循环水冷却塔风机水能驱动节能改造研究

凌经伟

广西田东锦盛化工有限责任公司 广西百色 531500

节能减排是我国现阶段的一个重要的基本国策，要以科学发展观为指向推动其市场化改革，来改善我国的生态环境和资源开发的经济补偿体系，并且把我国经济发展的激励机制转变到鼓励 研发和自主创新上来，转变到鼓励节能减排降耗上来，转变到鼓励降低成本、提高效率、提高经济总要素生产率增长的方向上来。据统计，目前我国机械通风式冷却塔总循环水量超过22×108t /h，仅冷却塔风机电机的电耗每年近5500×108kW·h。按机械通风式冷却塔总量的 25% 可实施节能改造予以估算，每年 可节电1375×108kW·h，相当于每年节省标煤0.5×108t。因此，冷却塔风机节能技改对于热电、石化、煤化工等企业节约生产成本、提高经济效益、节能环保等具有重要意义[1]。

1 循环水系统基本状况

1.1 设备配置情况

某企业3#己二酸装置和3#硝酸装置配套的3#循环水系统有2台冷却塔及3台循环水泵（两开一备），冷却塔风机驱动设备为高压电机。具体设备配置及其性能参数如下。（1）冷却塔（2台）：砼结构填料塔，塔高15m，单根DN1000上水管入塔，循环水量11000m3/h，回水压力（压力表距地 3.5m）≥0.18MPa。（2）风机（2台）：风机直径 9750 mm；配 套电机2台，单台电机功率 200 kW、运行电压 6000V。（3）循环水泵（3台，两开一备）：流量 5600 m3/h，出口压力 0.45MPa，扬程 55m。

1.2 冷却塔风机运行情况

3#循环水系统有2台冷却塔及3台水泵（两 开一备），冷却塔及循环水泵投运至今，冷却塔风机在每年5—11月份一般运行2台，每年12月份至次年的4月份一般运行1台。2018年3#循环水系统给水、回水压力及温度（均值）见表1。

表1 3#循环水系统给水、回水压力及温度

3#循环水系统运行过程中，寒冬季节会出现开 1台风机系统温度过低、全部停运风机系统温度过高的情况，而秋冬交接与春夏交接季节会出现开1台风机系统温度过高、开2台风机系统温度过低的情况；风机电机常年运行消耗大量电 能，电费支出相当大。为达到节能降耗、降低生产成本的目的，拟对3#循环水系统冷却塔风机驱动设备进行节能改造[2]。

2 改造方案

2.1SNJ 型内置双击式水能机简介

经考察，决定将3#循环水系统的2台冷却塔风机驱动设备（电机、减速机、传动轴）改造为SNJ型内置双击式水能机（带动力补偿装置）。水能机安装于冷却塔顶玻璃钢风筒内原减速机的位置，用于替代原电机、传动轴、减速机，水能机与风机（风叶、轮毂）以单一传动轴联为一体，风叶与水能机转轮作同步旋转，改传统式电力驱动为“液力+电力驱动”（液力驱动为主，电力驱动为辅），达到节能的目的。

2.2 改造方案及实施

2.2.1 改造方案

将3#循环水系统回水均匀引入2台冷却塔顶部并进入水能机（带动力补偿装置），水能机旋转带动风机（风叶）旋转抽风，水能机出水经出水管进入冷却塔内原雾化系统进行雾化冷却处理。3#循环水系统冷却塔风机改为水能机（带动力补 偿装置） 驱动后，冷却塔主视图见图1。

图1 节能改造后冷却塔主视图

2.2.2 改造实施拆除

3#循环水系统 2台冷却塔原电机、减速机、传动轴，保留好风机，在冷却塔风筒内原减速机位置安装水能机（带动力补偿装置），并配套原风机（利旧）形成水能风机，风机位置与改造前处于同一中心水平高度；2台冷却塔原塔外上水管新增管道至塔顶，经弯头再水平穿过风筒与水能机（带动力补偿装置）入口接通，同时2台冷却塔原进塔水管加阀门改成旁通管道（平时水能机正常运行时，此阀关闭；当水流过大或水能机暂时关闭时，打开此阀，水流由此进入冷却塔），水能机（带动力补偿装置）出水管直接与冷却塔内原布水管道接通[3]。

3 改造后的经济效益分析

3#循环水系统 2台冷却塔风机驱动设备（电机、减速机、传动轴） 节能改造后，每年可节约的电费及日常维护费用合计为147.02+2=149.02万元。

4 结语

某企业3#循环水系统 2台冷却塔采用水能机（带动力补偿装置） 驱动风机节能改造后，每年可节电 2450448kW·h，节省电费约 147.02万元（折合节省标煤 818.45t），还可节省日常管理和维修保养费用，可谓一举多得。本次技改完成后，3#循环水系统运行状况良好，冷却塔运行正常，节能效益显著，为企业循环水冷却塔风机节能改造探出了一条路子。