水轮机在新冷却塔中的使用
冷却塔操作使用说明
冷却塔操作使用说明冷却塔操作使用说明1、前言本文档为冷却塔的操作使用说明，旨在向用户详细介绍冷却塔的工作原理、操作流程和注意事项。
请用户在操作冷却塔之前仔细阅读本文档，并按照文档中的步骤和要求进行操作。
2、冷却塔简介2.1 冷却塔定义冷却塔是一种热交换设备，主要用于降低流体的温度。
它通过将流体与大量的冷却介质（通常是空气）进行接触，使流体散热并降温。
2.2 冷却塔的工作原理冷却塔主要由填料层、风机、冷却水循环系统和水箱等组成。
当热水进入冷却塔时，水会在填料层中形成水薄膜，同时通过风机的吹风作用，使空气与水薄膜进行接触，通过蒸发散热，达到降温的目的。
3、冷却塔操作指南3.1 准备工作- 在操作冷却塔之前，请确认冷却塔的主要部件是否正常工作和运转。
- 检查冷却塔的水箱水位，确保水位在合适的范围内。
- 确保冷却塔周围的环境清洁，并移除任何可能影响冷却效果的障碍物。
3.2 启动冷却塔- 打开冷却塔的电源开关，确保电源供电正常。
- 启动冷却塔的风机，使风机开始工作。
- 检查冷却水循环系统是否正常工作，并确保水流畅通。
3.3 冷却塔的运行监控- 定期检查冷却塔的水温和水位，确保冷却塔正常工作。
- 若发现水温和水位异常，应及时对冷却塔进行维护和保养。
- 监控冷却塔的噪音和震动情况，如有异常应立即停止使用并进行检修。
4、安全注意事项4.1 操作安全- 操作冷却塔时，请穿戴个人防护装备，如手套、护目镜等。
- 在维护和保养冷却塔时，应先切断电源，确保操作的安全性。
4.2 电源安全- 冷却塔的电源应接到稳定可靠的供电系统，并应定期检查供电设备。
- 禁止将电源线接到不符合安全标准的插座或设备上，以防止电气事故发生。
5、附件本文档涉及附件，请参考附件中的相关图纸和表格。
6、法律名词及注释6.1 冷却塔冷却塔是一种热交换设备，用于降低流体的温度。
6.2 填料层填料层是冷却塔中的一种结构，用于增加冷却面积和风水接触面积，同时促进水和空气之间的传热。
水轮机在循环水冷却塔上的应用
参数 系统 一期循环水系统 二期循环水系统 三期循环水系统
循环水泵出口压 力（MPa） 0. 21 0. 29 0. 23
进入冷却塔前的 回水压力（MPa）
0. 10 0. 15 0. 12
循环水流量 （m3） 1000 1650 1100
1 冷却水塔的工作原理
在开式循环水冷却系统中，经过换热后温度较高的循环水 回水从冷却水塔顶部通过安装在塔顶的布水器均匀喷淋在塔 内填料上，依靠重力穿过填料流向塔底，安装在塔顶的电动风 机旋转，从塔底抽进塔外的冷空气自下而上与被冷却循环水在
并非所有的冷却塔都可采用水轮机进行改造，水轮机转动 的原动力来源于循环水冷却系的余压，即水泵的富余扬程， 因此要分析水轮机应用于循环水冷却系统的条件，就必须对循 环水冷却系统的余压进行分析。
用水轮机代替电动马达的必要条件是冷却塔进水具备充 足的能量，通常情况下，进水功率的计算公式为：
P（kW）=9.81×进水流量 Q（m3/s）×进水压头 H（m） 冷却塔进水压头 H 是由水压能耗、塔高度和布水喷射力共 同所需总和来确定的，其中与水轮机冷却塔应用密切相关的是 水压能耗，水压能耗是指整个循环水管网系统所产生的水头损 失，包括设备、管路、阀门、敞开水池泄压等水头损失。另外，水 压能耗还包括在设计时所保留的整个循环水管网系统的设计 富裕能力，而该设计富裕能力也就是水轮机冷却塔应用的动力 来源。
112
2019 年 10 月
设备运维
塔内填料中逆向接触进行热量交换，冷却后的循环水进入塔底 通过管线回到循环水池中继续循环，其工作原理如图 2。
图 2 循环水冷却塔工作原理
2 循环水系统余压利用
在终端三套循环水系统运行过程中，生产人员发现循环水 回水进冷却水塔的余压较高，实测后达到了 0.1～0.15MPa，如 果能利用水轮机将这一部分余压利用起来，代替目前使用的电 动马达进行循环冷却水的冷却，对终端的绿色生产和节能降本 有着重要的意义。
水轮机冷却塔技术说明
