冷却塔水轮机改造..

水轮机冷却塔节能改造的条件水轮机冷却塔节能原理用水力驱动风机，而不是传统的电力。

是以水轮机取代电机作为风机动力源，水轮机的工作动力来自循环水泵所具有的设计能量，换句话说：是能源的二次利用。

该设计能量是在循环系统设计时必须保留的。

改造后用水轮机的输出轴传动变速箱驱动风机旋转，达到节能目的，并确保水轮机设计参数时不另增水泵电耗。

水泵是必须具有富余扬程的，其来处有如下几个方面：1、从流体力学方面计算，在计算设备和管路阻损及提升高度、输送距离的每个环节中，汽蚀、结垢等原因会使效率降低，所以必须放有一定余量以保证长期的正常运行，而水泵的富余扬程部分是完全可以用于水轮机取代电机驱动。

2、在计算出总的阻损后还应再乘1.1~1.3倍，并以此作为水泵选型的依据。

3、在水泵选型时，因没有恰好与选定参数一致的扬程和流量，而往往选择扬程较大的水泵.4、系统中必然存在的富余流量可在很大程度上转化为富余扬程。

流量和富余扬程的关系？流量和富余扬程之间是一种相互依存的关系。

对水轮机节能改造而言，富余流量的存在有着至关重要的作用，尤其注意现场阀门的开启程度，阀门开启程度小于40%的，基本可以确定能改造。

水轮机节能改造的前提条件水轮机是利用水泵的余压做功的，因此节能改造的成功与否，关键要看系统中水泵的富余流量和富余扬程，如果水泵没有富余流量和富余扬程（即没有余压），则不能用水轮机进行节造，但这种情况在现实工作中极为少见（采购时的疏忽）。

水轮机节能改造后的工作情况一般情况下冷却塔布水器工作压力仅需0.5~1m，而从水轮机出口的压力仅势能部分就可以满足布水要求，水轮机取代了上塔阀门而工作。

水轮机冷却塔在北方严寒地区冬季使用时应采取的防冻措施，解决防冻问题主要有以下几种方法可供选择：1、工业用冷却塔在冬季使用不需要风机运转时，关闭水轮机阀门，循环水直接进补水系统运行。

碰到特别寒冷时可以在循环水中添加防冻剂；2、加装消冰管；3、设置室内水箱及时排净存水。

冷却塔水轮机技改造分析
文档中要有一定的实
技术改造分析
1、常见的技术改造方案
1.1基于水泵改造
原始系统中常用的水泵是采用机械传动方式，使用小功率的电机驱动，从而在供汽期间减少设备的耗能。

技术改造中可以采用电动泵，根据设备
的性能参数选用合适的电动泵，采用变频调速，可以实现节能效果。

此外，还可以采用节流泵，利用多级单级膜片或者多级多级膜片结构，构成的节
流泵可以实现一定的节能效果。

实例：一家有机械传动泵的常规冷却水轮机的锅炉，在经过技术改造后，采用Y2系列电动泵和多级膜片节流泵相结合，实现了节能效果：单
台机组每小时的供汽量由原来的65t/h提升到84t/h，电动机耗电量由原
来的16.8KW降低到12.8KW，节约电能量4KW。

1.2基于水路改造
水路改造是由于冷却塔水轮机的特殊性而重点考虑的改造，包括水路
的减速调节设备，例如水泵、涡轮、节流阀等，其可以有效地调节水路的
流量，从而减少冷却塔水轮机的耗水量，最终实现节能效果。

四川省峨眉山市东电水轮机制造有限公司特别研发生产的冷却塔节电水轮机。

一般节电100%。

用水轮机取代冷却塔电机的必要条件，首先是进冷却塔水流所具备的能量——功率。

其水能的计算公式为：P（kw）=9.81×进塔水流量Q（立方米/秒）×进塔水压即水头H（米）Q——流量，循环冷却水流量，多少吨位的循环冷却水即有多少立方米/秒的水量。

