工業(yè)冷卻塔用混流式高效水輪機(jī)節(jié)能技術(shù)

通過數(shù)值模擬和試驗(yàn)兩種方法,開發(fā)出一種新型高比轉(zhuǎn)速混流式水輪機(jī),配備相應(yīng)變比的減速器,代替冷卻塔中的風(fēng)扇電動機(jī),以達(dá)到節(jié)能的目的.根據(jù)冷卻塔水輪機(jī)工作環(huán)境的特點(diǎn),為盡量減小水輪機(jī)尺寸,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面提出了金屬梯形蝸殼和單列環(huán)形導(dǎo)葉.通過數(shù)值模擬,分析了不同的導(dǎo)葉形式、轉(zhuǎn)速、葉片安放角對水輪機(jī)性能的影響.通過對比,選取負(fù)曲度導(dǎo)葉形式,選擇最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速及葉片安放角,確定最優(yōu)性能的水輪機(jī)數(shù)模方案.通過物模試驗(yàn)證明所開發(fā)的高比轉(zhuǎn)速混流式節(jié)能水輪機(jī)尺寸能夠滿足冷卻塔要求,其效率高,性能穩(wěn)定,可以在有條件的地方推廣應(yīng)用.

利用cfd軟件,開發(fā)一種高比轉(zhuǎn)速混流式水輪機(jī),配合相應(yīng)變比的減速器,代替冷卻塔中風(fēng)扇電動機(jī),以達(dá)到節(jié)能的目的。本文結(jié)合水輪機(jī)工作環(huán)境特點(diǎn),在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面提出金屬梯形蝸殼和單列環(huán)形導(dǎo)葉;通過數(shù)值模擬,重點(diǎn)對水輪機(jī)導(dǎo)葉形1式、轉(zhuǎn)速、葉片安放進(jìn)行了優(yōu)化研究。通過對比分析選用負(fù)曲度導(dǎo)葉形式,選擇最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速及葉片安放角。開發(fā)研究的高比轉(zhuǎn)速混流式水輪機(jī)效率高,性能穩(wěn)定,可以在有條件的地方推廣應(yīng)用。

通過幾個(gè)電站混流式水輪機(jī)的現(xiàn)場水壓脈動檢測試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在機(jī)組額定出力的20%～30%范圍內(nèi)出現(xiàn)過水系統(tǒng)整體(蝸殼進(jìn)口、頂蓋、尾水管)水力共振,頻率為轉(zhuǎn)頻的1～1.4倍,嚴(yán)重地影響機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。將在實(shí)際工程試驗(yàn)中遇到的有關(guān)混流式水輪機(jī)水力振動及相關(guān)問題解決方法進(jìn)行介紹。

介紹混流式水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)在制造過程中需要注意的幾個(gè)問題,以及為了保證質(zhì)量而采取的措施。

水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪是水電站發(fā)電機(jī)組的重要核心部件,制造工藝復(fù)雜,整體尺寸龐大,重量多達(dá)幾十甚至幾百噸.混流式水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)輪目前絕大多數(shù)采用不銹鋼材質(zhì),其生產(chǎn)制造工藝大多采用將葉片鑄造成型后,由不銹鋼材料的上冠、下環(huán)和葉片3大部分組焊,打磨加工而成.由于設(shè)計(jì)、工藝、加工、運(yùn)行等因素造成絕大多數(shù)不銹鋼轉(zhuǎn)輪出現(xiàn)比較嚴(yán)重的貫穿性裂紋.本文通過轉(zhuǎn)輪裂紋成因分析,探索其解決方法,最終徹底消除裂紋,為機(jī)組長期安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了技術(shù)保障.

