工业冷却塔用混流式高效水轮机节能技术

通过数值模拟和试验两种方法,开发出一种新型高比转速混流式水轮机,配备相应变比的减速器,代替冷却塔中的风扇电动机,以达到节能的目的.根据冷却塔水轮机工作环境的特点,为尽量减小水轮机尺寸,在结构设计方面提出了金属梯形蜗壳和单列环形导叶.通过数值模拟,分析了不同的导叶形式、转速、叶片安放角对水轮机性能的影响.通过对比,选取负曲度导叶形式,选择最优单位转速及叶片安放角,确定最优性能的水轮机数模方案.通过物模试验证明所开发的高比转速混流式节能水轮机尺寸能够满足冷却塔要求,其效率高,性能稳定,可以在有条件的地方推广应用.

利用cfd软件,开发一种高比转速混流式水轮机,配合相应变比的减速器,代替冷却塔中风扇电动机,以达到节能的目的。本文结合水轮机工作环境特点,在结构设计方面提出金属梯形蜗壳和单列环形导叶;通过数值模拟,重点对水轮机导叶形1式、转速、叶片安放进行了优化研究。通过对比分析选用负曲度导叶形式,选择最优单位转速及叶片安放角。开发研究的高比转速混流式水轮机效率高,性能稳定,可以在有条件的地方推广应用。

通过几个电站混流式水轮机的现场水压脉动检测试验发现,在机组额定出力的20%～30%范围内出现过水系统整体(蜗壳进口、顶盖、尾水管)水力共振,频率为转频的1～1.4倍,严重地影响机组稳定运行。将在实际工程试验中遇到的有关混流式水轮机水力振动及相关问题解决方法进行介绍。

介绍混流式水轮机导水机构在制造过程中需要注意的几个问题,以及为了保证质量而采取的措施。

水轮机转轮是水电站发电机组的重要核心部件,制造工艺复杂,整体尺寸庞大,重量多达几十甚至几百吨.混流式水轮发电机转轮目前绝大多数采用不锈钢材质,其生产制造工艺大多采用将叶片铸造成型后,由不锈钢材料的上冠、下环和叶片3大部分组焊,打磨加工而成.由于设计、工艺、加工、运行等因素造成绝大多数不锈钢转轮出现比较严重的贯穿性裂纹.本文通过转轮裂纹成因分析,探索其解决方法,最终彻底消除裂纹,为机组长期安全稳定运行提供了技术保障.

采用混合物空化模型对混流式水轮机的内部流场进行了数值计算,得到了大流量工况、最优流量工况、小流量工况水轮机的内部流动特性。计算结果表明:在大流量工况和小流量工况下,尾水管中心截面的低压区与涡带是相对应的,压力脉动的幅值主要受尾水管涡带直径两端压力差的影响,其尾水管进口段左右两侧以及弯肘段附近均有较大的漩涡区域,造成较大的能量耗散,尾水管内有明显的回流现象,水轮机内部流动比较紊乱。

通过混流式水轮机全流道的定常流动数值模拟,研究混流式水轮机内部尤其是尾水管在不同工况下的流动特点,目的在于探明引起混流式水轮机内部流动不稳定的真正原因。计算结果表明,引水部件的流动,蜗壳鼻端处压力波动均较为剧烈,周向分布不均匀,但是经过固定导叶和活动导叶的过滤后周向分布基本对称。转动部分的流动,小开度低单位转速时,较小的导叶出流角,使转轮叶片头部受到撞击,叶片上横向流动和背面的叶道涡严重,转轮出口靠上冠处有回流和横向流动,泄水锥下方回流严重;大开度时,转轮进出口流态都得到改善。尾水管内,小开度时,锥管中心回流严重,大部分水流流向外缘,受肘管的影响,锥管和肘管内部形成两个涡流区,主流流经支墩左侧,右侧较为紊乱;最优开度时,尾水管内部水流流线顺畅,支墩两侧水流平稳性基本一致;大开度时,尾水管主流向锥管中心聚拢,经过肘管的转弯时,出现很多局部的旋涡流动,支墩右侧水流相对平稳,而左侧较为紊乱。研究结果为压力脉动测量位置的选择提供理论依据。