大于90%的额定流量，水轮机即可发挥正常工作。

H——水头，凡冷却塔必定具有进塔水压，没有水压即不可能成为冷却塔，市场上的冷却塔进塔水压一般大于8米，最低也在0.04Mpa即4米以上。

这个水头对水轮机来说是用来做功的，水轮机的水头5℃温差塔需要5m—7m。

10℃温差塔需要8m—10m，20℃温差塔需要12m—13m。

以上水能再乘水轮机的效率，本发明的冷却塔水轮机效率大于85%。

其次是用在塔内运行的风机电流来计算一下该塔风机所需的轴功率，是否与进塔水流能量相等，相等则改造成功率100%，节电100%；如果水能小于电能则需增加水头或水流量，但节电是应减去增加的能量；如果水能大于电能，则节电超过100%。

水流通过水轮机以后，还有动能，足以进一步为布水服务，不必担心布水受影响。

以上估算最为复杂的是水头。

水轮机水头由水泵扬程提供，我们要求的水头不能单纯地用压力表在塔的底部旁边测量，因为冷却塔的循环水处于开放状态，越接近开放口，压力越接近零，但水流内部还是具备水能。

正确的估算应从水泵出口的压力表上读数，与水泵铭牌扬程作比较。

扬程等于压力，则该塔有只少4米以上的进塔水头，一般应判定可改小于温差5℃的低温塔；扬程大于压力，根据差额的多少加上塔内应有的只少4米以上的进塔水头，与塔的风机轴功率作比较，判定可改哪一种塔型；扬程小于压力，一般应判定不可改造。

水流量由循环水泵提供，最好由流量仪测定。

水泵出口处的压力表也能表达一些情况。

扬程等于压力，说明水流量与泵额定流量相等；扬程小于压力，说明水流量比泵额定流量小；扬程大于压力，说明水流量大于泵额定流量。

水轮机冷却塔节能改造<!--详情-->传统冷却塔是电动风机型的，既由电动带动风叶转动进行取风。

东莞盈卓节能公司推出的水轮机冷却塔，即对老冷却塔进行改造。

是用水轮机来替代原风叶电机，在原扬程泵不变的前提下利用水泵扬程的余量通过水轮机带动风叶转动实现气水热交换达到冷却目的，从而达到节能的效果，事实证明按传统塔选用的泵的扬程完全能够承担布水，取风任务。

东莞市盈卓节能科技有限公司（咨询：153..77707866）的无电机冷却塔节能技改技术的核心是用自主知识产权的专利产品水轮机冷却塔的经济价值：1、无电耗100%节电：在进水泵压力和冷却塔水量不变的情况下，用冷却塔专用水轮机取代风机电动机完全省去电机能耗，而水轮机的耗电为零。

2、无维修：几乎无维修可能，由于水轮机是靠水的势能来带动分轮转动，即不是化学作用也不是电能作用，所以它损坏的概率极小。

“免电冷却塔”从五年前问世安装的第一年开始至今还无一台维修记录。

3、无飘水：“无电机冷却塔”的飘水损失仅为十万分之一，而传统冷却塔的飘水损失为万分之一，仅为传统冷却塔的十分之一，从而大大减少了补充水量，既实现节约10倍水费，又无环境水飘现象。

4、无噪音：由于“无电机冷却塔”省去了电动机，减少电机震动噪声又实现了减少淋水噪声的措施。

节电冷却塔具有充分的先进性和创新性，国内外文献均无相同的结构报导，这一高科技节能技术是属国内领先，国际先进，获得了实用新型和创造发明专利，填补了冷却塔不用电的今世空白。

这一创举符合党中央、国务院“全面节约，共同行动”加快建设节约型社会，节能型社会号召，也是响应政府“十一五”规划向节能20%目标迈进，为国家节省能源，为企业降低成本，消除噪音、减少漂水具有举足轻重意义。