采用混合物空化模型對混流式水輪機(jī)的內(nèi)部流場進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,得到了大流量工況、最優(yōu)流量工況、小流量工況水輪機(jī)的內(nèi)部流動特性。計(jì)算結(jié)果表明:在大流量工況和小流量工況下,尾水管中心截面的低壓區(qū)與渦帶是相對應(yīng)的,壓力脈動的幅值主要受尾水管渦帶直徑兩端壓力差的影響,其尾水管進(jìn)口段左右兩側(cè)以及彎肘段附近均有較大的漩渦區(qū)域,造成較大的能量耗散,尾水管內(nèi)有明顯的回流現(xiàn)象,水輪機(jī)內(nèi)部流動比較紊亂。

通過混流式水輪機(jī)全流道的定常流動數(shù)值模擬,研究混流式水輪機(jī)內(nèi)部尤其是尾水管在不同工況下的流動特點(diǎn),目的在于探明引起混流式水輪機(jī)內(nèi)部流動不穩(wěn)定的真正原因。計(jì)算結(jié)果表明,引水部件的流動,蝸殼鼻端處壓力波動均較為劇烈,周向分布不均勻,但是經(jīng)過固定導(dǎo)葉和活動導(dǎo)葉的過濾后周向分布基本對稱。轉(zhuǎn)動部分的流動,小開度低單位轉(zhuǎn)速時(shí),較小的導(dǎo)葉出流角,使轉(zhuǎn)輪葉片頭部受到撞擊,葉片上橫向流動和背面的葉道渦嚴(yán)重,轉(zhuǎn)輪出口靠上冠處有回流和橫向流動,泄水錐下方回流嚴(yán)重;大開度時(shí),轉(zhuǎn)輪進(jìn)出口流態(tài)都得到改善。尾水管內(nèi),小開度時(shí),錐管中心回流嚴(yán)重,大部分水流流向外緣,受肘管的影響,錐管和肘管內(nèi)部形成兩個(gè)渦流區(qū),主流流經(jīng)支墩左側(cè),右側(cè)較為紊亂;最優(yōu)開度時(shí),尾水管內(nèi)部水流流線順暢,支墩兩側(cè)水流平穩(wěn)性基本一致;大開度時(shí),尾水管主流向錐管中心聚攏,經(jīng)過肘管的轉(zhuǎn)彎時(shí),出現(xiàn)很多局部的旋渦流動,支墩右側(cè)水流相對平穩(wěn),而左側(cè)較為紊亂。研究結(jié)果為壓力脈動測量位置的選擇提供理論依據(jù)。

工業(yè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能綜合分析報(bào)告 工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)處理工藝裝置熱負(fù)荷不可 或缺的重要公用工程裝置，能源消耗可占企業(yè)總量的10%---40%，常用 的循環(huán)水系統(tǒng)為敞開式冷卻水系統(tǒng)。 敞開式冷卻水系統(tǒng)冷卻水由循環(huán)泵送入系統(tǒng)中各換熱器，以冷卻 工藝熱介質(zhì)，冷卻水本身溫度升高，變成熱水，此循環(huán)熱水被送往冷卻 塔頂部，由布水管道噴淋到塔內(nèi)填料上，空氣則由塔底百頁窗空隙中進(jìn) 入塔內(nèi)，并被塔頂風(fēng)葉或其它抽吸力抽吸上升，與落下的水滴和填料上 的水膜相遇進(jìn)行熱交換，水滴和水膜則在下降過程中逐漸變冷，水的冷 卻過程是通過水滴或水膜的水－氣界面間發(fā)生。熱水與空氣之間發(fā)生兩 種傳熱作用，一是蒸發(fā)傳熱，帶走的熱量約占傳熱量的75%--80%，二是 接觸傳熱，帶走顯熱約占總傳熱量的20%--25%。為了加大接觸的比表面 積，一般是借助于填料的作用。根據(jù)空氣進(jìn)入塔內(nèi)情況分為自然抽風(fēng)和 機(jī)械

通過一例水中尸塊的法醫(yī)學(xué)檢驗(yàn),將水電站水輪機(jī)葉片對尸體的機(jī)械力碎尸與人力碎尸進(jìn)行比較、區(qū)別,以積累類似案件的檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。