工业冷却循环水系统节能综合分析报告 工业循环冷却水系统是工业生产企业处理工艺装置热负荷不可 或缺的重要公用工程装置，能源消耗可占企业总量的10%---40%，常用 的循环水系统为敞开式冷却水系统。 敞开式冷却水系统冷却水由循环泵送入系统中各换热器，以冷却 工艺热介质，冷却水本身温度升高，变成热水，此循环热水被送往冷却 塔顶部，由布水管道喷淋到塔内填料上，空气则由塔底百页窗空隙中进 入塔内，并被塔顶风叶或其它抽吸力抽吸上升，与落下的水滴和填料上 的水膜相遇进行热交换，水滴和水膜则在下降过程中逐渐变冷，水的冷 却过程是通过水滴或水膜的水－气界面间发生。热水与空气之间发生两 种传热作用，一是蒸发传热，带走的热量约占传热量的75%--80%，二是 接触传热，带走显热约占总传热量的20%--25%。为了加大接触的比表面 积，一般是借助于填料的作用。根据空气进入塔内情况分为自然抽风和 机械

通过一例水中尸块的法医学检验,将水电站水轮机叶片对尸体的机械力碎尸与人力碎尸进行比较、区别,以积累类似案件的检验经验。

混流式水轮机磨蚀严重的部位是叶片背面出口边靠近下环处、下环内外表面等。根据黄河水流的特性和对磨蚀规律的分析,水轮机的磨蚀防护一般采取聚氨酯涂层防护、高速氧燃喷漆碳化钨防护、优化转轮设计、减少过机泥沙等综合措施,取得了一定的效果。

近年来，我国大力扶持国内小水电增容改造，很多小水电制造企业都从中尝到了其中甜头，面对即将来临的新一轮的小水电市场的增容改造，这对于国内新建中、小水电站日趋饱和，水电市场不景气的大环境下，各个中、小水电设备制造厂家都想通过国家的一系列政策措施来摆脱目前企业所面临的困境，可改造是把双刃剑，效益很高，可机组改造所需要考虑的比新机组要多得多，一旦改造失败就会面临失去客户的信任，失去庞大的小水电改造市场。

1 混流式水轮机安装作业指导书 1、混流式水轮机安装工艺流程图 2、作业方法及要求 2.1施工准备 2.1.1熟悉图纸及制造厂的技术资料，了解设备的结构特点、技术要求及 施工准备 尾水管里衬拼装 座环、基础环组装及安装 蜗壳挂装及安装 机坑里衬、接力器里衬安装 机坑测定与座环、基础环加工 导水机构予装 转轮与主轴整体吊入机坑 导水机构安装 机组联轴、轴线调整 主轴密封及水导轴承安装 辅助设备及管路安装 起动试运行 尾水管里衬砼浇筑 座环、基础环支墩砼浇筑 蜗壳支墩砼浇筑 机组二期砼浇筑 尾水管里衬安装 蜗壳拼装 2 工艺要求。 2.1.2根据工程特点，结合现场的具体情况，编制施工技术措施。 2.1.3对施工人员进行技术交底。 2.1.4临时工装、器具制作，施工工器具准备。 2.2尾水管里衬拼装与安装 2.2.1作业方法 2.2.1.1根据尾水管到货设备的具体情况（若为

通过某水电站2台混流式水轮机现场振动、噪声试验,对1#机组运行时出现异常噪声的振源进行查找,同时采用锤击法对水轮机蝶阀层压力钢管进行固有频率测试。分析发现,某种水力激振频率与压力钢管的固有频率在92%以上负荷区域运行时发生耦合并引起压力钢管共振,是导致异常噪声的主要原因。在此基础上提出了活门出水边修型以及加装蜗壳进人门孔导流板的处理方案,最终通过改善流道环境,使水力激振频率得到大幅提高,并降低了涡列能量,起到了很好的错频消振效果。研究表明:通畅的流道环境对于有效避免由于水力激振或涡列振动引起的结构共振问题具有重要意义。

1、简介 水轮机冷却塔是利用循环水系统的富裕能量带动水轮机作功，在确保冷却塔 正常运作的同时，由水轮机替换原有风叶电机、减速器、传动轴等部件，把系统 中浪费的多余动能转化为机械能，带动风叶转动，以实现节能的目的。 2、工作流程 3、工作原理 工业冷却水在热交换设备和冷却塔之间的循环是通过水泵来驱动的。在设计循环 系统时水泵的扬程和流量都有一定的富余。水轮机的工作动力来自循环水泵所具 有的余压，该余压是在系统设计时必须留有的。按标准设计该余压为 0.04~0.08mpa。这样在冷却水循环系统运行时，一种情况是保证水流量而关小 管道中的阀门，这就在阀门上消耗了大量的能量，另一种情况是不关小阀门而管 道中的水流量很大，导致了水泵能耗高和冷却塔的冷却效果下降。水动能回收冷 却塔技术，就是在循环水管道中安装水轮机来带动风机转动，从而起到了利用管 道中多余的水能、调整管道中的水流量以及