水轮机冷却塔技术说明一、循环水系统的富余能量来源：根据GB50050－2007《工业循环冷却水处理设计规范》第3.1.2 “循环冷却水量应根据生产工艺的最大小时用水量确定。
”的设计规定，循环水系统中客观存在一定的富余能量。
富余能量含在水中，在同等压力下，水量大，富余能量就多。
“水压相当于电机电压、水量相当于电机电流”是个生动的对比。
在同一个系统中（多台冷却塔使用同一回水母管取水），每台冷却塔的上塔水量都可以通过调节上塔阀门来调节上塔水量。
上塔阀门开度越小，该阀门对水的背压越大。
水轮机靠消耗压差做功，实际是相当于一个开度较小的大型阀门，不同的是水轮机用压力在做功而阀门不能做功。
二、水轮机驱动风机的理论依据：水轮机是利用冷却塔进水管中水本身具有的能量来驱动的，水轮机发出的轴功率N1的计算公式为：N1 =9.81×Q×H×η1，其中Q是水轮机的过水量（m3/h），H是水轮机进出口压差（mH2O柱），η1是水轮机的运行效率。
风机运行的轴功率N2＝N1×η2，η2是水轮机的传动效率。
如果水轮机能满足风机运行的轴功率的要求，风机运行将不受影响，可以确保冷却效果。
水轮机出力P＝旋转力矩M×2πn/60，所以在P值一定时，M值越小，转速n越大。
三、工程实践情况摸查：循环水系统中的换热器，1）工艺包要求的压损是20mH2O头，在实际使用过程及实测数据表明，换热器的压损只有8～10mH2O头，压头富余很多，可以回收利用。
2）工艺设计管路压损是5mH2O头，在实际使用过程及实测数据表明，管路压损只有1～2mH2O头，压头富余，也可以回收利用。
3）工艺设计系统的富余水头为5mH2O头，也可以回收利用。
上述三项富余水头相加为不小于18 mH2O头，完全足够可以驱动水轮机带动风机了。
水轮机需要压头驱动，抬高了系统末端的压力，对水泵压力的影响很小。
以某工程ZSNS-4500冷却塔实测情况为例，每100m管程，当末端提高6mH2O头，因系统末端没有背压，水泵只提高1m H2O头，所以实际水泵扬程增加很少，当然水泵电机功率也增加很少。
水轮机用于冷却塔的原理
水轮机用于冷却塔的原理
水轮机在冷却塔中的应用，主要涉及到的是水能的转化和利用。
具体的工作原理如下：
首先，冷却塔的散热系统的循环水是由冷却泵根据系统要求以特定的水压、水流量送至冷却塔内进行热交换的。
进塔后的水流及余压，可以充分利用。
当这些完成热交换的冷却循环水按照一定的压力、流量流过水轮机组时，水轮机通过其特有的机械结构，将这些水能转化为机械能。
这种转化过程驱动了水轮机的运转，进而驱动了风机的散热，完全省去了风机的电机。
此外，在安装水轮机时，可以保留原有冷却塔的外型结构、尺寸不改变。
这样，水轮机冷却塔的冷效、风机风速、气水比、噪声等均比原有电机驱动风机冷却塔有不同程度的改善，各种技术指标均能达到冷却塔设计要求。
以上内容仅供参考，如需更全面准确的信息，可以查阅机械工程相关书籍或咨询该领域专家。
冷却塔操作规程
冷却塔操作规程一、引言冷却塔是一种常见的工业设备，用于降低水温并排除余热。
为了确保冷却塔的安全运行和高效工作，制定一套操作规程是必要的。
本文将详细介绍冷却塔的操作规程，包括操作前的准备工作、操作步骤、安全注意事项等。
二、操作前的准备工作1. 确保所有操作人员都接受过相关的培训，并具备操作冷却塔所需的技能和知识。
2. 确认冷却塔的工作状态和设备是否完好。
如有异常情况或故障，应立即报告维修部门进行处理。
3. 检查冷却塔周围的安全环境，清除可能存在的障碍物。
4. 穿戴个人防护装备，包括安全帽、防护眼镜、耳塞、防护手套和防滑鞋等。
三、操作步骤1. 启动冷却塔系统前，确保所有阀门处于关闭状态。
2. 按照冷却塔的启动顺序，逐一打开进水阀门、排水阀门和风机开关。
3. 监测冷却塔的水位，确保水位在正常范围内。
4. 检查冷却塔的水泵是否正常运行，如有异常应立即停机检修。
5. 监测冷却塔的水温和水压，确保水温和水压在正常范围内。
6. 定期检查冷却塔的风机和冷却介质，如有异常应及时清理或更换。
7. 定期清洗冷却塔的过滤器和喷头，确保畅通无阻。
四、安全注意事项1. 操作人员应严格按照操作规程进行操作，不得擅自更改或省略任何步骤。
