冷卻塔水輪機節能改造

自從國內研究者提出水動風機的概念以來，國內的冷卻塔水輪機市場可謂爆炸式發展，出現專門生產冷卻塔水輪機的企業、公司數十家，但是生產水輪機冷卻塔的單位卻是魚龍混雜、良莠不齊。冷卻塔水輪機在工業領域的應用雖然有不少先例，但是大多數冷卻塔水輪機效率低，振動嚴重、風機轉速達不到效果等缺陷。目前廣泛應用于實際中的冷卻塔水輪機主要有以下幾種：

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1、雙擊式水輪機
這種水輪機是發電用的雙擊式水輪機為基礎經過適當的改造，把無壓式水輪機用到有壓管路中，這樣就破壞了雙擊式水輪機的基本條件，結果不但使水輪機
的效率低下，而且水輪機的振動也很嚴重。后來把臥式改為立式安裝并在有壓系統下工作，不但不能有效的達到雙擊，而且尾水涌動對轉輪造成阻礙，產生很大振動和噪聲，主軸封水易損壞漏水、軸承經常損壞，需要吊出風機檢修，維護很麻煩，如造成停產損失，這種改造甚至得不償失。雖然結構簡單，成本低，但效率低、易振動，僅適合小型冷卻塔。
2、混流式水輪機
一些廠家把普通發電混流式水輪機直接用到冷卻塔上驅動風機，由于發電的水輪機的速度、水頭、流量無法與風機匹配，使得裝置效率低，現在新研究出的混流式節能水輪機出力大，效率高，水力性能也好，但是水輪機尺寸偏大，不能很好的滿足于冷卻塔安裝配合的要求。
3、貫流式水輪機
這種驅動裝置是使用管道式水輪機（軸伸貫流式水輪機）水平布置。因為貫流式的水輪機比轉速在500~1000m.KW范圍，而冷卻塔水輪機的比轉速很低，所以要采用減速機再變速，同時把水平轉矩變換為垂直轉矩驅動冷卻塔風機。這種裝置雖然效率很高，但需要裝減速機，所以增加了設備成本和維護。如果貫流式水輪機直連風機，則轉速嚴重不匹配，水輪機效率十分低下，冷卻效果根本達不到要求。
4、渦輪式增壓水輪機
以渦輪式增壓水輪機技術取代電機驅動風機運行，這種所謂的渦輪增壓技術是借用汽車發動機的渦輪增壓器原理制作水輪機驅動風機，本質與一般低比速混流式水輪機無異。但其效率一般較低，而且只適合于小機組。
5、冷卻塔超低比轉速水輪機
根據各個現場的不同的參數要求，設計出的冷卻塔超低比較速水輪機。產品特點是擁有超低比轉速混流式水輪機與冷卻塔風機直聯，不帶減速機，已經生產出冷卻水量300t/h至5000t/h的水輪機，并在實際工程應用中效率都能達到≥85%，而且匹配每個冷卻塔及風機的具體參數設計，無震動，壽命長。這種冷卻塔水輪機是目前在實踐中運行的機組。
    盡管冷卻塔水輪機的應用已經有5、6年的時間，作為水輪機一個新的應用領域，人們對冷卻塔水輪機的特殊工作環境和水輪機內部流場的研究還不夠，沒有充分考慮冷卻塔水輪機的超低比轉速的特性、水輪機過流特性與系統流場的分布，及其各部分對效率的影響，使得冷卻塔水輪機的設計運行與調試出現種種問題。我公司今后將會從理論方面對冷卻塔風機的流場進行數值模擬，并分析流道參數對其轉輪損失、轉輪效率、水輪機效率的影響，對以后的冷卻塔水輪機設計、運行提供流場的理論基礎。