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機力通風冷卻塔在一些工廠和自備電廠中的應用非常廣泛,其能熱交換主要由電機驅(qū)動風扇獲得一定質(zhì)量流量的空氣與熱水進行熱交換,即可實現(xiàn)冷卻塔的預期溫降。
用電動機帶動風扇需要消耗一定的電能, 如果不用電機驅(qū)動風扇,改用水輪機來驅(qū)動風扇,是否可以完全不用電能呢?風葉的風量是在多少軸功率轉(zhuǎn)速情況下產(chǎn)出,關(guān)鍵是軸功率,只要軸功率達到風葉的額定值,轉(zhuǎn)速自然達到,風量自然也達到。 只要是水輪機的軸功率與風機電機的軸功率相同即可實現(xiàn),同樣達到冷卻效果,使塔的比電耗趨零。那么水輪機的動力源利用循環(huán)水的壓頭是否可行?
1.可行性分析:
冷卻塔的進塔水頭一般為 5 -8m,大型塔的進塔水壓常超過 10m。我們知道水頭 ( H ) 與流量 ( Q ) 的乘積就是功率。由此而可以推算出在冷卻塔中的水流能量。如 100t/h 標準型冷卻塔的進塔水流具有的能量是 2.2kW 左右,而 100t/h 標準型冷卻塔所用的風葉的實際軸功率恰好小于 2.2kW 左右,效率較高的風葉還不到 2.0kW 。 凡是冷卻塔一定具有進塔水壓,進塔水壓即為可轉(zhuǎn)換的能量,可滿足風葉的實際軸功率。
水輪機的輸出軸功率公式為
W=γ×Q×H×η (kw)
γ—水的容重 1000×9.81N/m3
Q —水流量 m3 /s
H — 水頭 m
η— 水輪機的效率
水輪機水頭由伯努利方程計算
H = Z+P+V 2 / 2g
Z — 水輪機進出水位之差
P — 水流內(nèi)具備的壓力
V — 水流的速度 m/s
g— 重力加速度 9.81
由于冷卻塔專用水輪機采用立軸形式,水輪機的轉(zhuǎn)輪是立置的,它的進出水位在同一平面上,沒有位能,Z=0;水輪機是開放型的P=0。冷卻塔的進塔水壓就是水頭。冷卻塔專用水輪機的出力 W =0.44 *Q* 3/ S *2
當知道冷卻塔的流量以后,就能確切地計算得到水輪機的功率,對照風葉軸功率是否符合 , 即可應用于冷卻塔電機塔的改造。
如: 2000t/h 的冷卻塔水輪機軸功率為W= 73.1Q=73.1×0.55555=40.6KW
所對應的風葉實際軸功率應該小于 40.6KW ,該塔運轉(zhuǎn)完全正常,完全可取代電動機,節(jié)電 。改造為水輪機的影響:
1.水輪機的阻力
水動風機冷卻塔水輪機阻力僅為 0.5m (0.005Mpa), 很小。這相當于在管路中增多一個彎頭或閥門的阻力。不會影響其它設備。 0.5m 的阻力,相比于噴霧塔的噴嘴阻力,顯然要小得多。水輪機阻力實在小,可以大大放心改造現(xiàn)有冷卻塔,無須擔心換熱設備增加負擔。
水輪機用于冷卻塔優(yōu)點在于:⑴節(jié)電。該塔利用水輪機取代風葉電機,利用進塔水壓完全節(jié)省了風葉電機的運行電耗,被多次測試所證實。
⑵無噪聲。水輪機的能量轉(zhuǎn)換是在水流道內(nèi)完成的,銷除了冷卻塔機械動力的噪聲源,解決了人們對冷卻塔電機噪聲的投訴。
⑶。水輪機軸功率達到風葉軸功率即可,不需要象電機那樣多出一些功率來應付起動電流的不足。水輪機的阻力僅 0.5m ,在泵的揚程內(nèi)不影響泵的流量,確保塔的比電耗趨零。
⑷使用壽命長。水輪機結(jié)構(gòu)簡單,維護更換方便。長期運轉(zhuǎn)無損壞。
⑸。可在濕腐高危防爆處使用。
⑹適用。水輪機阻力很小,對任何型式的冷卻塔都適用。特別是大型塔的改造,進塔水壓往往較大,很容易獲得成功,越大越可靠。改造大型自然通風塔很適合。原來的冷卻塔能如何改造成水動力的冷卻塔?
塔的外形、結(jié)構(gòu)、尺寸、冷卻原理都不需改變。且水輪機具有重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、噪聲低、壽命長、適用所有場合和塔型的許多優(yōu)點。
關(guān)鍵的一點,要知道進該塔的水頭有沒有 8m 的余地。 進塔水壓為零的冷卻塔也大有塔在。所以用水輪機改造冷卻塔并不是所有的冷卻塔都適合。一旦可以進行改造,說明該塔有富余揚程存在,節(jié)電 100 %。
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