新型水动力冷却塔

新型水动力冷却塔

新型水动力冷却塔是以冷却塔专用高效水轮机利用进塔水流的余压驱动装置的新型节能冷却塔。

新型水动力冷却塔结构图解

性能特点

   ■该塔是利用DY专用设计软件和实验数据，对冷却塔的塔体尺寸、热交换系统、导流装置、收水装置、布水系统等进行整体全新设计、改进而开发出的一种高效、节能、节水、环保型特殊冷却塔。

   ■特殊塔体全新设计

   加大塔体尺寸，增加塔体截面积，加大热交换面积，减小淋水密度，减小通风阻力，降低风机动力能耗，提高热交换效率，降低出水温度，保证冷却循环系统安全运行。

   ■全新设计的热交换装置

   采用全新设计的热交换装置，通风阻力小，热交换面积大，水膜分布均匀，水温分布均匀，出水温度低，热交换率高-高效，塔内气流畅通，降低风机动力能耗-节能。

   ■专利型的喷淋装置

   匹配管式多层花瓣式碟盘溅水喷头，经过严格水力计算来保证配水的均匀性、无中空、无伞膜。解决了老一代喷头因溅水盘平面实体而造成布水时呈较大伞膜、中空、不均匀等技术不足问题，提高冷却塔热力性能，降低动能消耗-节能。

   ■专利型收水装置

   采用新研发的高效收水器，阻力系数小、气流通畅又能截留水珠、飘水损失极低，仅为循环水量的0.001%，节约补水量-节水，塔体周围无潮湿-环保。同时还可改善空气流场，提高整塔效率。

   ■先进的布水装置

   为了达到布水均匀性，进行全新设计布水装置，使整个布水面积布水均匀，淋水密度分布均匀，无空缺淋水面积。

结构特点

  ■冷却塔专用高效水轮机

节能增效 免除电机维护

    专用高效水轮机是用于传统机械通风冷却塔节能改造以及新塔配套的专利产品，可取代传统冷却塔风机的电机作为冷却塔风机动力源，使风机由电力驱动变为水力驱动，达到节能增效和免除电机维护的目的。

   水轮机由蜗壳、座环、转轮、尾水管、轴及轴承等部件组成。蜗壳形如蜗牛的外壳，具有减缩的断面，可以保证水流均匀地进入水轮机。座环除了支撑水轮机的有关部件外还起到调整水流方向的作用。水轮机转轮是水能转变为旋转机械能的主要部件。做功后的水流经尾水管进入布水器。

   水轮机利用进冷却塔水流的剩余压力工作。冷却塔进塔水流的剩余水压动能是指能满足布水器要求之外的剩余能量，它通常以压能、位能和动能的形式存在。水轮机将剩余水压动能转变为旋转机械能，驱动风机转动，增强冷却塔的冷却效果。当进塔水流的剩余能量足以满足风机驱动功率（也就是风机所需的轴功率）的要求时，水轮机有足够的出力以驱动风机达到额定转速，并不需要增加水泵能耗。使用水轮机驱动风机的冷却塔，进塔水流首先进入水轮机，做功后再进入布水器，经布水器布水。

冷却塔专用高效水轮机特点

  1、转轮采用专利技术-超低比转速混流式设计，更适用于冷却塔富余的低水头工况条件，完全解决了风机与转轮转速匹配的问题。

  2、效率高，能量转换充分。

  3、轴承采用润滑脂润滑，维护量小并易于更换，一般选用LYC和SKF品牌。

  4、采用间隙水密封，不用更换密封件。

  5、进水方式为单向进水，水流沿法向流动，安装方便，改造费用低。

  6、因冷却循环水系统及冷却塔工况差异较大，本公司所提供的水轮机均按系统实际或设计值“量身定制”，以充分满足不同系统的工况需求。因此需提供项目的冷却水系统相关参数。

  7、转轮材质一般为铸钢件和优质钢，或根据水质另行选择。

   ■风筒

采用抛物线型动能回收型玻璃钢风筒，气流均匀，气流动能损失少，其动能回收率可达到30%以上，风量比标准状态下增加10%左右，该系列风筒是流线型的高效风筒，具有稳定可靠等特点。

   ■塔体围护结构

采用聚酯玻璃钢围板，外层胶衣树脂，内附树脂胶，单块围护板面有凹凸，横向纵向加强筋，块与块之间靠法兰连接，具有质轻、高强、耐腐蚀、抗老化、美观等特点。

   ■框架结构

框架和异型钢采用螺栓连接而成，安装快捷，运输方便。所有金属件均经过镀锌、高压静电喷塑处理，耐腐蚀性能好。正常使用寿命在15年以上。框架设计为流线型布置，减少风的阻力，增加迎风量和散热能力。