混流式水輪機(jī)磨蝕嚴(yán)重的部位是葉片背面出口邊靠近下環(huán)處、下環(huán)內(nèi)外表面等。根據(jù)黃河水流的特性和對磨蝕規(guī)律的分析,水輪機(jī)的磨蝕防護(hù)一般采取聚氨酯涂層防護(hù)、高速氧燃噴漆碳化鎢防護(hù)、優(yōu)化轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)、減少過機(jī)泥沙等綜合措施,取得了一定的效果。

近年來，我國大力扶持國內(nèi)小水電增容改造，很多小水電制造企業(yè)都從中嘗到了其中甜頭，面對即將來臨的新一輪的小水電市場的增容改造，這對于國內(nèi)新建中、小水電站日趨飽和，水電市場不景氣的大環(huán)境下，各個(gè)中、小水電設(shè)備制造廠家都想通過國家的一系列政策措施來擺脫目前企業(yè)所面臨的困境，可改造是把雙刃劍，效益很高，可機(jī)組改造所需要考慮的比新機(jī)組要多得多，一旦改造失敗就會面臨失去客戶的信任，失去龐大的小水電改造市場。

1 混流式水輪機(jī)安裝作業(yè)指導(dǎo)書 1、混流式水輪機(jī)安裝工藝流程圖 2、作業(yè)方法及要求 2.1施工準(zhǔn)備 2.1.1熟悉圖紙及制造廠的技術(shù)資料，了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求及 施工準(zhǔn)備 尾水管里襯拼裝 座環(huán)、基礎(chǔ)環(huán)組裝及安裝 蝸殼掛裝及安裝 機(jī)坑里襯、接力器里襯安裝 機(jī)坑測定與座環(huán)、基礎(chǔ)環(huán)加工 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)予裝 轉(zhuǎn)輪與主軸整體吊入機(jī)坑 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝 機(jī)組聯(lián)軸、軸線調(diào)整 主軸密封及水導(dǎo)軸承安裝 輔助設(shè)備及管路安裝 起動試運(yùn)行 尾水管里襯砼澆筑 座環(huán)、基礎(chǔ)環(huán)支墩砼澆筑 蝸殼支墩砼澆筑 機(jī)組二期砼澆筑 尾水管里襯安裝 蝸殼拼裝 2 工藝要求。 2.1.2根據(jù)工程特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場的具體情況，編制施工技術(shù)措施。 2.1.3對施工人員進(jìn)行技術(shù)交底。 2.1.4臨時(shí)工裝、器具制作，施工工器具準(zhǔn)備。 2.2尾水管里襯拼裝與安裝 2.2.1作業(yè)方法 2.2.1.1根據(jù)尾水管到貨設(shè)備的具體情況（若為

通過某水電站2臺混流式水輪機(jī)現(xiàn)場振動、噪聲試驗(yàn),對1#機(jī)組運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)異常噪聲的振源進(jìn)行查找,同時(shí)采用錘擊法對水輪機(jī)蝶閥層壓力鋼管進(jìn)行固有頻率測試。分析發(fā)現(xiàn),某種水力激振頻率與壓力鋼管的固有頻率在92%以上負(fù)荷區(qū)域運(yùn)行時(shí)發(fā)生耦合并引起壓力鋼管共振,是導(dǎo)致異常噪聲的主要原因。在此基礎(chǔ)上提出了活門出水邊修型以及加裝蝸殼進(jìn)人門孔導(dǎo)流板的處理方案,最終通過改善流道環(huán)境,使水力激振頻率得到大幅提高,并降低了渦列能量,起到了很好的錯(cuò)頻消振效果。研究表明:通暢的流道環(huán)境對于有效避免由于水力激振或渦列振動引起的結(jié)構(gòu)共振問題具有重要意義。