该装置已有多家工厂，科研单位、宾馆使用。

考虑到不少企业的传统冷却塔还在使用周期内，盈卓冷却塔节能公司实行冷却塔节能整套方案与工程改造同步进行的合作方式。

节电冷却塔优点是:1、节电：水力取风省去了风叶电机,耗电为零,以100T/H冷却塔为例一年节电近35000度,不出一年便可收回投资。

改电驱风机为水轮驱动风机方案的可行性分析一、概述1.说明六大循环水系统设备装机容量和目前运行的用电负荷，闩只年用电量。

2.六大循环水系统水泵一般均有5-10%的扬程富裕、利用富裕扬带动水冷风机，可以大幅度节省耗电。

为此做改电驱风机为水轮驱动风机方案的可行性分析是非常必要的二、改电驱风机为水轮驱动风机方案的可行性分析是非常必耍的1.统计各循环水系统水泵流量、扬程、轴功率参数，计算装机用量和运行负荷。

①综合循环水系统热水泵参数:扬程26-24-21.5m,流量864-1116-1296m3/h，功率:llOkw冷却塔参数：风机转速193转/分，叶片角8.5°,全压11.5毫米水柱，流量60万立方米/小时②汽机循环水系统水泵参数：流量3170m3/h,扬程32m,功率400kw冷却塔参数：叶片角9，流量2730000m3/h风机转速149r/min全压158.82Pa③分解循环水水泵参数：流量1250m3/h，扬程125m，4台冷却塔参数：风量1750000m3/h,轴功率92kw,功率llOkw,水量2000m3/h, 2台④蒸发循环水水泵参数:流量1746m3/h，扬程27m，4台冷却塔参数：风量273X104m3/h,电机功率160KW,全压：158.82Pa⑤精液热交换循环水泵参数：288m3/h, 62.5, 4 台冷却塔参数：风量600000m3/h,水量540m3/h, 30kw, 2台2.统计循环水泵房与冷却塔标高、管路长度和管路实际所需压力，计算各系统水泵扬程富裕情况。

①综合循环水系统泵中心标高：-3.265m冷却塔塔顶标高：6.6m 泵屮心与冷却塔顶的高度差为9.865m水泵将水送到冷却塔塔顶所需扬程为：3.265+6.6=9.865m 富余扬程：按水栗26米的扬程來计算。

富余扬程=26-9.865=16.135m按水泵24米的扬程来计算。

富余扬程=24-9.865=14.135m 按水泵21.5米的扬程来计算。

循环水节能冷却塔技术改造说明一、冷却塔节能技改方法：冷却塔节能技术改造的核心就是利用水轮机取代冷却塔原来电机、减速器、传动轴等部件，把系统中被浪费的多余的动能转化为机械能，直接带动风扇转动。

对能被改造的冷却塔而言实现100%的节能。

（盈卓冷却塔节能改造，会不会对现在系统造成不利的影响呢？结论是不会）二、节能技改后状况：1、不改变冷却循环水系统的整体结构布局，不改变循环水泵的状态如电流等；2、冷却塔的节能技改不是能量的转移，不会增加水泵的功率，只是充分利用系统中多余的能量来推动水轮机，带动风扇转动，实现节能；3、改造后风扇输入的轴功率保证不变，风扇的转速保证不变，在冷却塔其他方面不做改动的情况下，风量保证不变；4、冷却效果会更好，冷却后的水温T2会降低，温差将增大。

（可能现在大家最关心的就是：即不增加水泵的功率，也不改造冷却塔的结构，那到底是从那里来的能量呢？）三、能量的来源：根据能量守恒原理，能量不能凭空产生，我公司的水轮机也是不能造能。

它是充分回收利用水循环系统中本身就有的多余的能量来推动水轮机，带动风扇转动的。

1、每个循环水系统中的水量很难被精确的计算出来，工艺工程师计算系统水流量时，为了安全生产及个方面的因素考虑都会在满足最大需求水量的基础上加至少10%-20%的余量来确定水泵的流量---------整个系统中的水量一定是富裕的。

