水轮机在循环水系统中的应用

2014-12-21孙肖润王晓强孙攀邹广东张伟忠中国石化中原油田分公司石油化工总厂河南濮阳457165

化工管理 2014年30期

孙肖润王晓强孙攀邹广东张伟忠(中国石化中原油田分公司石油化工总厂河南濮阳 457165)

一、设备现状概述

循环水冷却塔是利用水和空气的接触，通过蒸发作用来散去工业上或制冷空调中产生的废热的一种设备。到目前为止，有许多冷却塔冷却时所用的风机均由电动机带动，这些电动机一年所耗电能是十分巨大的。中原油田石化总厂动力车间有7座凉水塔，7台电动风机。每台电动风机功率为30k W。如图一。

图一、原凉水塔风机由电机驱动

二、水轮机改造

为了节约电能，对循环水场1#、3#、5#、7#凉水塔风机由电机驱动改造为KER700水轮机驱动。如图二。

图二水轮机安装示意图

1.工作原理

（1）冷却塔

冷却塔有多种形式和种类，机械通风冷却塔是其中应用很广泛的一种。

机械通风冷却塔是利用水和空气的接触，通过蒸发作用来散去工业上或制冷空调中产生的废热的一种设备。其基本原理是干燥（低焓值）的空气经过塔顶部风机的抽吸，由进风口处进入冷却塔内，饱和蒸汽分压力大的高温水分子向压力低的空气流动，湿热（高焓值）的水自布水系统洒入塔内。当水膜和空气接触时，一方面空气与水直接传热，主要的一方面由于水蒸气表面和空气之间存在压力差，在压力的作用下产生蒸发现象，带走蒸发潜热，将水中的热量带走即蒸发传热，从而达到降温的目的。按冷却温度分有标准型冷却塔、中温型冷却塔、高温型冷却塔，本水轮机适用于标准型冷却塔、中温型冷却塔和部分高温型冷却塔。

（2）水轮机

图三系统能量转换示意图

KER700水轮机是通过利用循环水的压力回水，有压水流通过水轮机进水流道作用在转轮叶片上，驱动转轮旋转，并通过主轴将顶部的风机带动，产生冷却效果。在此过程中，水轮机在不增加水泵负荷的前提下，充分利用水泵出水的富余动能，转化成旋转机械能，从而代替电机转动风机，最大限度节约凉水塔风机电耗，达到节能降耗的目的。

水轮机必须在规定的工作压力下工作（＜0.15MPa）。若水量过大或压力过大，会使得水轮机转速高于额定的转速。这时可以根据需要调节水轮机的活动导叶来调节水量大小进而控制转速或在进水口和出水口之间加一个细管作为旁通，细管上配有一个小阀门，经过阀门的调节，小部分水流不经水轮机直接流入布水器入口，使得水轮机在额定的转速下运转。

水轮机作为水力的原动力，它将水能转换成旋转机械能。本水轮机是混流式水轮机的一种——反击式水轮机，它用于取代传统冷却塔所配的电机、减速机。工作时以水泵输送到冷却塔中的水为动力，驱动水轮机，带动冷却塔的风叶转动，从而达到节能的目的。