朱国庆 韩鹏
山东蓝想环境科技股份有限公司 山东 潍坊 262100
摘要：冷却塔风机节能技术正在逐步发展，该项目具有极大的发展优势。它不仅能够节约企业的生产成本，在生产过程中使得企业效益大大增长，同时也可以起到保护自然环境的作用，降低资源的消耗，遵循节能减耗的原则，对生态的发展具有重要的意义。本文通过某公司一期2×330MW的工程，对水动风机冷却塔的工作原理、工作特点以及其使用条件和节能的效果进行了分析。
关键词：水动风机；冷却塔；应用；节能
1 前言
我国当前的钢铁企业工业循环冷却水系统运转大部分是运用的机械通风冷却塔。为了实现通风冷却，电机作为驱动部分，来保证冷却风机的正常运转，在操作过程中会有极大的弊端。它严重的耗费电能，并且由于故障问题较为严重，因而增加了成本，使得在维护检修过程中支付了较大的费用，得不偿失。在宣钢主要的工业水系统循环过程中，存在着大约110座机械通风冷却塔。其中，电耗费每年达到了大约980万元。因此，为了能够减小成本，实现节约能耗，应当严格的对净环冷却水系统进行改造。
2 水动风机冷却塔的工作原理及应用条件
混流式水轮机的原理和结构是水动风机冷却塔的核心技术。通过水利能够带动水轮机旋转，而水轮机与风机相连，其通过功率的输出能够带动它的旋转，进而代替了电机。传统的电机作为风机的动力来源，冷却水系统又要为水动风机冷却提供了工作动力。冷却水系统是水动风机运行的必要条件，在应用过程中，我们要做到及时的对其循环冷却水的能耗进行相应的的观察和分析，对其系统的运转工作状况有稳定的把握，关注水轮机功率的输出，并且能够判断其是否满足了水动风机的轴功率需要。对于设备，要进行及时的检查和更新，避免设备出现老化现象以及管道结构等出现问题，从而对系统的供水能力造成了严重的危害，也影响了水系统扩容改造的判断。能够对水轮机进行正确的运用，能够避免上述现象的发生。它可以对电能进行节约，而且在管网系统中，能够起到一定的调节作用。
3 改造方案
内做功是水轮机的主要做工方式，通过和原布水器进行连接，在先前的进水管设备里，进行仪器的安装，使其能够对阀门的开度进行调节。这样能够保证其能在操作过程中可以调节上塔水量和风机转速，从而才能达到更加安全了稳定效果。这样循环水系统通过动能和压能的作用，最大程度的对能源进行利用，从而能够对冷却塔水动风机实现节能的目的。在一期工程为2×330MW空冷机组辅机冷却水系统中，对原来的方案中，3台冷却塔冷却风机中的#1冷却塔进行改造，确保改进冷却塔系统，对其进行升级，实现节能。
3.1 风机轴功率计算
在改造过程中其关键点为改造之后的水轮机实际输出功率相比之前的风机轴功率应该有所增加。（即P输出>P风机）对于上文系统中2000m3/h的冷却塔，其配备的风机的电机功率是90kW，η电机=0.85，则P电机=P额×0.85=76.5kW。由于每一个机械设备的做功不同，它的风机输入功率约为P风机=P电机×η电机×η减速机×η传动轴=64.13kW。
3.2 系统富余能量计算
根据相应公式，可以计算循环水系统富余能量的多少，功率：P=ρ×g×Q×H÷3600[3]。在3台冷却塔的系统中;可以得出，P 总输出 =56.95kW×3个 =170.85kW，水轮机输出轴功率：P输出=P水轮机×0.85=145.22kW ，因此我们可以得出可改造条件系统的工作效率：P 输出/ P 风机=145.22÷64.13 ≈2.3。
由此我们可以得出结论，在对前两台冷却塔进行改造完成后，还会剩余丰富的能量，因而仍然具有一定的能量能被使用。
4 调试方案
4.1 #1、#3处于全开状态，#2关闭