2、在整个循环水系统中，每段水管、弯头都有一定的阻力，冷却塔的位置高低、换热部件的阻力、及压力要求都会在系统中产生阻力，这些阻力也不能很精确的计算出来，所以工艺工程师计算的阻力值只是一个大概的数据，根据这个数值在确定水泵的扬程时，考虑更安全的满足生产需求，就在满足所计算出的阻力数值的基础上至少加10%-20%的余量来选型--------整个循环系统中扬程一定是富裕的。

富裕的流量及扬程就是我们可利用的富裕能量。

那么这些多余的能量会体现在哪里呢？一般表现在下面两个方面：1、循环水水泵的泵前、泵后一般都安装阀门，阀门的作用有两个：（1）调节流量，（2）方便维修。

冷却塔水轮机技改造分析冷却塔水轮机技改造是指对冷却塔中使用的水轮机进行技术改造，以提升其性能、效率和运行稳定性的过程。

水轮机作为冷却塔的核心部件，对于冷却塔的性能和效率起着至关重要的作用。

通过技术改造，可以进一步提高水轮机的工作效率，减少能耗，降低运行成本。

技改的核心目标是提高水轮机的工作效率。

在冷却塔中，水轮机的主要作用是将进入冷却塔的冷却水能量转化为机械能，用于驱动冷却塔设备的运行。

提高水轮机工作效率可以增加功率输出，降低热耗损，减少能源消耗。

对于冷却塔来说，这意味着能够更高效地完成冷却水处理任务，并减少对其他能源的需求，进而降低运行成本。

水轮机技改的一项重要措施是改善叶轮设计。

叶轮是水轮机的核心部件，其设计直接影响水轮机的工作效率。

通过对叶轮的重新设计和优化，可以使叶轮的流线型更为合理，提高水流在叶轮中的传导效率，减少水流能量的损失。

此外，根据冷却水的流量特点，可以调整叶轮的叶片角度和数量，以提高水轮机的适应性和稳定性。

另一项关键技改措施是改进水轮机的启动控制系统。

冷却塔的水轮机需要经常进行启停操作，因此启动控制系统的性能和效能对于水轮机的运行稳定性至关重要。

通过引入高性能的启动控制设备和科学合理的控制策略，可以实现水轮机启动过程的平稳、快速和可控，减少启动对水轮机的冲击和损伤。

此外，改善水轮机的润滑和冷却系统也是技改的重要内容。

水轮机的润滑和冷却系统对于其运行安全和寿命起着至关重要的作用。

通过改进润滑和冷却系统，可以提高水轮机的运行稳定性，减少摩擦和热量损失，延长水轮机的使用寿命。

最后，技改过程中需要进行水轮机的性能测试和效果评估。

通过对水轮机的性能指标进行测试和评估，可以验证技术改造的效果和优劣，并进一步优化改造措施。

根据实际的工作情况，可以对技改措施进行调整和改进，以使水轮机的工作效率和稳定性得到最大程度的提高。

总之，冷却塔水轮机技改造是提升冷却塔性能和效率的重要手段。

通过改善叶轮设计、改进启动控制系统、优化润滑和冷却系统等措施，可以进一步提高水轮机的工作效率和运行稳定性，实现冷却塔的能耗降低和运行成本的减少。

循环水冷却塔水轮机改造技术应用研究作者：付军平刘新利来源：《智富时代》2018年第11期【摘要】循环水冷却塔的作用就是通过将换热后的热回水进入塔顶部，经过塔内布水系统喷淋至填料层，增加水与空气接触，由蒸发散热、接触散热和辐射散热三个过程共同作用使得回水温度降低，冷却后的循环水收集在水池中，待投加水质稳定药剂后经过循环水泵加压再次送至各个工段换热器继续为工艺介质降温，各类水耗损失通过补充水来解决，以保证各系统的正常运行，也是节约水资源是重要途径之一。

【关键词】循环水；冷却塔；水轮机；改造技术一、传统电机驱动风机传统循环水冷却风机由电机驱动，启动后电机带动减速机，经减速和变向带动冷却风机叶片，将冷却塔周边的空气经由冷却塔底部抽吸进入塔内，空气与热循环水换热后在离心力的作用下快速流动，经风筒向上排散。

