循环水冷却塔节能改造可行性方案

二化循环水冷却塔技改可行性计算

1、系统各单元实际运行参数及工作状况

1.1 循环水泵型号：RDL700-820A；

向外供水实际压力： 0.48MPa

出口阀门开度：全开；额定电压:10KV

额定电流：96.8A；实际电流：86-89A

1.2 风机部分

电机额定功率：200KW；额定电压：380V

电机额定电流：362A；电机实际电流:260A

1.3 冷却塔部分

海鸥方形逆流塔：7台；设计流量4500m3/h；实际流量3800-4000m3/h；实际温差8-9℃；上塔管径：900；上塔阀门开度40o；系统回水压力0.25-0.26MPa；布水器高度：11米。

2、风机轴功率及系统富余能量核算

2.1 风机轴功率计算

P电机=3× U × I×coSφ=1.732 × 380 × 260× 0.85=145.45KW 受电机效率、传动轴效率、减速机效率等影响风机实际功率为：

P风机=P电机×η电机×η减速机×η传动轴=145.45 × 0.92

×0.91× 0.98=119.33KW

（说明：根据机械设计手册第二、四卷电机效率为0.92、传动轴效率为0.98、减速机效率为0.91）

2.2 系统富余压头计算

目前上塔阀门没有完全打开，开度为400，阀门消耗的压头可由下列公式计算

流速：V=Q/S 压头：H=§V2/2g

其中：H-----系统中阀门所消耗的扬程

§----- 阻力系数；查《水工业工程设计手册》水力计算表；

取为400阀门开度时，§= 81

V-----循环水系统水的流速

g-----重力加速度9.81m2/s

Q-----实际流量：按实际3850m2/h计算

S-----管道横截面积

计算：V=Q / s =1.68m/s。

H=§V2/2g =81×1.682/2 ×9.81=11.65m。

目前系统回水压力按0.25MPa计，克服阀门阻力和布水高程11m阻力，布水阻力按3m损失计算到达布水喷头余压为：25-11.65-11-2=0.35m 理论计算与实际基本相差不大。

从上计算可以看出，改造后将阀门全开，水轮机可利用的系统富余压头为：回水管阀前压力-布水管高程-布水管至塔顶高程-布水阻力

=25-11-2=12m

2.3 系统实际富余能量计算

P=η水轮机×g×Q×H÷3600

η水轮机:贯流式水轮机效率93

P水轮机=0.93×9.81×3850×12÷3600=117.08KW

P风机（水）= P水轮机×η减速机×η传动轴=117.08 ×0.91×0.98=104.41KW

3、水轮机改造条件判断

水轮机输出功率为：P风机（水）=104.41KW；冷却塔风机需要

的功率为：P风机=119.33KW。

改造条件判断：P风机（水）/P风机（电）=104.41/119.33=0.875 从计算结果看，回水压力在0.25MPa时，改造P水轮机/P风机

为0.875，基本达到电机功率水平但仍有差距，

回水压力在0.26MPa时则P水轮机=0.93×9.81×3850×13÷3600=126.84KW

P风机（水）= P水轮机×η减速机×η传动轴=126.84×0.91×0.98=113.12KW

改造条件判断：P风机（水）/P风机（电）=104.41/119.33=0.948 基本达到电机功率水平但仍有差距

因此要完全满足替代则需将系统其他部位消耗的能量移至水轮机处，初步考虑以下两种方案：

一种为将尿素循环水回水总管阀门开度再增大减小阻力将回水压力

由0.26MPa提升至0.27MPa，重新计算结果如下：

P水轮机=0.93×9.81×3850×14÷3600=136.60KW

P风机（水）= P水轮机×η减速机×η传动轴=136.60×0.91×0.98=121.81KW

改造条件判断：P水轮机/P风机=121.81/119.33=1.021

从计算结果看，改造P风机（水）/P风机（电） > 1 ；满足了完全替代条件。

另一种为将改造塔的进水量由实际的3850m2/h提升至4300m2/h，重新计算结果如下：

P水轮机=0.93×9.81×4200×13÷3600=138.37KW

P风机（水）= P水轮机×η减速机×η传动轴=138.37×0.91×0.98=123.39KW

改造条件判断：P水轮机/P风机=123.39/119.33=1.034

从计算结果看，改造P风机（水）/P风机（电） > 1 ；满足了完全替代条件。

从上述计算结果来看，即便是不作调整使用水轮机也可以达到原电机带动负荷的90%左右，夏季基本满足，冬季五个月由于风机只开5台有时还有富余，这五个月电量完全可以节约下来，夏季根据情况可以将电机恢复或对工况做出调整（采用贯流式水轮机）。因此先期改造一台对系统运行没有风险。

供水二车间