[中央空調(diào)節(jié)能技術]循環(huán)水系統(tǒng)冷卻塔節(jié)能技改方案詳解

例如某公司根據(jù)現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)和技術交流中獲得數(shù)據(jù)，做出以下工況分析。

2.1、系統(tǒng)管網(wǎng)示意圖如下：

2.2、系統(tǒng)各單元實際運行參數(shù)及工作狀態(tài)：

4.1、溫差：在相同工況的條件下，保證改造前后溫差不變。

4.2、轉(zhuǎn)速：在相同流量下保證改造前后風機轉(zhuǎn)速誤差在±5r/min以內(nèi)

4.3、節(jié)電：136kW×6臺×24小時×330天=6,462,720度。節(jié)電效果明顯。

6.1、改造思路：安全生產(chǎn)第一，對系統(tǒng)采用最安全方式進行改造，確保系統(tǒng)安全生產(chǎn)。

6.2、對系統(tǒng)6臺冷卻塔進行改造，逐臺改造，分步進行，先改造1#冷卻塔，然后再改造2#、3#…冷卻塔。采用從喉部進水做功，回水用尾水管、連通管分水的方式。具體是完全打開系統(tǒng)中水泵出口閥門和上塔閥門，使上塔水先對水輪機做功以后再通過尾水管、連通管回到原布水管中。在原有的進水管上安裝蝶閥，調(diào)節(jié)閥門開度，從而調(diào)節(jié)上塔水量及風機轉(zhuǎn)速以確保冷卻塔運行的安全、穩(wěn)定和最佳效果。

8.1混流式水輪機的選型??

水輪機效率的高低主要看水輪機的轉(zhuǎn)輪，水輪機的轉(zhuǎn)輪是大型發(fā)電機組廠家經(jīng)過多次的試驗和改型確定的，其葉片的形狀是不可以輕易改變的，對于一定形狀的葉片，分別給出三個參數(shù)：單位流量(Q1)、單位轉(zhuǎn)速(n1)和單位功率(N1)，同一種葉片形狀做成不同大小的轉(zhuǎn)輪其上述參數(shù)不變。對于特定的轉(zhuǎn)輪，選定了轉(zhuǎn)輪直徑（D）和水輪機的利用水頭（H）后，水輪機的輸出轉(zhuǎn)速（n）、過流量（Q）和輸出功率（N）可通過下面的公式求得。

水輪機的選型是這樣的，對于選定的轉(zhuǎn)輪型號，也就是選定水輪機的上述參數(shù)后，再選定一個轉(zhuǎn)輪直徑，并根據(jù)實際水輪機利用的水頭計算水輪機的過流量和輸出功率，如果過流量和輸出功率滿足我們要求的流量和風機軸功率時，則水輪機型號選擇合適，如不能滿足要求，則更換轉(zhuǎn)輪直徑和水輪機型號，直到計算出來的水輪機過流量和輸出功率滿足要求，這時計算出的轉(zhuǎn)速就是水輪機的輸出轉(zhuǎn)速，用該轉(zhuǎn)速和風機軸轉(zhuǎn)速的比即為減速器的減速比。

8.2水輪機配套減速器作用

繪制功率限制線的目的是考慮到水輪機在最大功率下運行時，已不可能按正常規(guī)律進行功率調(diào)節(jié)。水輪機在超過95﹪最大功率運行時，若導葉開度增大，流量會增大，單功率并不一定增加，甚至可能會減少。這是因為此時轉(zhuǎn)輪中的水力損失急劇增加，水輪機效率下降對功率的影響超過了流量對功率的影響。這種情況使調(diào)速器對水輪機的調(diào)節(jié)性變得很差，可能會危及水輪機的運行穩(wěn)定。

為了避免發(fā)生這種情況，并保證水輪機具有一定的功率儲備，故將水輪機限制在最大功率的95﹪（大型水輪機有時取97﹪）范圍內(nèi)運行。新研制的混流式水輪機轉(zhuǎn)輪，其模型綜合特性曲線中還標出了初生空化線，給類渦帶發(fā)生的區(qū)域和無渦帶區(qū)以及保證運行范圍等。圖為混流式水輪機的模型綜合特性曲線圖。

