循环水冷却塔风机驱动改造

王艳辉，张文波

（内蒙古亿利化学工业有限公司，内蒙古 达拉特旗 014300）

循环水冷却塔风机驱动改造

王艳辉，张文波

（内蒙古亿利化学工业有限公司，内蒙古 达拉特旗 014300）

介绍了循环水冷却塔风机驱动节能改造项目，采用低耗、低排放、高效率的持续发展理念，利用循环水的富余能量，选用外置式水轮机代替电机驱动风机做功，获得了显著的节能效果和经济效益。

冷却塔风机；降低能耗；节能；经济效益分析

1　循环水冷却塔节能改造前概述

亿利化学公司循环水冷却塔是耗能大户，共有10台循环水冷却塔，装置采用10槽逆流式钢筋混凝土结构机械抽风组合冷却塔，单槽平面尺寸17.6×17.6m，单塔循环水量3 800m3/h。塔下水池底部设排泥措施，池外部设快开排泥阀快速排泥。排泥水就近经沉沙沟后进入生产废水系统。配用风机L-92型，风机直径9 140mm，所配电机功率为160 kW/台。根据多年来运行数据总结，冷却塔风机运行总结如下。

循环水塔塔高12m左右，塔底压力在2.3 kg左右。无论系统水量如何变化，其风机转速和风量恒定不变，造成了当循环水量增大时风量不能增加而影响冷却效果；反之循环水量减小时风量过大而浪费能源。为了降低循环水冷却塔风机运行电耗，实现节能增产，据循环水冷却塔实际运行数据和参数，充分回收利用多余的能量推动水轮机带动风机转动，经技术人员的反复论证推算，将原冷却塔中用于驱动风机作功的电动机，在不增加水泵负荷的前提下，改造成利用系统余压来驱动的无电耗水轮机，用无电耗水轮机完全取代电动机作功来驱动风机进行换热。

2　循环水冷却塔改造前系统工艺流程

循环水系统由冷水池开始，通过循环水泵获得能量后流经水泵出口阀，再通往多处高低不同的换热器，换热器进出口都设有控制阀，循环水由换热器出来带走换热器内的热量，然后流经冷却塔底部的控制阀再进入冷却塔，将热水分配给塔内配水系统。在冷却塔内，热水均匀喷洒到塔内各处，水流向下，冷风从冷却塔下部进入塔内，与向下的热水流形成对流。热水主要以蒸发吸热形成热蒸汽和对流时的热传递方式带走热水中的热量，塔顶风机抽出塔内的热蒸汽和热空气，以达到对循环热水降温的目的。改造前塔顶的风机由电动机驱动，风机带走塔内热量，见图1。

3　循环水冷却塔风机驱动节能改造方案

图1　改造前工艺流程图

本次循环水冷却塔风机无电耗改造，仅去除电机，保留传动轴和减速机，保留风机及配套轮毂，水轮机则安装在塔顶指定位置，位于冷却塔侧的进水管经过改装后连接到水轮机的进水管，循环水经过水轮机做功后从水轮机出水管引出，出水管连接到原冷却塔的进水管上，保证循环水正常通往配水系统。为了保证改造后水轮机运行更平稳，在水轮机进水端和出水端都要安装软连接。为了更好的监测水轮机的运行状态，在水轮机的进水端和出水端都要安装压力表。根据现场实际情况，不改变现有的凉水塔混凝土框架结构，采取保守方法即隔台改造，在水量不够的情况下可引旁边1台水量通过水轮机做功获得能量后再还回布水系统达到布水均匀满足降温效果，循环水经过水轮机后再进入冷却塔布水器。

4　循环水冷却塔风机驱动节能改造后工艺流程

采用无电耗水轮机技术，将循环水系统中的富余能量转换成机械能，再驱动风机做功对热水降温。从而可以有效利用富余能量，实现节能降耗的目的，循环水进入冷却塔以前的系统工艺流程不会发生改变，只将进塔水管连接到水轮机，对水轮机做功后再进入塔内，与配水系统相连接。流程简述：循环水从塔下水池开始，首先由水泵做功，经过阀1（1’）进入换热器，循环水从换热器出来后分成5路，分别由阀2和阀3控制去冷却塔的水量，由阀2（2’）控制的管道直接进入冷却塔内喷头系统；由阀3控制的管路上到塔顶后，先对水轮机做功，由阀4（4’）控制进入5座冷却塔的水量。根据实际使用情况来调节阀2（2’）的开度，最大限度可使该阀全关。检修水轮机时，阀2（2’）全开，阀3（3’）关闭，使水轮机不通水，循环水可通过阀4（4’）正常进入冷却塔。改造后流程图见图2。