风筒为玻璃钢拼装而成，通过粘接防渗漏处理，风筒垂直剖面为双曲线型，其水平截面最小处为风叶水平中心截面，以确保冷却风机运行时的风口形成，从而保证冷却塔的运行效率。

陕西长青能源化工有限公司主装置循环水冷却塔风机配用380V电机，功率为200KW，转速1486r/min，噪音108Db。

二、无电耗水能风机应用的目的、意义冷却塔循环水系统中必须用循环水泵加压将循环水输送至各个工段，所以必然存在一定的富余能量（20%-25%），在运行时就把这些能量聚集在某个阀门处，久而久之这些能量就白白地流失掉。

水能风机（水轮机）的应用就是利用这些“富余能量”转换为高效机械能，对冷却塔风机做功，从而100%取代电机对冷却塔风机的驱动，达到节电目的。

三、外置贯流式水能风机长青能化公司首次改造采用一台外置贯流式水能风机替换了循环水主装T404A3风机电机。

（一）工作原理水能风机是采用循环水回水的水能转化为机械能，利用冷却塔设备所在循环冷却水系统的冗余水能驱动水轮机运转代替原电机驱动风机的散热降温方法，废除了传统的冷却塔中用电机驱动风机的散热的方式，无需对原有冷却塔基础结构和风筒减速机等进行大范围改造就可完全取代电机，从而实现“零”电能消耗的新型节能环保冷却塔。

利用水轮机对冷却塔进行节能改造李文祥【期刊名称】《燃料与化工》【年(卷),期】2015(000)002【摘要】This paper explains the energy saving principles and advantages of electric fan of large scale cooling tower,and introduces the design procedure,modification project,data calculation and analysis,and energy saving calculation as well as static payback time of mixed flow water turbine special for cooling tower instead of motor. After modification,energy-saving purpose is achieved.%阐述了大型冷却塔电动风机节能改造的原理和优点，介绍了以冷却塔专用混流式水轮机取代电机的设计过程、改造工程、数据计算及分析、节能计算、静态投资回收期等，改造后达到了节能目的。

【总页数】3页(P52-54)【作者】李文祥【作者单位】神华乌海能源有限责任公司西来峰煤化工分公司焦化厂，乌海016000【正文语种】中文【中图分类】TK733.1【相关文献】1.余热发电冷却塔节能改造——水轮机替代电动机 [J], 张文华2.采用水轮机技术进行冷却塔节能改造可行性的分析 [J], 王曰锋;张永桂;李军3.水轮机在循环水冷却塔节能改造中的应用 [J], 王洪记4.超低比转速水轮机在合成氨循环水冷却塔节能改造中的应用 [J], 王吉锁;方磊;熊伟;徐超;陈何根;朱琳5.关于水轮机在循环水冷却塔节能改造中的应用探讨 [J], 唐华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

冷却塔水轮机技改造分析冷却塔的热能交换能力主要由气水比来决定，多少质量流量的热水用多少质量流量的空气进行热交换即可实现冷却塔的预期温降。

而空气是不论用什么方法获得，一般常用电机驱动风机获取。

如果改用水轮机来驱动，那么水轮机的轴功率与电机功率相同即可实现。

而且冷却塔的结构、外形、尺寸、冷却原理都不需改变。

一、水轮机工作原理冷却塔的进塔循环水压头一般是5-8m。

由此可推算进冷却塔的水流中具备着水头5-8m 乘上相应的进塔水流量的功率。

如100t／h标准塔的能耗为2.2kW左右，即100t／h标准塔所用的风叶的实际轴功率为2.2kW左右，风机效率高的还低于2.2kW，200t／h塔是4.5 kW 左右，1000t／h是22kW左右，4000t／h是90kW左右，依次类推。