1、簡介 水輪機(jī)冷卻塔是利用循環(huán)水系統(tǒng)的富裕能量帶動水輪機(jī)作功，在確保冷卻塔 正常運(yùn)作的同時(shí)，由水輪機(jī)替換原有風(fēng)葉電機(jī)、減速器、傳動軸等部件，把系統(tǒng) 中浪費(fèi)的多余動能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，帶動風(fēng)葉轉(zhuǎn)動，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。 2、工作流程 3、工作原理 工業(yè)冷卻水在熱交換設(shè)備和冷卻塔之間的循環(huán)是通過水泵來驅(qū)動的。在設(shè)計(jì)循環(huán) 系統(tǒng)時(shí)水泵的揚(yáng)程和流量都有一定的富余。水輪機(jī)的工作動力來自循環(huán)水泵所具 有的余壓，該余壓是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須留有的。按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)該余壓為 0.04~0.08mpa。這樣在冷卻水循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，一種情況是保證水流量而關(guān)小 管道中的閥門，這就在閥門上消耗了大量的能量，另一種情況是不關(guān)小閥門而管 道中的水流量很大，導(dǎo)致了水泵能耗高和冷卻塔的冷卻效果下降。水動能回收冷 卻塔技術(shù)，就是在循環(huán)水管道中安裝水輪機(jī)來帶動風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動，從而起到了利用管 道中多余的水能、調(diào)整管道中的水流量以及

利用cfd數(shù)值模擬計(jì)算,為冷卻塔中代替風(fēng)扇電動機(jī)的混流式水輪機(jī)選擇合適的導(dǎo)葉葉型。經(jīng)過相同導(dǎo)葉開度和相同流量兩種情況下不同導(dǎo)葉形式的模擬計(jì)算和對比分析,得出了負(fù)曲度導(dǎo)葉葉型性能最優(yōu),效率比其他兩種導(dǎo)葉葉型的水輪機(jī)高0.22%～2.75%,確定其為該水輪機(jī)的導(dǎo)葉葉型,從而達(dá)到了在冷卻塔中使用混流式水輪機(jī)代替風(fēng)扇電動機(jī)的目的。

1 26工業(yè)冷卻塔用混流式水輪機(jī)技術(shù) 一、技術(shù)名稱：工業(yè)冷卻塔用混流式水輪機(jī)技術(shù) 二、適用范圍：化工、冶煉、輕紡等行業(yè)有重力勢能可利用的機(jī)械通風(fēng)式冷卻塔 的改造 三、與該節(jié)能技術(shù)相關(guān)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能耗現(xiàn)狀： 目前的工業(yè)循環(huán)冷卻系統(tǒng)耗電現(xiàn)狀是：每座冷卻塔的塔頂都裝有一臺電動 機(jī)，用來驅(qū)動風(fēng)筒內(nèi)部的風(fēng)葉轉(zhuǎn)動，一座4500t/h流量的冷卻塔電機(jī)年耗電量約 為175萬kwh，耗能折合612tce。 四、技術(shù)內(nèi)容： 1．技術(shù)原理 水輪機(jī)的工作動力來自循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水的重力勢能以及循環(huán)水泵的富余 揚(yáng)程，工作時(shí)保證冷卻塔的技術(shù)參數(shù)，而且循環(huán)水泵的能耗不變。水輪機(jī)的輸出 軸直接與風(fēng)機(jī)連接并帶動其轉(zhuǎn)動，取消了原電機(jī)驅(qū)動風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，節(jié)約了電能。 2．關(guān)鍵技術(shù) 1）利用循環(huán)水余壓驅(qū)動水輪機(jī)，替代電機(jī)； 2）轉(zhuǎn)速比為50的超低比速混流式水輪機(jī)，效率提高至88%以上，并將原雙列 循環(huán)形導(dǎo)流葉柵改

