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| 水輪機(jī)在新冷卻塔中的使用 |
| 發(fā)表時(shí)間:2018-11-21 點(diǎn)擊:3816 |
水輪機(jī)代替電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)存在前述的4 個(gè)方面優(yōu)特點(diǎn),因此不僅用于老塔的改造中,也必然會(huì)與新冷卻塔配套使用,那么提升水泵揚(yáng)程(壓力)如何確定,是否像老塔那樣從省去了風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)來說而達(dá)到100 %節(jié)能,對這些問題應(yīng)進(jìn)行分析和研究。 1. 提升水泵的揚(yáng)程 在設(shè)計(jì)中,從熱水池把水提升到冷卻塔配水系統(tǒng)所需要的揚(yáng)程,是按計(jì)算所得理論值再加4~6m 的富余水頭確定的。常用的富余水頭為4m 左右。按表8-4 的計(jì)算,此水頭做功是達(dá)不到水輪機(jī)所需要的軸功率的,則轉(zhuǎn)速、風(fēng)量、冷卻都無法達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。因此提升水泵的揚(yáng)程必須滿足水輪機(jī)所需要的水頭(H )值,那么水泵的揚(yáng)程如何確定,可分以下兩種情況討論: (1 )不考慮設(shè)計(jì)需要的富余水頭 不考慮設(shè)計(jì)需要的富余水頭就是不另增加4~6m 的水壓,對水輪機(jī)來說,這4~6m的水頭也用來推動(dòng)水輪機(jī)做功了,則水泵需要的揚(yáng)程用公式表示為: H揚(yáng)=h凈+∑ h1 +∑hf +h機(jī) (m ) (8-23 ) 式中 H揚(yáng)———水泵揚(yáng)程(m ); h凈———水泵吸水池最低水位到冷卻塔配水系統(tǒng)高度(m ); ∑h1 ———從水泵吸水管到塔配水系統(tǒng)管道中的沿程水頭損失總和(m ); ∑hf ———從水泵吸水管到塔配水系統(tǒng)的喇叭口、閥門、彎頭等局部水頭損失之和(m ); h機(jī)———水輪機(jī)軸功率所需要的水頭H (m )。 設(shè)計(jì)考慮的4~6m 富余水頭是因考慮可能產(chǎn)生的計(jì)算誤差和今后管道粗糙度增加與沉淀物結(jié)垢,水頭損失增加而設(shè)的安全系數(shù),F(xiàn)選泵揚(yáng)程中未考慮該因素(注:改造塔中原有多余水頭全部利用了,也未考慮該因素)。從能量消耗來說,雖是節(jié)能了,但從運(yùn)行、長期保持設(shè)計(jì)風(fēng)量和水冷卻效果來說,欠較安全。 (2 )考慮設(shè)計(jì)需要的富余水頭 考慮設(shè)計(jì)的富余水頭是指水泵揚(yáng)程達(dá)到水輪機(jī)軸功率所需要的水頭之后,還需增加4~ 6m 揚(yáng)程。用公式表示為: H揚(yáng)=h凈+∑h1 +∑hf +h機(jī)+(4~6) (8- 24 ) 水泵揚(yáng)程比式(8-23 )多了4~6m ,考慮了可能產(chǎn)生的計(jì)算誤差和今后的阻力增加,故是偏安全的。 以上兩種選泵揚(yáng)程方式中采用哪種方式為妥,要視具體情況而定。例如,在設(shè)計(jì)計(jì)算相對較精確,基本不大會(huì)產(chǎn)生多大誤差的情況下,如果水泵提升系統(tǒng)的管道和配件采用的是塑料管和配件(PVC 、UPVC 、PE 、ABS 等)、鋼塑、鋁塑等復(fù)合管、玻璃鋼管等,這可考慮采用第一種選擇水泵揚(yáng)程的方式。