既然，现有冷却塔在正常运转情况下的水流中具备着这样的能量，为什么不可以将其利用起来，而白白的浪费掉。

冷却塔的进水压头的要求是根据塔的管路损失、塔的高度和布水的喷射力共同所需的总和来确定。

其中布水的喷射力所需的压头仅0.5-1 m就足够了。

这些工作压力来自于循环水泵，水泵的扬程选型计算是冷却塔所处位置的高度、沿程管路损失、弯头、阀门的阻力，以及用水设备阻力的总和。

泵的流量口是按冷却塔公称名义匹配的，如100t／h塔即匹配100t ／h泵，500t／h即匹配500t／h泵。

泵的扬程乘上流量即为水流所具备的功率，进塔水的压头是总扬程减去供水系统阻力损失以后所剩下的5—8m。

这宝贵的5-8m，大有文章可做。

把它先通过水轮机而获得输出功率来驱动风机，可以完全省去风机电机。

实际上工业选泵的扬程，为了确保流量，还必须考虑泵的效率，按规定扬程只允许大不允许小，它为水轮机提供了富裕的水头。

所以，凡是冷却塔符合常规设计选型，完全可以由水轮机取代风机电机，大可不必担心水轮机的原动力不够而影响风量、冷效。

二、盈卓冷却塔专用水轮机，既可应用于冷却塔改造，也可以用于新塔安装，其优点在于：1、节能：该塔利用水轮机取代风叶电机，完全节省了风叶电机的运行电耗，且没有增加循环水泵的负担。

2018年07月足，比较有效用地降低循环水泵负荷，进而减少设备的电能消耗。

3.2.3定期检查和维修脱水装置整个生产装置中有一个脱水装置，该装置长时间运行后其设备会被腐蚀，并且会有一些杂质堵塞在换热器的水道中。

这种问题的存在大大减少了换热器的面积，换热效果不良，这样会浪费一定能力。

所以要对水池进行改造，同时更换成不锈钢的管束，改变加热方式，原来一直应用锅炉的加热方式，改造后应用了蒸汽加热，蒸汽加热的蒸馏水比较纯净，其腐蚀性比较小。

经过这样的改造，可以把蒸馏水作为换热器的制冷水，然后实现降温，并在水池上部设置了盖板，防止灰尘等等进入。

3.3精确设置参数首先，针对整个生产装置必须将各个参数精确化设备，以便能够保证装置的平稳运行和安全运行。

其次，浅冷温度逐渐变低能够有效实现节能降耗，可以尝试改变氨蒸发器的供液方式。

此部分的蒸发器一般引用的供液为重力共液方式和直接公液方式一同进行，以此来保证氨压机不会存在液击的问题，同时还可以很好地减轻氨压机的负荷，这种方式比单独使用一种方式供液的方式要能大大强化制冷温度，促使温度降低了原有的4摄氏度，大大提高了轻烃的采收效率。

其次，运用透平膨胀机，应用这个设备，能够更加程度上降低制冷的温度。

可以优化调节膨胀剂的喷嘴的开度和转速，这样就可以更有效地控制温度，并优化设置关键性的参数，以此来将此机器的优点，包括节能、冷冻数量多、制冷的温度低等等。

针对这种机器的优化，能够在原有的温度上，极大程度地降低了制冷温度，大大提高轻烃的回收效率。

3.4其他措施配备一台天然气压缩机：留有一台天然气压缩机备用，做到天然气压缩机的三开一备，确保整个装置在维修和检查时能够做到平稳运行。

4优化生产装置综合节能降耗的效果以上方法是不同生产装置的改造措施，改造之后都能达到节能降耗的目的，以某个石油化工厂为例，假设其没有实施改造措施之前的轻烃产量是949.063吨，改造之后的产量上升到2052.924吨，比原来多生产出110.3.86吨。

二化循环水冷却塔技改可行性计算1、系统各单元实际运行参数及工作状况1.1 循环水泵型号：RDL700-820A；向外供水实际压力： 0.48MPa出口阀门开度：全开；额定电压:10KV额定电流：96.8A；实际电流：86-89A1.2 风机部分电机额定功率：200KW；额定电压：380V电机额定电流：362A；电机实际电流:260A1.3 冷却塔部分海鸥方形逆流塔：7台；设计流量4500m3/h；实际流量3800-4000m3/h；实际温差8-9℃；上塔管径：900；上塔阀门开度40o；系统回水压力0.25-0.26MPa；布水器高度：11米。

