水轮机替代冷却塔风机电机的节能方法和比较.doc

水轮机替代冷却塔风机电机的节能方法和比较钢铁企业炼铁、炼钢、连铸、冷轧、热轧、制氧、自备电厂等各单元均有大量的工业循环冷却水被使用，工业循环冷却水系统如同主工艺生产的生命线，对于正常的生产和保障设备的安全运行起着至关重要的作用。工业循环冷却水系统具有系统复杂、冷凝器种类各不相同，用户多、水量大、循环水介质种类多等特点。今天我要向各位介绍的是深圳沃德爱特节能科技有限公司自主研发，生产的节能环保型冷却塔，这种节能环保型冷却塔分为两大系列几十个型号，一个系列是混合动力冷却塔，另一个系列是单动力冷却塔，单动力冷却塔又分为太阳能动力，水动力和风动力，无论是混合动力还是单动力冷却塔，都实现了不再使用电网电力的节能环保目的，且都属于机械通风冷却塔。以下着重介绍水动力冷却塔，由于水动力是靠水轮机完成做功的，所以又叫做水轮机冷却塔，其结构如下图：从这张图上我们可以看出，这种水轮机冷却塔是由外壳、风叶、水轮机、布水器、填料五大部分组成。它是利用循环水的动能，推动水轮机叶轮带动风叶旋转，不需安装电机作为风机的动力。这种利用循环水的动能作为风机的动力不会改变系统任何参数，对循环泵不产生任何影响，这一点是水轮机冷却塔的突出优点。为什么呢？请看下图：左图是传统冷却塔，包括外壳、电机、风机、布水器和填料，六大部分组成。右图是水轮机冷却塔。对传统冷却塔来说，循环水是进布水器的，所有循环水的动能在布水器中释放掉了。也就是说这里存在能量的浪费。众所周知节能不可能自己产生能量，一定是利用了被浪费的能量。冷却循环系统在设计部门设计时，根据国家给排水设计规范要求，管道内的液体流速最小一般不低与每秒2米，安全系数是1.11.3倍，因此每个冷却水循环系统都存在合理的也是必要的能量富裕，这部分就是在布水器中浪费的能量。再看右图，循环水先进水轮机再进布水器，当循环水通过水轮机后，其动能被水轮机吸收了85-90%后，再进入布水器进行布水。这样就实现了节能且不会对系统产生任何影响。水轮机冷却塔与喷雾塔、变频节能的比较。1，喷雾塔的优点是结构简单，无电机，无风机，无填料，造价低。缺点是：表面上看不消耗电力，但实际并不节能，因为要让喷雾装置将水雾化，必须提供0.2MPa以上的压力，有些甚至要0.4MPa的压力，显然不节能；由于没有风机和填料，冷却效果不如机械通风冷却塔冷效好，对水质要求较高，系统必须安装过滤装置，否则喷雾装置会堵塞，过滤器的存在就意味着增加了系统阻力，耗能也随之增加。所以喷雾塔很少被客户选用.2，变频器节能这里讲的是循环水泵的变频节能。对循环水泵进行变频节能实际就是通过降低频率，使得循环水泵的电机功率下降，达到节能的目的。这种节能存在隐蔽的风险，对系统的安全有危害。由于冷却水循环泵是由电机和泵头组成，电机的输出功率直接决定水泵的流量和杨程，当电机功率减小时，水泵的流量和杨程都会同时下降，使得系统内的流体流速下降。由于流量和流速的下降，使得原设计的系统各个参数均发生改变，比如，因流速下降到每秒2米以下（低于国家给排水规范要求的最低值）时，污染物和杂质等就会慢慢沉积在设备的拐角处，增加结垢几率的发生，长此以往，系统阻力增加，换热效果下降等故障就会不断出现，虽然短期内不会有问题，但随着使用年数的增加，系统问题不可避免地出现各种各样的毛病。这种节能方式用在循环冷却水系统中的循环水泵上是不太合适的，虽然把原来用于系统安全系数的那部分能耗给节省了，但牺牲的是系统的安全和健康（包括切割水泵叶轮节能、更换比原来小的水泵，都存在同样的问题）。用水轮机替代冷却塔电机，同样是利用原系统安全系数多出的那部分能量。但这种利用循环水泵富裕杨程推动水轮机叶轮，带动风机旋转达到取代电机的节能方式，对系统参数不产生任何影响。因为水轮机是将原来进入布水器浪费的液体动能吸收利用，是流体从有压场转变为无压场的瞬间，即压力能转变为动能被水轮机吸收后再转变为机械能，这一吸收动能的过程是在无压场中完成的，因此对系统不产生一点影响。这是水轮机用于冷却塔节能最突出的优点。水轮机冷却塔推向市场已经有几年的时间了，产品也进行过几次重大技术改进，具有完全自主知识产权的分流调节水轮机彻底克服了单边进口水轮机效率低，振动大，关键部件易损坏等缺点。其核心技术处于国际国内领先地位。该项技术可以对正在使用的冷却塔进行节能改造。以一个大型钢厂为例，冷却循环水量大约有每小时100万吨，按每年使用330天，每吨水耗电按国家规定0.06千瓦计算，如果将冷却塔进行节能改造后每年可节约4.752亿度电。投资回收期在一年半到二年之间。取决于工况条件和企业电费单价。以合同能源管理方式进行节能改造的话，企业需要支付30个月到36个月的电费。这里我想再次强调,这种水轮机冷却塔不是所有的冷却塔都能改造成单动力水能机冷却塔,只有满足水轮机输出功率大于风机输入功率时才能进行节能改造,否则就要使用本公司的混合动力技术对其进行节能改造。建议同时选用低阻无堵塞填料冷却塔填料是影响冷却塔换热效果的重要部件，大约有70%的换热是在填料中完成的，同时填料的阻力也占冷却塔总阻力的70%。目前国内外普遍使用的是薄膜填料，这种填料虽然有换热效率高，成本低等优点，但有一个非常让人头疼的缺点，就是容易堵塞，随着使用年限的增加，堵塞会越来越严重，使冷却塔的换热能力大大