2. 在操作过程中，应保持冷却塔周围的清洁和整洁，防止杂物堆积。
3. 操作人员应时刻关注冷却塔的运行状态，如有异常应及时报告并采取相应的措施。
4. 禁止在冷却塔上进行非工作相关的活动，如站立、跳跃等。
5. 禁止将任何物体投入冷却塔内，以免造成堵塞或损坏设备。
6. 禁止在冷却塔周围吸烟或使用明火，以防引发火灾。
7. 在操作过程中，应注意防止触电和滑倒等意外事故的发生。
8. 操作结束后，及时关闭冷却塔的各项设备和阀门，并进行必要的清理和维护。
五、总结冷却塔的操作规程是确保冷却塔安全运行和高效工作的重要依据。
操作人员应严格按照操作规程进行操作，并时刻关注冷却塔的运行状态，如有异常应及时报告并采取相应的措施。
冷却塔水轮机技改造分析
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。
轴流式微型水轮机在节能型冷却塔中的应用
设 计运 行范 围 １ ０～ １ ｍ ／ ， 计 工作 水 ９ ２０ ｈ 设
图 １ 轴 流 式 水 轮 机 应 用 示 意 图
Ｆｉ １ Ａｐｐ ｉａｉｎ ｏ ｘ ａ ｏ ｔｒ ｎｅ Ｏ ｏ ｌｎ ｏ ｒ ｇ． ｌｃ ｔ ｆａ ｉ ｌｆ ｗ ｕ ｂｉ ｎ ｃ ｏｉ ｇ ｔ ｗｅ ｏ ｌ
上不 适合 驱 动低转 速 工作 的冷 却塔 风机 。混 流式 水 轮机 和轴 流 式水 轮机 都 有 较 高 的工 作 效 率 ， 可 以 均
第３ １卷 第 ４期 ２１ ０ ２年 １ ０月
电 工 电 能 新 技 术
Ａｄ ａ ｅ ｃ ｎ ｌｇ ｆＥｌ ｃｒｃ ｌＥｎ ｉ ｅ ｎ ｎ ｅ ｇ ｖ ｎｃ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｅ ｔ ａ ｇｎｅ ｒ ｇ ａ ｄ Ｅｎ ｒ ｙ ｉ ｉ
Ｖｏ ． １ ３１，Ｎｏ ４ ．
位 进行 了充 分 的研究 ， 已经 实现 了产 业化 ， 并 而轴 流 式 水轮 机在 冷却 塔 中 的应 用研 究 则刚 刚起 步 。
高， 用于 驱动 冷却 塔 风 机 需 配 备 减 速 器 。混 流 式 水
轮 机 的 比转 速要低 于轴 流 式 水 轮 机 ， 风 机 转 速 较 在 高 的小 流量应 用 场合 可 以实 现 与 风 机 的 直 连 ， 消 取 减速 器 。但 与 风 机 直 连 的 混 流 式 水 轮 机 比转 速 更 低 ， 出大扭矩 时 需要 流体 有非 常大 的 切 向分 速度 ， 输
利用水轮机对冷却塔进行节能改造
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。
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水轮机在新冷却塔中的使用
水轮机代替电动机驱动风机存在前述的 4 个方面优特点，因此不仅用于老塔的改造中，也必然会与新冷却塔配套使用，那么提升水泵扬程（压力）如何确定，是否像老塔那样从省去了风机电动机来说而达到100 %节能，对这些问题应进行分析和研究。
1. 提升水泵的扬程
在设计中，从热水池把水提升到冷却塔配水系统所需要的扬程，是按计算所得理论值再加4～6m 的富余水头确定的。
常用的富余水头为4m 左右。
按表8-4 的计算，此水头做功是达不到水轮机所需要的轴功率的，则转速、风量、冷却都无法达到设计的要求。
因此提升水泵的扬程必须满足水轮机所需要的水头（H ）值，那么水泵的扬程如何确定，可分以下两种情况讨论：
（1 ）不考虑设计需要的富余水头
不考虑设计需要的富余水头就是不另增加4～6m 的水压，对水轮机来说，这4～6m的水头也用来推动水轮机做功了，则水泵需要的扬程用公式表示为： H扬=h净+Σ h1 +Σhf +h机（m ）（8-23 ）
式中 H扬———水泵扬程（m ）；
h净———水泵吸水池最低水位到冷却塔配水系统高度（m ）；
Σh1 ———从水泵吸水管到塔配水系统管道中的沿程水头损失总和（m ）；
Σhf ———从水泵吸水管到塔配水系统的喇叭口、阀门、弯头等局部水头损失之和（m ）；