2、风机轴功率及系统富余能量核算2.1 风机轴功率计算P电机=3× U × I×coSφ=1.732 × 380 × 260× 0.85=145.45KW 受电机效率、传动轴效率、减速机效率等影响风机实际功率为：P风机=P电机×η电机×η减速机×η传动轴=145.45 × 0.92×0.91× 0.98=119.33KW（说明：根据机械设计手册第二、四卷电机效率为0.92、传动轴效率为0.98、减速机效率为0.91）2.2 系统富余压头计算目前上塔阀门没有完全打开，开度为400，阀门消耗的压头可由下列公式计算流速：V=Q/S 压头：H=§V2/2g其中：H-----系统中阀门所消耗的扬程§----- 阻力系数；查《水工业工程设计手册》水力计算表；取为400阀门开度时，§= 81V-----循环水系统水的流速g-----重力加速度9.81m2/sQ-----实际流量：按实际3850m2/h计算S-----管道横截面积计算：V=Q / s =1.68m/s。

H=§V2/2g =81×1.682/2 ×9.81=11.65m。

水轮机在冷却塔技改中的应用【摘要】泰钢焦化公司为加强对节能、提高能效等低碳和零碳技术的推广应用，充分利用先进的节能技术，用水轮机替代电动机，使用循环水出口富余压头做动能替代电能驱动冷却塔风机旋转达到相同冷却效果，节约电能降低生产成本。

【关键词】富余；能量；反击式水轮机；节能0 前言循环水冷却塔是工业生产的重要冷却散热设备，广泛用于冶金、化工、发电等行业，在焦化行业多为逆流式钢筋混凝土冷却塔。

循环水冷却塔是利用水和空气的接触通过蒸发作用来带走工业生产产生的热量，目前冷却塔所用的风机多是用电动机来驱动的，一年消耗的电能相当巨大。

水轮机就是近几年来开发的利用富余水压头的节能设备，利用富余水压头的能量带动风机旋转的方式使循环水降温冷却，省去了原来的驱动电机，达到了100%的节能目的。

1 循环冷却塔的原理为了排除生产设备或者是生产介质里所产生的热量，利用吸收热量后的温水与空气热交换的方式，跟水直接接触并冷却温水，同时可以循环使用的机器就是冷却塔。

冷却塔的基本原理是利用水和空气的温度差，根据温水与冷空气的接触散热（显热）以及利用水自身的蒸发散（潜热）。

其中依照显热冷却约为25%，蒸发散热的冷却塔约为75%。

冷却塔设计及使用时需尽量考虑充分利用蒸发散热：水与空气热交换的有效面积要尽量大，水与空气热交换的时间要尽量延长，同时水与空气热交换的表面需保持通风，从而可以达到高效散热的目的。

当然还考虑漂水、能耗及成本等因素。

影响冷却塔降温性能的主要因素有：1）循环水量：冷却塔的水流量。

当循环水量太大时，会造成冷却塔阻力增大，减少冷却塔的通风量，降低汽水比，降低冷却塔的降温效果。

2）风量：冷却塔的通风量。

风量越多，汽水比大，散热效能越好。

3）填料的性能：填料的容积散热系数大时，表明相同体积的填料的散热能力高，该填料的热力性能好。

4）冷却塔的结构：冷却塔结构的合理性直接影响冷却塔内气流的均匀性和整个塔的风阻，从而直接影响冷却塔的降温效果。

- 76 -工 业 技 术０　前言目前，高炉采用的是敞开式循环冷却系统（也叫净循环冷却系统），即从高炉被冷却构件流出来的热水经管道流入泵站热水池，用泵送上冷却塔，经蒸发与空气的热交换，被冷却的降温水流回泵站冷水池，再用水泵加压送至高炉被冷却构件的循环系统。