利用cfd数值模拟计算,为冷却塔中代替风扇电动机的混流式水轮机选择合适的导叶叶型。经过相同导叶开度和相同流量两种情况下不同导叶形式的模拟计算和对比分析,得出了负曲度导叶叶型性能最优,效率比其他两种导叶叶型的水轮机高0.22%～2.75%,确定其为该水轮机的导叶叶型,从而达到了在冷却塔中使用混流式水轮机代替风扇电动机的目的。

1 26工业冷却塔用混流式水轮机技术 一、技术名称：工业冷却塔用混流式水轮机技术 二、适用范围：化工、冶炼、轻纺等行业有重力势能可利用的机械通风式冷却塔 的改造 三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状： 目前的工业循环冷却系统耗电现状是：每座冷却塔的塔顶都装有一台电动 机，用来驱动风筒内部的风叶转动，一座4500t/h流量的冷却塔电机年耗电量约 为175万kwh，耗能折合612tce。 四、技术内容： 1．技术原理 水轮机的工作动力来自循环冷却水系统水的重力势能以及循环水泵的富余 扬程，工作时保证冷却塔的技术参数，而且循环水泵的能耗不变。水轮机的输出 轴直接与风机连接并带动其转动，取消了原电机驱动风机系统，节约了电能。 2．关键技术 1）利用循环水余压驱动水轮机，替代电机； 2）转速比为50的超低比速混流式水轮机，效率提高至88%以上，并将原双列 循环形导流叶栅改

1 水动能回收冷却塔技术分析 现有冷却塔一般是用电动机通过联轴器、传动轴、减速器来 驱动冷却塔的风机，风机的抽风使进入冷却塔的水流快速散热冷 却，然后又由水泵加压将水流输送到需要用水冷却的设备使用后 再引入冷却塔冷却，达到冷却水循环使用。 由于工业冷却水在热交换设备和冷却塔之间的循环是通过 水泵来驱动的。在设计、制造、选型及使用中，因考虑可靠性等 多种因素，使该系统的水泵有大量富余扬程和流量，这主要表现 在以下几个方面， （1）每个循环水系统中的水量很难被精确的计算出来，工 艺工程师计算系统水流量时，为了安全生产及各方面的因素考虑 都会在满足最大需求水量的基础上加至少10%-20%的余量来确定 水泵的流量，这样整个系统的水量一定是富裕的。 （2）在整个循环水系统中，每段水管、弯头都有一定的阻力， 冷却塔的位置高低、换热部件的阻力及压力要求都会在系统中产 生阻力，这些阻力也不

混流式水轮机叶片是水电站中关键的组成部分，它的设计与性能直接影响到水轮机的工作效率和电站的发电量。混流式水轮机叶片主要负责将水流的能量转换为旋转机械能，进而驱动发电机转动，产生电能。因此，对混流式水轮机叶片的研究和优化设计，对于提高水电站的经济效益和推动清洁能源的发展具有重要的意义。

冷却塔水轮机技术参数

高水头混流式水轮机的发展趋势及水力特点——高水头混流式水轮机是当前较为先进的水轮机设备，具有尺寸小、重量轻、水力效率高等优点。在设计过程中，考虑了不同部件对水力效率的影响，设计开发了长短叶片转轮和带翼大端面大轴颈偏心导叶，解决了高水头机组在运...

1988年9月8日,河北省丰宁满族自治县水利局工程师田志喜同志主持的《用辉绿岩铸石作混流式水轮机抗磨蚀试验研究》课题通过了省级鉴定.此项试验属于国内首创,研究成果达到国内先进水平.该县的七道河水电站于1970年建成,装机容量750千瓦.由于潮河径流含泥沙较多,安装

1 fbw00103fbw 水轮发电机组及其附属设备 国际招标文件范本 第7章技术规范 3a混流式水轮机及其附属设备 专用技术规范 水利水电勘测设计标准化信息网 2001年4月 2 水轮发电机组及其附属设备 国际招标文件 第7章技术规范 3a混流式水轮机及其附属设备 专用技术规范 年月 3 目次 7.3.1概述,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(4) 7.3.2混流式水轮机,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(5) 7.3.3结构特性和技术要求,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（8） 7.3.4备品备件,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（25） 7.3.5专用工具,,,,,,,,,,,,,,,,