1 水動能回收冷卻塔技術(shù)分析 現(xiàn)有冷卻塔一般是用電動機(jī)通過聯(lián)軸器、傳動軸、減速器來 驅(qū)動冷卻塔的風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)的抽風(fēng)使進(jìn)入冷卻塔的水流快速散熱冷 卻，然后又由水泵加壓將水流輸送到需要用水冷卻的設(shè)備使用后 再引入冷卻塔冷卻，達(dá)到冷卻水循環(huán)使用。 由于工業(yè)冷卻水在熱交換設(shè)備和冷卻塔之間的循環(huán)是通過 水泵來驅(qū)動的。在設(shè)計(jì)、制造、選型及使用中，因考慮可靠性等 多種因素，使該系統(tǒng)的水泵有大量富余揚(yáng)程和流量，這主要表現(xiàn) 在以下幾個(gè)方面， （1）每個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)中的水量很難被精確的計(jì)算出來，工 藝工程師計(jì)算系統(tǒng)水流量時(shí)，為了安全生產(chǎn)及各方面的因素考慮 都會在滿足最大需求水量的基礎(chǔ)上加至少10%-20%的余量來確定 水泵的流量，這樣整個(gè)系統(tǒng)的水量一定是富裕的。 （2）在整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)中，每段水管、彎頭都有一定的阻力， 冷卻塔的位置高低、換熱部件的阻力及壓力要求都會在系統(tǒng)中產(chǎn) 生阻力，這些阻力也不

冷卻塔水輪機(jī)技術(shù)參數(shù)

1988年9月8日,河北省豐寧滿族自治縣水利局工程師田志喜同志主持的《用輝綠巖鑄石作混流式水輪機(jī)抗磨蝕試驗(yàn)研究》課題通過了省級鑒定.此項(xiàng)試驗(yàn)屬于國內(nèi)首創(chuàng),研究成果達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平.該縣的七道河水電站于1970年建成,裝機(jī)容量750千瓦.由于潮河徑流含泥沙較多,安裝

1 fbw00103fbw 水輪發(fā)電機(jī)組及其附屬設(shè)備 國際招標(biāo)文件范本 第7章技術(shù)規(guī)范 3a混流式水輪機(jī)及其附屬設(shè)備 專用技術(shù)規(guī)范 水利水電勘測設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化信息網(wǎng) 2001年4月 2 水輪發(fā)電機(jī)組及其附屬設(shè)備 國際招標(biāo)文件 第7章技術(shù)規(guī)范 3a混流式水輪機(jī)及其附屬設(shè)備 專用技術(shù)規(guī)范 年月 3 目次 7.3.1概述,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(4) 7.3.2混流式水輪機(jī),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(5) 7.3.3結(jié)構(gòu)特性和技術(shù)要求,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（8） 7.3.4備品備件,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（25） 7.3.5專用工具,,,,,,,,,,,,,,,,

為了探究混流式水輪機(jī)改造前后轉(zhuǎn)輪泥沙磨損情況,采用固液兩相流模型對某電站改造前后的混流式水輪機(jī)進(jìn)行全流道數(shù)值模擬,分析不同工況下轉(zhuǎn)輪葉片表面泥沙分布,轉(zhuǎn)輪葉片表面固液兩相速度差,以及水輪機(jī)效率。結(jié)果表明:小流量工況下泥沙磨損最嚴(yán)重;水輪機(jī)改造后,葉片表面泥沙體積分?jǐn)?shù)下降,固液兩相速度差減少,泥沙磨損減弱,水輪機(jī)效率較改造前提升了5.5%。該研究可為水輪機(jī)改造提供一定的參考。

描述了高水頭混流式機(jī)組在水力和機(jī)械開發(fā)方面的某些關(guān)鍵點(diǎn)。這些關(guān)鍵點(diǎn)表明,作為近年來設(shè)計(jì)過程細(xì)化的結(jié)果,在早期設(shè)計(jì)階段,采用數(shù)值方法預(yù)測動態(tài)特性是可能的。給出了最新的原型試驗(yàn)結(jié)果,并同時(shí)與數(shù)值分析和模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。對項(xiàng)目的開發(fā)背景及其必要性、試驗(yàn)?zāi)M過程以及優(yōu)化設(shè)計(jì)等作了介紹。