h机———水轮机轴功率所需要的水头H （m ）。
设计考虑的4～6m 富余水头是因考虑可能产生的计算误差和今后管道粗糙度增加与沉淀物结垢，水头损失增加而设的安全系数。
现选泵扬程中未考虑该因素（注：改造塔中原有多余水头全部利用了，也未考虑该因素）。
从能量消耗来说，虽是节能了，但从运行、长期保持设计风量和水冷却效果来说，欠较安全。
（2 ）考虑设计需要的富余水头
考虑设计的富余水头是指水泵扬程达到水轮机轴功率所需要的水头之后，还需增加4～6m 扬程。
用公式表示为： H扬=h净+Σh1 +Σhf +h机+（4～6）（m）（8- 24 ）水泵扬程比式（8-23 ）多了4～6m ，考虑了可能产生的计算误差和今后的阻力增加，故是偏安全的。
以上两种选泵扬程方式中采用哪种方式为妥，要视具体情况而定。
例如，在设计计算相对较精确，基本不大会产生多大误差的情况下，如果水泵提升系统的管道和配件采用的是塑料管和配件（PVC 、UPVC 、PE 、ABS 等）、钢塑、铝塑等复合管、玻璃钢管等，这可考虑采用第一种选择水泵扬程的方式。
原因是上述水管内壁非常光滑，光洁度好，阻力很小，而且耐酸碱腐蚀、不易粗糙，也不易沉淀结垢而缩小过水断面，故基本上可不考虑富余水头或略考虑些即可。
但如果管道系统采用的是铸铁管、钢管，甚至钢筋混凝管等，则要考虑今后阻力增大而消耗的水头损失，选择第二种水泵扬程的方式为妥。
2. 节能情况分析
假定设计的富余水头定为5m ，按第一种选择水泵扬程的方法，这5m 水头也用来推动水轮机做功了，则按表8-3 、8-4 中电动机功率和风机所需的轴功率及需要的水头来计算和分析节能的情况，见表8-5 。
表中的节能是建立在已利用5m 富余水头的基础上，“需增加水头”一项中的值是达到水轮机轴功率值“做功需要水头”减去5m 得来的，这个增加水头能做多少功立在“增加水头做的功”一项中，然后把原风机配用的电动机功率减去“增加水头做的功”，得到“减少的功率”，也就是节省的功率（电能），再除以电动机功率得节能的百分比值。
由表8-5 可见：
（1 ）Δt =5 ℃的低温型新塔，在利用5m 富余水头（对塔来讲即没有考虑富余水头）的情况下，除4000m3／h 塔（节能43.6 %）之外，节能均在50 %以上，高的达到近80 %。
（2 ）节能的基本规律为：中小型塔节能多，大塔节能少。
表中可见，≤ 200m3／h 的塔，节能＞ 70 %；300～400m3／h 的塔，节能在60 %， 70 %；≥ 500m3／h 的（除1000m 3／h ）节能在50 %左右。
可见，Q 从小→大，节能从大→小。
没有考虑富余水头，对塔的长期运行来说，缺乏安全感，时间长了，阻力会增大，摩阻损失增加，做功的水头会减少，则会影响水轮机转速、风量、水量和冷却效果，故应适当地考虑富余水头。
现假定水泵的富余水头仍为5m ，而这5m 水头不考虑用于水轮机做功，那么节能的情况可参见表8-6 。
表中、实际水头可做功的功率、一项中，小于150m3／h 的水轮机效率按η=0.85 计，大于150m3／h 的水轮机效率η=0.80 计。
节能百分比是按“原配电动机功率”减去“实际水头可做功的功率”，再除以“原配电动机功率”而得。
从表8-6 可见：
（1 ）表中节能一项中有正值和负值（即正值为节能，负值不但不节能，反而增加能耗），表中最大的节能值仅为16.4 %，而反而增加能耗的高达19.82 %。
存在既节能又耗能两种情况。
（2 ）从表8-6 可见：水量≤ 400m3／h 的塔，在不利用5m 富余的情况下，还是节能的，但节能是有限的，一般不超过20 %；而水量＞ 400m3／h 的塔，在不利用5m 富余水头的情况下，基本趋势是反而增加能耗，高的近20 %。
（3 ）无论新塔还是老塔改造，只有充分利用提升水泵多余的5m 左右富余水头，才能达到节能省电的目的，才有意义。
否则，考虑要慎重，要通过计算根据是否节能作决定。
对于中温塔（Δt =10 ℃），除部分适合于老塔改造之外，其水泵的富余水头要远大于5m ，对新塔如不利用富余水头来说，反而会增加能耗而不经济，这里不再论述。