(shè)備的勢能利用；

3）水輪機(jī)的自身調(diào)節(jié)能力；

4）循環(huán)水系統(tǒng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換效率；

5）閥門沒有開啟到位時(shí)，由閥門所消耗的能量。

6）低流量通過合并再分流方法滿足系統(tǒng)要求。

3.冷卻塔舊塔節(jié)能改造

冷卻塔與換熱設(shè)備之間由水泵來循環(huán)驅(qū)動(dòng)，外置式水輪機(jī)利用回水壓力能來轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)作功帶動(dòng)風(fēng)機(jī)，一般按照三個(gè)冷卻塔做節(jié)能改造，設(shè)計(jì)時(shí)流量偏大實(shí)際用量在60%左右，考慮到生產(chǎn)需求變化，節(jié)能改造方法是：二臺塔為水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，一臺塔為電機(jī)驅(qū)動(dòng)在夏季時(shí)段備用。

4. 冷卻塔新塔設(shè)計(jì)

外置式水輪機(jī)的工作重點(diǎn)在于回水壓力或回水流量來滿足該水輪機(jī)帶動(dòng)風(fēng)機(jī)作功能力，能量守恒定律——多少回水流量或壓力轉(zhuǎn)換=多少風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。外置式水輪機(jī)轉(zhuǎn)速根據(jù)系統(tǒng)流量的增減而增減，該系統(tǒng)三臺外置式水輪機(jī)冷卻塔，水輪機(jī)出水管三臺塔貫通，通過旁通閥調(diào)整流量和便于維護(hù)。

目前，玻璃鋼冷卻塔結(jié)冰是國內(nèi)冷卻塔冬季運(yùn)行中存在的一大難題。地處寒冷地區(qū)，無論是引進(jìn)的國外冷卻塔，還是國內(nèi)自行設(shè)計(jì)施工的冷卻塔，均在冬季運(yùn)行中存在嚴(yán)重結(jié)冰現(xiàn)象，至今還沒有提出一套解決的方法。    

由于冬季冷卻塔風(fēng)機(jī)未反轉(zhuǎn)，減少了反轉(zhuǎn)對風(fēng)機(jī)部件的影響，使風(fēng)機(jī)薄片環(huán)、齒輪等部件的損壞頻率降低，延長了風(fēng)機(jī)部件使用周期，根據(jù)以前風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的故障平均數(shù)統(tǒng)計(jì)，化冰管投用可避免CT-001塔風(fēng)機(jī)薄片環(huán)損壞2起/年，齒輪故障1起/年，與2002年相比，可節(jié)約檢維修費(fèi)用。2x1600 1x4萬=4.32萬元。

冬季風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)，由于蒸汽壓力增大，是濕熱蒸汽夾帶循環(huán)水加速向外漂移，化冰管投用后，減少了漂移量，控制了漂移水量對冷卻塔周圍環(huán)境的影響，減少了塔外結(jié)冰程度和對室外設(shè)備的侵蝕;同時(shí)由于塔結(jié)冰量減少，使冷卻塔整體外貌大為改觀，為今年的現(xiàn)場環(huán)境整治工作奠定了基礎(chǔ)。

安裝化冰管后，循環(huán)水平均溫差增大，今年供水平均溫差為8.35℃，與去年同期相比平均升高4.63℃，這表明空氣流通，冷卻效率顯著提高，增強(qiáng)了對循環(huán)水溫度的宏觀調(diào)控能力。從冷卻塔的外觀看，冬季冷卻塔的結(jié)冰狀況得到了根本改善，百葉窗基本未結(jié)冰，達(dá)到化冰管設(shè)計(jì)要求。

安裝化冰管后，由于百葉窗基本未結(jié)冰，因此東塔風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)冬季未反轉(zhuǎn)，節(jié)約了電能，符合立項(xiàng)要求，與2002年同期相比，可節(jié)約電量為:18OKW*lOh*100天x5臺x85%=76.5萬KW/h?！沧?節(jié)約電量=一臺風(fēng)機(jī)功率*2002年度同期反轉(zhuǎn)天數(shù)x風(fēng)機(jī)總數(shù)x功率因數(shù)=3600KW/h)

化冰管的投用，使冬季玻璃鋼冷卻塔上形成的較大冰塊對人員和生產(chǎn)造成的安全隱患基本消除，提高了冷卻塔運(yùn)行的安全系數(shù)，使冷卻塔運(yùn)行和員工巡檢更加安全可靠，間接效益十分明顯。

（1）國內(nèi)運(yùn)行的小型水電站，多數(shù)老式機(jī)組，效率偏低，汽蝕嚴(yán)重的問題普遍存在，解決問題的有效辦法就是更換選型合適的轉(zhuǎn)輪。新型轉(zhuǎn)輪效率已普遍提高，汽蝕性能也大為好轉(zhuǎn)，加之不銹鋼的使用，水輪機(jī)汽蝕性能非常優(yōu)越。更換一個(gè)新轉(zhuǎn)輪的費(fèi)用并不高，投資少，是老機(jī)組改造的優(yōu)先選擇。

（2）機(jī)組大修周期，規(guī)范規(guī)定，非泥沙水電站水輪機(jī)大修間隔4-6年，但依據(jù)實(shí)踐證明，在機(jī)組存在缺陷，可能威脅設(shè)備安全時(shí)，應(yīng)縮短大修周期，通過大修徹底處理存在的問題，以確保安全運(yùn)行。

（3）維護(hù)良好運(yùn)行生產(chǎn)環(huán)境，在電站生產(chǎn)中非常重要。油垢等的存在，會(huì)對正常的運(yùn)行帶來障礙，甚至造成嚴(yán)重的后果，尤其是自然風(fēng)冷機(jī)組，對定子、轉(zhuǎn)子等影響較大。電站應(yīng)盡量避免各部位潤滑油的外漏，以確保安全高效運(yùn)行。

南京仟億達(dá)新能源科技有限公司，是冷卻塔用水輪機(jī)的生產(chǎn)及研發(fā)基地，總結(jié)國內(nèi)成熟企業(yè)的水輪機(jī)不足，開發(fā)改進(jìn)效率更高、運(yùn)行更穩(wěn)定的新一代冷卻塔用超低比轉(zhuǎn)速冷卻塔用水輪機(jī)。