原因是上述水管內(nèi)壁非常光滑,光潔度好,阻力很小,而且耐酸堿腐蝕、不易粗糙,也不易沉淀結(jié)垢而縮小過水?dāng)嗝,故基本上可不考慮富余水頭或略考慮些即可。但如果管道系統(tǒng)采用的是鑄鐵管、鋼管,甚至鋼筋混凝管等,則要考慮今后阻力增大而消耗的水頭損失,選擇第二種水泵揚(yáng)程的方式為妥。 2. 節(jié)能情況分析 假定設(shè)計(jì)的富余水頭定為5m ,按第一種選擇水泵揚(yáng)程的方法,這5m 水頭也用來推動(dòng)水輪機(jī)做功了,則按表8-3 、8-4 中電動(dòng)機(jī)功率和風(fēng)機(jī)所需的軸功率及需要的水頭來計(jì)算和分析節(jié)能的情況,見表8-5 。表中的節(jié)能是建立在已利用5m 富余水頭的基礎(chǔ)上,“需增加水頭”一項(xiàng)中的值是達(dá)到水輪機(jī)軸功率值“做功需要水頭”減去5m 得來的,這個(gè)增加水頭能做多少功立在“增加水頭做的功”一項(xiàng)中,然后把原風(fēng)機(jī)配用的電動(dòng)機(jī)功率減去“增加水頭做的功”,得到“減少的功率”,也就是節(jié)省的功率(電能),再除以電動(dòng)機(jī)功率得節(jié)能的百分比值。 (1 )Δt =5 ℃的低溫型新塔,在利用5m 富余水頭(對塔來講即沒有考慮富余水頭)的情況下,除4000m3/h 塔(節(jié)能43.6 %)之外,節(jié)能均在50 %以上,高的達(dá)到近80 %。 (2 )節(jié)能的基本規(guī)律為:中小型塔節(jié)能多,大塔節(jié)能少。表中可見,≤ 200m3/h 的塔,節(jié)能> 70 %;300~400m3/h 的塔,節(jié)能在60 %, 70 %;≥ 500m3/h 的(除1000m 3/h )節(jié)能在50 %左右?梢,Q 從小→ 大,節(jié)能從大→ 小。 沒有考慮富余水頭,對塔的長期運(yùn)行來說,缺乏安全感,時(shí)間長了,阻力會(huì)增大,摩阻損失增加,做功的水頭會(huì)減少,則會(huì)影響水輪機(jī)轉(zhuǎn)速、風(fēng)量、水量和冷卻效果,故應(yīng)適當(dāng)?shù)乜紤]富余水頭,F(xiàn)假定水泵的富余水頭仍為5m ,而這5m 水頭不考慮用于水輪機(jī)做功,那么節(jié)能的情況可參見表8-6 。表中、實(shí)際水頭可做功的功率、 一項(xiàng)中,小于150m3/h 的水輪機(jī)效率按η=0.85 計(jì),大于150m3/h 的水輪機(jī)效率η=0.80 計(jì)。節(jié)能百分比是按“原配電動(dòng)機(jī)功率”減去“實(shí)際水頭可做功的功率”,再除以“原配電動(dòng)機(jī)功率”而得。 (1 )表中節(jié)能一項(xiàng)中有正值和負(fù)值(即正值為節(jié)能,負(fù)值不但不節(jié)能,反而增加能耗),表中最大的節(jié)能值僅為16.4 %,而反而增加能耗的高達(dá)19.82 %。存在既節(jié)能又耗能兩種情況。 (2 )從表8-6 可見:水量≤ 400m3/h 的塔,在不利用5m 富余的情況下,還是節(jié)能的,但節(jié)能是有限的,一般不超過20 %;而水量> 400m3/h 的塔,在不利用5m 富余水頭的情況下,基本趨勢是反而增加能耗,高的近20 %。 (3 )無論新塔還是老塔改造,只有充分利用提升水泵多余的5m 左右富余水頭,才能達(dá)到節(jié)能省電的目的,才有意義。否則,考慮要慎重,要通過計(jì)算根據(jù)是否節(jié)能作決定。 |
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