結論：根據(jù)混流式水輪機模型綜合特性曲線，保證水輪機在最大功率下運行，則輸出軸的轉(zhuǎn)速遠高于冷卻塔風機所需的轉(zhuǎn)速，如果強制性降低水輪機的轉(zhuǎn)速,則會大大降低水輪機效率，為保證水輪機的運行高效穩(wěn)定，減速機的作用是顯而易見的。

設備特點

8.3反擊式混流水輪機

水動能回收型冷卻塔和冷卻塔節(jié)能改造技術的核心是水輪機，根據(jù)冷卻塔熱力特性和循環(huán)系統(tǒng)特性自主研發(fā)的混流反擊式水輪機，該水輪機的水能回收利用率高，從而對低能量富裕的冷卻塔循環(huán)水系統(tǒng)實現(xiàn)改造而達到100%節(jié)能的目的。水輪機結構采用混流反擊形式，有以下優(yōu)勢：

1.??? 水輪機蝸殼采用一次成型整體鑄造工藝，精度高，流道表面更光滑，有利于提高水輪機的效率。

2.??? 水輪機轉(zhuǎn)輪采用一次成型整體鑄造工藝，精度高，導葉可調(diào)節(jié)，在不同的壓頭范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，滿足轉(zhuǎn)速要求。

3.??? 水輪機為球墨鑄鐵材質(zhì)，耐磨性好，耐腐蝕性強，在偏堿或偏酸等水質(zhì)較差的情況下均可正常運行。

4.??? 混流反擊式水輪機，較其他形勢水輪機更效率高，應用水頭范圍更廣，產(chǎn)品精度高，質(zhì)量好，性能穩(wěn)定，使用壽命長。

8.4雙剖分式油封

傳統(tǒng)減速機，這些設備中的傳統(tǒng)密封元件——骨架式油封，最長壽命為8000小時，到期必須更換。更換時需對設備停機解體，費工費時。而傳統(tǒng)的剖分式油封為單剖分，剖分口易錯位、整體剛度差，因此，油封的剖分技術成為密封行業(yè)的難題。

1．立體定位技術——由骨架和密封主體的立體定位對接，保障徑向和軸向的雙向鎖定，實現(xiàn)剖分端面的輔助定位和自動鎖緊。

2．微量擠壓配合——剖分處骨架兩端口在自由狀態(tài)下有微量間距，對接后密封主體剖分端面自動形成微量擠壓配合，確保彈性補償和密封性能。打破了傳統(tǒng)骨架油封不能剖分的常規(guī)，開辟了密封技術的新領域。

優(yōu)勢特點：

1、骨架采用特種高分子復合彈性材料，確保剖分后的回彈性和剛度。

2、以進口特種合成橡膠為彈性主體，且磨擦系數(shù)極低，使用壽命長。

3、彈性材料唇口配合進口Z形彈簧，提高唇口對軸的追隨性，避免了硬質(zhì)材料唇口的固有缺點。

4、采用雙剖分式油封在減速機與水輪機連接部位，不需要拆分設備即可方便地更換，并杜絕因油封老化造成的減速機損壞等現(xiàn)象。

8.5階梯式尼龍迷宮密封

由于水輪機輸出軸位置工況復雜---無油，有壓，摩擦力大，水平?jīng)_擊大，長期運行會造成嚴重磨損，而水輪機傳統(tǒng)密封方式以機械密封和盤根密封為主，考慮機械密封的壽命和盤根密封的磨損,水輪機密封問題是水輪機一大難題。同時因水流沖擊會產(chǎn)生水平位移，造成設備振動，嚴重損壞減速機。