  ■喷头

喷头为优质ABS材料，采用三溅式布水，无中空现象，布水直径小，单个布水量较小，故而塔腔平面内布水均匀，冷却效果好。

   ■填料

采用新型S波填料，材料为聚乙烯。该填料使水膜多次重分配且更趋于均匀。增加竖向凸纹滞留波，提高水膜表面扩散能力，能使在填料中水气热质交换更充分，同时使水膜下泄速减缓，延长热质交换时间，提高冷却效果。

     ■高效低阻弧形收水器

收水器片采用PVC材料挤压成形，在收水器片材中增加了进口碳黑作为添加剂，大大提高了片材的抗紫外线和抗老化性能。该收水器具有效率高、气流阻力小、强度高、不变形、安装方便和使用寿命长等优点。测试表明该收水器的收水效率仅为国标允许值的十分之一，达到国外同类产品的先进水平。在2.8m/s的风速条件下，通风阻力损失约为0.8mH2O，低于国外产品。由于其片材为挤拉成型，故强度高，整体刚性好。

采购特点

  新型水动力冷却塔采购可分为：新塔购买、旧塔改造及新型水动力冷却系统安装。

新型水动力冷却塔节能改造案例

 山东某钢厂现有2台800m3/h处理水量的方形逆流玻璃钢冷却塔组合成的1600型冷却塔，外形为7m×14m×11.6m，直接装置在水池上方，冷却塔电机功率为30KW×2，风机直径为5000mm，轴功率为22KW。

 冷却塔由泵房水泵从热水池取水送至冷却塔，循环水泵2台，参数为：H=36.4-29.5m，Q=612-900m3/h。

改造要求：

 将两台冷却塔的动力部分进行改造，将原来用电机驱动型式改造为水动力驱动型式，利用水泵送上塔的富余水头驱动风机旋转，并且保证业主的使用要求。

 改造方案设计计算：

 1、求水轮机进口处水头（系统富余水头）

 水轮机进水口距水池顶面高度为10m，水面距水池顶面约为1m，管道阀门水头损失约为3m，则得出水轮机入口处的水头为：

 32m-10m-1m-3m=18m

 2、求水轮机轴功率N

 根据公式N=9.804*Q*H*η，

   N-水轮机轴功率（KW）

   Q-水泵流量（m/s）

   H-水泵富余水头（m）

  η-水轮机功率（一般为0.75-0.9，取0.8）。

 得出N=27.3KW＞22KW（风机所需的轴功率），因此冷却塔改造方案完全可行。

 解决方案：

 冷却塔体框架为钢结构。

 1、动力部分及布水系统改造

 将原动力部分拆除，因水轮机置于冷却塔中心，将原中心立管加高至合适位置，与水轮机出水口对接就位，风机直接安装在水轮机输出轴，在顶框部分用型材对中心立管进行加强固定；改造布水部分，引出旁流管至冷却塔外。

 2、管路部分改造

 因原进水管路埋于地面，为施工方便且尽量不破坏现场，将原进水管部分地面以上部分改造为三通形式，一路直接与水轮机进水口对接，另一路与冷却塔旁流管对接，在底部加装阀门（原进水阀门可用，仅需增加两台旁流管阀门）将原进水口在根部用盲板封死。

 3、改造后的使用说明

 关闭旁流管阀门，可根据开启水轮机进水管路阀门，利用水泵富余水头驱动水轮机带动风机，达到改造目的。冬季时或系统要求较低时，可关闭水轮机进水口阀门，打开旁流管阀门，不驱动风机，直接进入布水系统，利用塔体自身能力进行降温。

改造后的冷却系统图

节能效果分析：

 在不改变水泵扬程的前提下，利用水泵的富余水头可完全满足冷却塔的运行。该冷却塔为2台30KW电机，按一年8000h计，可节电：

 30×2×8000=480000KW*h

 按大工业用电0.60元/KW*h计，一年可节约电费为：

 480000×0.6=28.8万元

 且此二台30KW电机节去分给电力变压器节省出60KW变压器容量，可用于其它工艺上。

 水轮机损耗小，运行平稳、噪音低，维护量也较小。且不用再对原冷却塔动力部分进行控制，仅需控制水泵电机。

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