一直对#1、#3进行全开状态，在工程进行过程中，缓慢的关闭#2的上塔门，在此过程中，记录请各工序的运转情况，关注水轮机的转速，记录油温以及震动情况，对各工序的电流以及管道压力和温度状况进行及时记录。当开式水母管在温度上升达到三度时，继停止实验的进行，使机器恢复至原状态。
4.2 关闭#2塔，节流#3
塔在上一步执行过程中正常运转时，此时应该慢慢的对#3塔上塔门进行关闭操作，同样记录各工序的运转情况，关注水轮机的转速，记录油温以及震动情况等，对各工序的电流以及管道压力和温度状况进行及时反应[4]。同理，当开式水母管进回水温度上涨达到3℃时，就立即停止实验的进行，使机器恢复至原状态。
4.3 #1塔正常上水，#2、#3塔同时截流
在这一过程中，我们将#1上塔门进行开合状态。与此同时，慢慢关闭#2和#3上塔门。按照上两个步骤再操作一次进行记录，记录请各工序的运转情况，关注水轮机的转速，记录油温以及震动情况，对各工序的电流以及管道压力和温度状况进行及时记录。当开式水母管在温度上升达到三度时，立即停止实验的进行，使机器恢复至原状态。注意在对#2、#3的上塔门进行相应操作时，把握使最小开度在百分之二十以内。
5 调试效果
依据实验参数列表，根据实验数据，进行分析并且得出结论。
5.1 同时节流#2、#3塔情况
打开#1塔上塔门，使三塔一起进行无节上水过程，此时转速达到22r/min，开式水的供回水温度呈现减小的趋势。关闭#2、#3塔上塔门时，其程度达到60°的情况下，其转速变为32r/min，在升高1.1℃温度时，开式水供回水母管温度减小了0.3℃。关闭#2、#3塔上塔门，其程度达到45°的情况下，其转速变为60r/min，在升高2℃温度时，开式水供回水母管温度减小了1℃。关闭#2、#3塔上塔门时，其程度达到30°的情况下，其转速变为98r/min，在升高4.3℃温度时，开式水供回水母管温度减小了2℃。此时，关闭其中一台设备，则另一台设备由894r/ min的转速变为510r/min，环境温度增长了7℃，供回水温度能够维持在一定范围内。
5.2 同时节流#1、#3塔情况
使#2塔停止运转，打开#1、#3塔，保持九十度的上塔阀门开度，95rpm的水轮转速，保证其符合条件。电机转速应该是4.89r/min（停机状态）和;610.10r/min。
6 项目的社会效益和前景探讨
能够达到节能功效，能够通过水泵内的余压，使电能的损耗降低，摒弃了风机电机的运用，从而使节能效果显著增加。此外，其还具有可靠安全性，其设计性严谨，在运转中能够平稳进行，改善了漏油的现象，使故障大大减少，从而也为其人身安全提供了保障。由于其冷却塔的中心实现了，大大增强了其运行环境，在改造过程中，我们取消了电机和减速机的设计环节，大大减少了其损耗问题，减少了维修的成本。由于季节的更替，循环水流量增减，则水动风机的转速也增减，从而影响了风量的增减。这样就能够保证冷却塔的汽水得保持在稳定状态。十冷却效果更加良好，采用水动风机冷却它，能够有效地解决其噪音和振动问题。由此我们可以看出这一节能改造具有极强的优势。
7 结束语
综上所述，我国范围内水动风机冷却塔是30项高效节能技术之一，它涉及多个行业，因此在发展过程中前景极为广阔。这一技术具有极大的发展空间，其具有极强的优势，通过改造能够降低成本、増强企业效益以及节能环保。因此应该加大对水动风机冷却塔的研究与应用，积极进行技术改进，进而不断促进其行业的发展。
参考文献：
[1]张飞狂.冷却塔水轮机[P].中国专利：专利ZL02216-112.X，2003-01-08.
[2]王仁南.炼厂循环水冷却塔的节能改造[J].节能技术，2016，34（03）：262-265.
[3]鞠晓亮.水动风机在冷却塔中的应用[J].中国有色冶金，2018，47（03）：59-61.