一,、技改方案技術(shù)簡介
1.1、技術(shù)原理
工業(yè)冷卻水在熱交換設(shè)備和冷卻塔之間的循環(huán)是通過水泵來驅(qū)動的。
水動風(fēng)機顧名思義就是以水力驅(qū)動風(fēng)機,,而不是傳統(tǒng)的電力。在水動風(fēng)機冷卻塔中,,是以水輪機取代電機作為風(fēng)機動力源。水輪機的工作動力來自系統(tǒng)的富余流量和富余揚程,。改造后,水泵提供的循環(huán)水經(jīng)過水輪機并帶動其旋轉(zhuǎn),。水輪機的輸出軸直接與風(fēng)機相連,,進(jìn)而帶動風(fēng)機旋轉(zhuǎn)。
在冷卻塔的循環(huán)水泵系統(tǒng)設(shè)計的熱力學(xué),、傳熱學(xué)計算中,,從換熱設(shè)備熱負(fù)荷、換熱面積到冷卻水需求量的各個環(huán)節(jié),,由于考慮到設(shè)備和系統(tǒng)管道的阻損,,一般都要放一些設(shè)計余量,在水泵選型時還要在此基礎(chǔ)上再乘1.1至1.3倍作為水泵選型的依據(jù),,而在具體選型時往往很難湊巧選到參數(shù)完全一致的水泵,,根據(jù)就高不就低的原則,一般選擇揚程較大的水泵,,由于上述幾種情況的疊加,,因此在水泵循環(huán)系統(tǒng)中都存在著大量的富余揚程和流量。
由于配用的拖動電動機一般定位于工作能力情況下,,而大量的生產(chǎn)場合由于功率需求始終處于變動狀態(tài),,普遍采用的是低效的進(jìn)、出口閥門調(diào)節(jié)方式與負(fù)荷的變化相適應(yīng),。即采用閥門調(diào)節(jié)的方式,,也就是在輸送流體的管道上利用改變閥門的開度,來調(diào)節(jié)泵的流量,。這種調(diào)節(jié)方法通常也稱為節(jié)-節(jié),,它是利用改變管道系統(tǒng)阻力的辦法,變更管道阻力特性曲線,,以便獲得適合用戶需要的工作點,。但是關(guān)小閥門可以減少流量,而系統(tǒng)從電網(wǎng)吸收的能量并沒有減少,,拖動電動機的軸輸出動力基本沒有改變,,有相當(dāng)一部分能量消耗在閥門上,雖然閥門的輸出達(dá)到了工況要求,,但是能量的有效比例減少了,,而損耗增加了。
在整個循環(huán)水系統(tǒng)中,,每段水管,、彎頭都有一定的阻力,冷卻塔的位置高低,、換熱部件的阻力及壓力要求都會在系統(tǒng)中產(chǎn)生阻力,,這些阻力也不能很的計算出來,,所以工藝-計算的阻力值只是一個大概的數(shù)據(jù),根據(jù)這個數(shù)值在選型水泵的揚程時,,考慮更安全的滿足生產(chǎn)需求,,就在克服所計算出的阻力數(shù)值的基礎(chǔ)上至少加10%-20%的余量來選型。
在水輪機冷卻塔中,,水輪機用于取代電機作為風(fēng)機動力源,,使風(fēng)機由原來的電力驅(qū)動改為水力驅(qū)動。水輪機的工作動力來自水泵的富余揚程,,并在-水輪機技術(shù)參數(shù)時水泵電耗不變,。達(dá)到節(jié)能目的。合理的利用該項技術(shù)可對任何帶有風(fēng)機電機的冷卻塔進(jìn)行節(jié)能改造,。水輪機冷卻塔節(jié)電改造的成功估算用水輪機取代冷卻塔電機的-條件,,首先是進(jìn)冷卻塔水流所具備的能量——功率。其水能的計算公式為:p(kw)=9.81×進(jìn)塔水流量q(立方米/秒)×進(jìn)塔水壓即水頭h(米)q——流量,,循環(huán)冷卻水流量,,多少噸位的循環(huán)冷卻水即有多少立方米/秒的水量。大于90%的額定流量,,水輪機即可發(fā)揮正常工作,。h——水頭,凡冷卻塔必定具有進(jìn)塔水壓,,沒有水壓即不可能成為冷卻塔,,市場上的冷卻塔進(jìn)塔水壓一般大于8米,也在0.04mpa即4米以上,。
這個水頭對水輪機來說是用來做功的,,混流式水輪機冷卻塔,,水輪機的水頭5℃溫差塔需要5m—7m,。10℃溫差塔需要8m—10m,20℃溫差塔需要12m—13m,。其次是用在塔內(nèi)運行的風(fēng)機電流來計算一下該塔風(fēng)機所需的軸功率,,是否與進(jìn)塔水流能量相等,相等則改造成功率100%,,節(jié)電100%;如果水能小于電能則需增加水頭或水流量,,但節(jié)電是應(yīng)減去增加的能量;如果水能大于電能,則節(jié)電超過100%,。水流通過水輪機以后,,還有動能,-進(jìn)一步為布水服務(wù),,不必-布水受影響,。以上估算為復(fù)雜的是水頭,。
