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水动风机冷却塔水轮机选型

时间:2019-06-25 10:09   tags: 产品二类  

  1 .选型要求 用于冷却塔内推动风机转动的水轮机,由于冷却塔本身要求和条件的限制,不是上述介绍的水轮机均可适用,而应根据要求进行分析研究后选型。用于冷却塔水轮机的基本要求为:

  冷却塔的大小是由循环冷却水量来决定的,一般在100~3000t/h ,再小的有50~30t/h 等,再大的◇…=▲有4000t/h 。这按秒流量计一般为0.0278~0.833t/s 。与水力★◇▽▼•发电的水▪▲□◁量相比,是很小的流量;从水头来看,用于冷却塔的水轮机水头是利用提升水泵的富余水头,其可利用水头的范围为H =4~20m ,通常为5~15m ,这与水力发电的峡谷、库区等水位小得多。

  因此,用于水动风机冷却塔的水轮机,应是低水头、小流量的水轮机才能符合要求。高水头大流量的肯定不适用。

  冷却塔中风机的轴功率等于风经过冷却塔各部分阻力的总和。风机设在风筒下部始端,原用电动○▲-•■□机带动风机时,风机由设在风筒▽•●◆顶◁☆●•○△端的支架固定。现采用水轮机驱动风机,水轮机设在◇=△▲冷却塔配水管以上由中间进水管顶端,水轮机立轴与风机相连接,省去了原来的风机支架,水轮机、风机的重量均由中间进水管承受。省去了风机支架,减少了支架的通风阻力,但增设了水轮机,则增加了水轮机的阻力,如水轮机体积大,则阻力也增大,故要求水轮机体积尽可能小,以减小▲★-▪…□▷▷•●阻力,有利于驱动水轮机。

  水泵的剩余(富余)水头是有限的,要用来推动水轮机驱动风机转动,达到设计的转速和风量,这就要求充分地利用富余水头的能量,水轮机的转轮要轻,阻力要小,能耗要省。同时要求水轮机的效率要高,尽可能达到80 %以上,以提高水轮机的有效轴功率。

  风机叶片处在同一水平面,风机轴与叶片▲●△▪▲□△…△垂直,而水轮机必须是立轴式布置,而且应是小型水轮机。立轴布置还可以降低进水管水头损失,提高水轮机效率。

  水轮机是金属体,有一定的●重量,又安装在冷却塔内上部正中,因此有一定的难度。小塔的水轮机可能人工就位安装,但大塔的水轮机必须用机械吊装就位,故要求水轮机重量轻、便于安装。同时水轮△▪▲□△机位于塔内上部,投入运行后维护修理很不方便,所以维护修理▲=○▼要少、工作量要小。

  根据上述要求,对照表821 中水轮机形式和适用的水头范围,只有反击式中的轴流式、 贯流式和冲击式中双击式符合水动风机水轮机选型范围,故其他形式一律不予考虑。

  反击式水轮机的水流始终是连续充满整个转轮的有压流动。轴流式水轮机的常用水头范围为3~50m ,符合水动风机水轮机的要求,但它适◆●△▼●用于大流量,在大型水电站中使用,其模型水轮机流量为0.835m3/s 和1.236m3/s 。而3000t/h 冷却塔的流量为0.833m3/s ,轴流式水轮机在实际应用中的流量均> 10m3/s ,因此不宜用作水动风机水轮机。

  贯流式水轮机的适应水头为2~30m ,很适用于水动风机水轮机,但是贯流式水轮机的主轴都采用卧轴布置形式,如要布置成立轴式,则增加结构的复杂性,而在冷却塔内安装则要求简单、体积小,故基本上不考虑。

  这样只剩下冲击式中的双击式水轮机(见图8-7 ),其适应水头为5~100m ,水动风机水轮机的水头在此范围内。其比转速n s =35~150 ,甚至更高,比转速也称比速,其含义是:在1m 水头下,产生1k W 功率时的水轮机转速。比转速n s 是一个综合性参数,它集中反映了水轮机的转速n、水头H 和出力N 之间的关系,表示一个水轮机系列的特征。

  在水头和出力相同的情况下,n s 愈大,转速n 愈大,则机组尺寸愈小,机组造价低;在水头和转轮直径相同的情况下,n s 大的水轮机可发出更多的出力(即出力大)。在冲击式水轮机中,单喷嘴水斗式水轮机比转速 30 ;斜击式水轮机n s =30~70 ;而双击式水轮机n s 为最高。而且适用于发电量1000k W 以下,即流量(Q )小,适应冷却塔的水流量。

  同时双击式水轮机两次冲击转轮上叶片转动叶轮,结构也简单,便于◆▼制作。综合上述,选用冲击式中的双击式水轮机作为水动风机水轮机,但根据冷却塔的特点和需要,在现双击式水轮机基础上进行适当而必要的改进和提高,如各种类型的冷却塔,其冷却水量和富余水头基本上是不变的;双击式水轮机的转轮始终处于大气中,在喷嘴射流冲击轮叶的整个过程中,射流内的压力基本不变,近似为大气压。这对于冷却塔中槽式、池式配•□▼◁▼水系统来说是符合的,但对管式配水系统来说,配水管内也是有压的,即水流通过转轮叶片流道及进口与出口始终是连续的有压流动,这又是反击式水轮机的特性,故对双击式水轮机用于冷却塔水动风机中需进行改进和重新设计。

  结合图8-7 ,因水泵富余水头H 和冷却水量Q 基本上是不变的,不存在流量和压力的调节,故可取消调节闸板3 和舵轮4 ;喷嘴为矩形过水断面,断面的大小决定于流速V 的大小,有利于高速射流的动能传递给轮叶,驱动转轮按设计转速n 转动;为提高效率,应适当增加叶片,并把叶片形状做成渐开线形等。

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