水轮机冷却塔设计.pdf

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1、新建创新水轮机冷却塔设计简介水循环系统：水泵——换热设备（生产设备等）——冷却塔——集水池——水泵。水轮机冷却塔：原理是热水通过塔内布水系统将水喷洒成水滴或膜状，自上向下流动，与从下向上或水平流动的冷空气接触，利用热水的蒸发并与冷空气进行热传递带走废热。进塔水流带动水轮机进而带动风机转动，使冷却塔形成自下而上的气流。本文针对原电机冷却塔的改造，只更换水轮机并对管路进行必要的改造。图1逆流式水轮机冷却塔结构图水轮机选型水轮机冷却塔参数：流量（Q）、扬程（H）、冷幅（T）、逼近度（A）、水轮机输出功率（P）、风机轴功率、淋水面积、气水比、水轮机出口速度。冷幅指冷却塔进出水之

2、间的温差，表示冷却水通过冷却塔之后的降温幅度。逼近度（A）是出塔水温与当时空气湿球温度之差，表明出塔水温逼近湿球温度的程度，设计冷却塔时A大于4℃，若想将A=0℃，则冷却塔需建的无限大。标准冷却塔气水比：冷幅为5℃时取0.65，冷幅为10℃时取0.85。气水比为质量比，计算时需将体积转变为质量。水轮机出口速度一般不要超过2m/s，可通过改变水轮机出口管的截面积调节。1新建创新图2水轮机冷却塔参数关系对原冷却塔进行改造，将电机驱动风机改为水轮机驱动风机。确定水轮机的依据有，（1）原塔设计流量和进塔流量，原塔设计流量限定了流量上限，依据是淋水面积一定，流量增加淋水密度变大使冷

3、却效果降低；水轮机功率一般小于电动机功率，使风机功率不会增加，水流量增加而空气流量不增加使气水比降低，冷幅降低。进塔流量即需处理的水流量，进塔流量过小，由公式1可知，水轮机无法提供风机所需功率，即无法改造。进塔流量的确定方式一般采用超声波流量计（图6）测定。（2）风机轴功率，可通过原电机的实际输出功率确定，如式2，水轮机输出功率必须与其接近，即要求进塔流量与进塔扬程适当，同时Q与H可进行转化，当Q过大而H不足时，可适当关小阀门使H增大，如图3。（3）进塔扬程H，如式3，H富为水泵的富余扬程，等于水泵的额定扬程减水泵的出口扬程；H势为势能扬程，即换热设备出水口与水轮机入口轴

4、线的高度差；H动由水的动能转化的扬程（H动=v^2/2g）；H阻为水在管道内流动由于阻力作用损失的扬程包括沿程损失h1和局部损失h2，如式4。H转为水泵的流量转化为扬程，可查水泵曲线得出，如图3。PQH式1式中，：液体重力密度（KN/m^3），水为9.81KN/m^3，：水轮机效率。P实=P额电减联式2式中，电、减、联分别为电动机效率，减速器效率和联轴器效率。H=H富+H势+H动+H阻+H转式322lvvH富h1h2式4d2g2g式中，为摩擦系数，层流时=64/Re，其中Re=vd/为雷诺数，（m/s）为运动粘度系数

5、（表1）；紊流时需查表得出。2新建创新图3图中，曲线B为管道闸门全开时管道阻力性能曲线，曲线A为管道闸门未全开时管道阻力性能曲线。温度（℃）051015203050运动粘度系数-621.7291.5191.3071.1391.0040.8010.554(10m/s)表1管道改造将普通电机冷却塔改为水轮机冷却塔，除卸下电机、减速器和联轴器等设备并安装水轮机之外，期间还需对原有管道进行改造。主要包括：（1）重新安装进水主管和进水主管阀门，进水主管末端连接水轮机，是水轮机冷却塔的进水主管，推动水轮机叶片做功的水流通道。（2）安装旁通管和旁通阀门，一般将原塔的进水主管改造为旁通

6、管，旁通管的末端连接布水主管，进水端连接进水主管，起作用是分流进水主管的水流。（3）将水轮机出水管与布水主管连接。3新建创新图4原塔中心进水改造前后管路对比图4新建创新图5原塔侧面进水改造前后管路对比图5新建创新图6UFT型超声波流量计6