水輪機水頭由水泵揚程提供,我們要求的水頭不能單純地用壓力表在塔的底部旁邊測量,,因為冷卻塔的循環(huán)水處于開放狀態(tài),,越接近開放口,壓力越接近零,,但水流內(nèi)部還是具備水能,。正確的估算應(yīng)從水泵出口的壓力表上讀數(shù),與水泵銘牌揚程作比較,。揚程等于壓力,,則該塔有只少4米以上的進(jìn)塔水頭,一般應(yīng)判定可改小于溫差5℃的低溫塔;揚程大于壓力,,根據(jù)差額的多少加上塔內(nèi)應(yīng)有的只少4米以上的進(jìn)塔水頭,,與塔的風(fēng)機軸功率作比較,判定可改哪一種塔型;揚程小于壓力,,一般應(yīng)判定不可改造,。水流量由循環(huán)水泵提供,由流量儀測定,。水泵出口處的壓力表也能表達(dá)一些情況,。揚程等于壓力,說明水流量與泵額定流量相等;揚程小于壓力,,說明水流量比泵額定流量小;揚程大于壓力,,說明水流量大于泵額定流量。風(fēng)扇的軸功率應(yīng)考慮減速器的空載電流,,水輪機是直接用輸出軸與風(fēng)扇聯(lián)結(jié),,中間再無減速器過渡,所以風(fēng)扇的軸功率應(yīng)不包含減速器的耗電,。風(fēng)量就是空氣,,空氣重量與水重量的比就是冷卻塔的氣水比。0.65的氣水比,,是說用0.65重量的空氣與1重量的水相比,,即用0.65重量的空氣與1重量的水進(jìn)行熱交換,溫降能達(dá)到理論上的5℃,,一般實際是4℃左右,。同理,中溫型的氣水比是0.86左右,,高溫型的氣水比是1.2左右,。風(fēng)扇的軸功率也可用經(jīng)驗法計算。一般較差效率的風(fēng)扇每一千瓦能產(chǎn)生3.3萬風(fēng)量,較好效率的風(fēng)扇每一千瓦能產(chǎn)生4萬風(fēng)量,,0.65的氣水比,,是說100噸冷卻塔需6.5萬風(fēng)量,空氣比重且以0.001計算,,則6.5÷3.3=1.97千瓦,,說明100噸冷卻塔需1.97千瓦軸功率的水的能量推動,就能-水輪機的成功改造,。
水力機械通常指將水流能量(動能,、勢能)與旋轉(zhuǎn)機械能之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換的機械設(shè)備。水電站水力機械主要包括水輪機,、水泵水輪機和蓄能泵等,。而水電站水力機械-主要工作范圍則主要包括水輪機/水泵水輪機、進(jìn)水閥,、調(diào)速系統(tǒng),、全廠水力機械輔助設(shè)備系統(tǒng)等的設(shè)計、制造,、安裝和運行管理,。
水輪機/水泵水輪機一般根據(jù)其轉(zhuǎn)輪所轉(zhuǎn)換水流能量的形式不同和水流通過轉(zhuǎn)輪的方向不同分為不同的類型。大中型水電站常用的有混流式水輪機,、軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機,、燈泡貫流式水輪機、水斗式水輪機,、單級混流式水泵水輪機等,。
混流式水輪機的使用水頭范圍較廣,一般在30米-700米,,機組結(jié)構(gòu)簡單,,運行穩(wěn)定且-,是應(yīng)用廣泛的一種水輪機,,近年來的發(fā)展趨勢是高水頭,、大容量和-率。目-界上混流式水輪機單機輸出功率已達(dá)81.2萬千瓦(中國向家壩水電站),。國內(nèi)已有三峽,、龍灘,、拉西瓦,、小灣等一批水電站的70萬千瓦級大型混流式水輪機投入運行。
軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機多用于中低水頭大流量的水電站,,水頭適用范圍3米-80米,,其轉(zhuǎn)輪葉片可以根據(jù)運行工況的變化而轉(zhuǎn)動,從而擴大了-率區(qū)范圍,結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,,應(yīng)用不斷向高水頭,、大尺寸發(fā)展。目-界上尺寸的軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機安裝在中國葛洲壩水電站,,轉(zhuǎn)輪直徑11.3米,,額定功率17.77萬千瓦。
|