水动风机冷却塔的应用

　　一、引言

　　目前国内钢铁企业工业循环冷却水系统多数采用机械通风冷却塔，冷却风机以电机作为驱动来实现通风冷却。这种冷却方法最大缺点是浪费电能、故障率高、维护检修费用大。宣钢主要工序循环水系统有机械通风冷却塔110多座，每年电耗费用约980万元。为了节能降耗，先后把炼钢110t转炉的浊环冷却水系统和120t转炉的净环冷却水系统4台机械通风冷却塔改造为水动风机冷却塔。

　　二、水动风机冷却塔的工作原理及应用条件

　　水动风机冷却塔的核心技术是根据混流式水轮机原理和结构，利用水力驱动水轮机转动，水轮机的输出轴直接与风机相连而带动其旋转，从而取代了电机作为风机动力源。

　　水动风机冷却塔的水轮机工作动力来源于冷却水系统的余压，这也是水动风机应用于冷却水系统的前提条件。在应用时要进行循环冷却水的能耗分析，掌握系统的运行工况及稳定性;充分考虑水轮机的输出功率 (即能够利用的上塔余压)能否满足风机的轴功率;考虑后续设备老化、管道结垢等因素对系统供水能力 (包括水量、水压) 带来的影响及循环水系统是否有扩容改造的可能性。合理的利用水轮机不仅可以节电，同时对于管网系统还有一定的压力调节作用。

　　三、改造前系统概况及水动风机的选型

　　炼钢厂120t转炉中心水泵站净环冷却水系统有GBNL- 500机械通风冷却塔1座，标称流量500m³/h，风机配套电机22kW;设计水温差Δt=10℃;上塔水泵两台，日常运行一开一备。

　　1. 冷却塔部分

　　型号GBNL-500机械通风冷却塔;塔体结构形式：钢框架玻璃钢;标称流量500m³/h;湿球温度24℃;大气压力100.4kPa;进水温度43℃、出水温度33℃、温差10℃;实测进水温度35℃、出水温度28.5℃、温差6.5℃。

　　2. 水泵部分

　　型号DFSS200- 400C;数量两台(一用一备);额定扬程40m;额定流量617m³/h;额定功率90kW;额定电压380V;实测电流120A;水泵出口阀开启度68%;水泵出口压力0.39MPa。

　　3.风机部分

　　型号LF- 42;直径准4.2m; 风 量4.5×105m³/h; 风 压127.5Pa;转速240r/min;叶片数量4;额定功率22kW;额定电压380V;实测电流25A。

　　4. 水动风机技术参数

　　型号S-HL500A水力牌水轮机;流量500m³/h;工作水头≥11m;转速243r/min;效率85%;转轮材质为铸钢;轴承采用LYC组合轴承;转轮采用混流式超低比转速设计。

　　四、可行性分析

　　1. 上塔水泵余压 (富余扬程)测算

式中：H余———上塔水泵富余扬程，m;

　　H出———上塔水泵出口扬程，m;