5　循环水冷却塔风机驱动改造后指标对比

图2　改造后工艺流程图

节能改造后冷却塔水轮风机随循环水量的变化而自动调整转速和风量，当循环水量增大时风机转速和风量随之增大，从而保证了冷却效果；反之循环水量减小时风机转速和风量随之减小，此时冷却塔需要的风量也随之减小，从而保证冷却效果，还节约能源。改造后至今一直运行平稳、噪音降低，无电器维修工作。

表1　冷却塔风机改造前后性能参数比较

6　产生的经济效益

该项目属于合同能源管理项目，由施工方全部投资，产生的效益按照节能比例25%（亿利化学），75%（施工方）分享，合同执行4年。

如冷却塔水轮机电机功率为160 kW，实际运行系数约0.8，电价按0.3799元/kW·h，年运行约8000 h计算［2］；

每台循环水冷却塔风机水轮式改造后每年节电量为160×0.8×8 000=102.4（万kW·h），则5台每年共节电量为512万kW·h；电价按照0.379 9元/kW·h计算，节约电费为512×0.379 9=194.5（万元），每年为公司节约电费约194.5万元。合同执行完毕可为公司节约电费778万元。

循环水冷却塔驱动无电耗节能改造项目符合国家产业政策，获得内蒙古鄂尔多斯市节能财政奖约50万元。

7　结语

本次节能改造降低了生产成本，实现了增产节能，符合国家产业政策，以实际行动支持国家节能减排，为企业带来实实在在的好处，具有较大的经济效益和社会效益，在循环水冷却塔系统可以大力推广。

［1］金亚飚.水动风机冷却塔应用于工业循环冷却水系统的条件. 2009，28（1）：49-53.

［2］赵志忠.节能计算手册.北京：电力工业出版社，2006，12.

陕西金泰深入发掘内部潜质 稳步提升生产运行能力

陕西金泰氯碱化工有限公司在保证生产装置满负荷运行的基础上，不断优化运行指标，加强装置系统运行的经济性，有效降低了公司运营成本。

公司在进入秋冬季节后，9月份系统性地对全公司的换热设备、机组运行情况、系统的换热量进行了调查、计算，并与设计数据进行了详细比对。根据外界环境温度的变化，10月份通过循环水岗位及时合理开停调整一、二线循环水风机数量，较9月份循环水使用节约电费8万元。通过合理调整二线7℃水机组开停数量，降低蒸汽用量，节约费用近8万元。对高、低压蒸汽用量进行统计、分析，根据冬季气候特点，在日常生产中，及时对各界区蒸汽疏水、疏水阀门开度进行调整。针对公司办公楼及分厂办公室上班特点、晚上20时至次日7时关闭办公室采暖蒸汽。循环水补水及二线化水将中水、清水最大限度的进行回用，进一步减少了一次水用量。

该公司自12月份起，将继续根据生产运行各项指标数据，对PVC分厂乙炔回收装置、聚合釜转化率、烧碱分厂一二线液氯液化机组、粒碱浓缩及动力分厂循环水排污等装置的经济性进行运行分析，保证公司生产装置运行做到最优，全面降低运营成本，以实现经济效益最大化。

东岳含氟功能膜材料实验室获批国家重点实验室

近日，科技部正式公布新批复的第三批国家重点实验室建设名单，东岳集团“含氟功能膜材料国家重点实验室”榜上有名，成为我国唯一一个含氟功能材料领域国家级重点实验室。

而对于东岳集团研究院首席科学家张永明博士来说，重点实验室获批意义重大。他说，东岳集团获得这一国家最高级别的研发平台，标志着东岳集团科研团队成了国家队，占据了领域研发的制高点。如今东岳集团全氟离子膜已经实现产业化，负责起草的氯碱全氟离子膜国家标准已经发布实施。此次“含氟功能膜材料国家重点实验室”批复成立，使得东岳集团在含氟功能膜材料的研发方面如虎添翼。东岳集团研究院副院长唐军柯表示，他们将继续加大投入力度，使平台更加完善。在科研项目方面，希望把他们从事的目前几个重点的研发项目，尽快投入市场，对中国的基础产业和新能源行业形成有力的支撑。

Introduction to circulatingwater cooling tower fan driverhasno power consumption

WANGYan-hui，ZHANGWen-bo
（InnerMongolia YiliChemicalCo.，Ltd.，Dalad Banner014300，China）

In order to reduce production costs，reduce energy consumption，the low consumption，low emissions，high efficiency of the conceptof sustainable developmentof economic growth pattern，the use of circulatingwatersurplusenergy，use externalwater turbine instead ofmotor driven fan work isdone，and won a largeenergy savingeffectand economic benefit.

cooling tower fan；reduceenergy consumption；energy saving；economic benefitanalysis

TQ051.5

B

1009-1785（2015）11-0029-03

2015-08-07