为了使送上冷却塔的热水快速冷却，需在冷却塔上安装风机，通过风机的抽风使进入冷却塔的水流快速散热冷却。

没有改造的风机均是需要电动机驱动的，经过对部分风机的改造，目前高炉一期冷却塔上的10台风机已有5台是水轮机驱动风机。

１　水轮机的工作原理水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力装置，按工作原理可分为冲击式水轮机和反击式水轮机两大类。

冲击式水轮机是通过水流冲击转轮旋转来实现能量转换，主要是动能的转换。

反击式水轮机则是利用水流的反作用力推动转轮旋转，工作过程中水流的压力能和动能都得到了利用[1]。

高炉一期净循环冷却水系统采用的混流反击式水轮机型，该水轮机工作过程为：热水经过管道进入蜗壳后，随着蜗壳引到座环，又通过导水叶片流向转轮，推动转轮旋转。

从转轮出来的水排向出水管，最后从出水管排除进入冷却塔填料，主轴随转轮转动从而带动风叶旋转，产生的风与进入填料的水进行换热。

２　冷却塔降水温降温幅度用于高炉被冷却构件的水温要求：≤30 ℃，进入循环水池的热水和出循环水池的冷水水见表1。

一般情况下，高炉下来是热水进入热水池后温度会降至32 ℃~36 ℃，经过冷却塔冷却后的水温在30 ℃以下，冷却塔的降温幅度在5 ℃左右。

３　冷却塔改造３．１　冷却塔改造的水轮机结构简图冷却塔改造的水轮机结构简图如图1所示。

３．２　冷却塔改造实施主要步骤通过对原有电机驱动的风机进行改造，可以实现使用水轮机驱动风机，冷却塔改造前、后对比图如图2所示。

主要改造步骤有2个。

1）先将原电机、传动轴、减速机等拆除，安装新型水轮机。

2）将原进水管向上延伸至水轮机入水口高度，水轮机入水口连接进水管，出口连接布水管。

冷却塔风机水轮机拖动改造曾祥松【摘要】The throttling loss in circulative water system was studied and analyzed. Us-ing water turbine to replace motor by utilizing surplus water head in circulating water system to drive water turbine and in turn the cooling tower fan, achieving energy saving goal.%对循环水系统的节流损失进行了研究分析.利用循环水系统中的富余水头,推动水轮机转动,驱动冷却塔风机转动.从而由水轮机取代电机,达到节能目的.【期刊名称】《冶金动力》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】4页(P50-52,56)【关键词】冷却塔;水轮机;节能【作者】曾祥松【作者单位】江西南昌方大特钢科技股份有限公司动力厂,江西南昌 330012【正文语种】中文【中图分类】TK731方大特钢科技股份有限公司动力厂1#联合泵站热电循环冷却水系统主要设备有双吸离心泵4台，两用两备，正常情况下开1#、4#泵，2#、3#泵备用。

方形逆流砼结构冷却塔（下称冷却塔）4台，全部开启运行，主供1#热电1#汽轮机、2#汽轮机凝汽器冷却用水。

循环冷却水系统示意图如图1。

1.1水泵及运行参数水泵及运行参数详见表1。

1.2冷却塔及相关参数冷却塔及相关参数详见表2。

注：（1）上塔阀前系统回水总管压力为0.21mPa；上塔阀后P5=0.09mPa。

（2）上塔流量采用便携式超声波流量计测得。

（3）系统流量与冷却塔上塔总流量之差系测量误差。

（4）回水上塔高度指上塔阀与布水器之间的高度差,为9m。

1.3数据初始分析根据1#联合泵房热电循环冷却水系统运行参数，我们可以发现，水泵出口阀和冷却塔上塔阀存在较大水力损失：1#水泵出口阀水头损失：驻P1=P1-P3=0.32-0.28= 0.04mPa，即4m水头损失；4#水泵出口阀水头损失：驻P2=P2-P3=0.30-0.28= 0.02mPa，即2m水头损失；上塔阀水头损失：驻P3=P4-P5=0.21-0.09=0.11mPa，即11m水头损失。