8.5.1采用階梯式尼龍迷宮密封，從根本上解決傳統(tǒng)的水輪機耐磨、密封性的問題。

8.5.2尼龍非常耐磨，一般硅基耐磨尼龍的耐磨壽命為20000小時，解決了傳統(tǒng)水輪機機械磨損的壽命問題。

8.5.3也相當于一個滑動軸承，在此位置安裝一個滑動軸承，可有效解決因水輪機轉(zhuǎn)輪運動時造成的水平?jīng)_擊，確保系統(tǒng)運行平穩(wěn)、提高抗壓強度，延長壽命。

8.5.4尼龍迷宮密封是在轉(zhuǎn)軸周圍設若干個依次排列的環(huán)行密封齒，齒與齒之間形成一系列截流間隙與膨脹空腔，被密封介質(zhì)在通過曲折迷宮的間隙時產(chǎn)生節(jié)流效應而達到阻漏的目的。

8.5.5由于尼龍迷宮密封的轉(zhuǎn)子和機殼間存在間隙，無固體接觸，毋須潤滑，并允許有熱膨脹，適應高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速頻率的惡劣環(huán)境。尼龍密封圈比一般密封圈密封性能更好，在軸承運轉(zhuǎn)時，由于溫度升高，軸承與尼龍密封圈之間的水泡會把間隙堵死，從而提高密封性能。

結論：階梯式尼龍迷宮密封有效防止漏水、減少因水流引起的水平振動、延長減速機的壽命，是替代傳統(tǒng)密封的地最好方法。

8.6冷卻塔專用GPRS遠程數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)

8.6.1概述

當前冷卻塔故障問題已經(jīng)成為影響循環(huán)水系統(tǒng)以至于全面生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重要因素。建立冷卻塔故障數(shù)據(jù)遠程管理的保障系統(tǒng)，是冷卻塔運行以及循環(huán)水管理的需要。一直以來冷卻塔運行中，漏油、過振等突發(fā)事故，危害巨大，因此冷卻塔運行參數(shù)遠程監(jiān)測終端，通過對冷卻塔系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)動態(tài)遠程監(jiān)測、分析、預報、及時發(fā)現(xiàn)故障尤其是突發(fā)故障先兆，迅速做出反應，實時給予決策支持并實施自動監(jiān)測，為循環(huán)水系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)以及全面生產(chǎn)提供安全保障；為設備管理部門提供多層次信息管理和決策支持手段，在兼顧現(xiàn)場調(diào)度和故障隱患預判的基礎上實現(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)安全運行。

8.6.2系統(tǒng)組成

冷卻塔運行參數(shù)遠程管理系統(tǒng)主要由中心監(jiān)測站、手機、現(xiàn)場傳感器（測振儀、油位計、油溫計、風量儀等）、遠程數(shù)據(jù)采集終端以及冷卻塔運行情況分析軟件組成。

8.6.3系統(tǒng)部分

根據(jù)現(xiàn)場應用情況整個冷卻塔專用GPRS遠程數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)被分成三大部分。

第一部分是現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集裝置，實時將現(xiàn)場的油位、油溫、振動、風量、流量等數(shù)據(jù)采集到智能遠程監(jiān)測終端內(nèi)并支持測量信號種類的擴展，根據(jù)實時數(shù)據(jù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場的自動報警，防止事故的發(fā)生；并且由智能遠程監(jiān)測終端將數(shù)據(jù)采用主動或被動的方式發(fā)送到監(jiān)測中心；

第二部分是監(jiān)測中心及冷卻塔運行參數(shù)分析軟件，它實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的接收、存儲、顯示、數(shù)據(jù)請求以及曲線顯示、報表打印輸出等信息管理工作和方便地訪問實時和歷史數(shù)據(jù)，并通過冷卻塔制造經(jīng)驗，編寫的冷卻塔運行參數(shù)分析軟件，對所采集信號進行運行分析和故障預測。

第三部分是短信息預警系統(tǒng)，該短信息預警硬件仍以現(xiàn)場智能遠程測控終端為基礎，通過編程，可實現(xiàn)在冷卻塔運行參數(shù)分析軟件檢測到不良狀態(tài)時，自動以手機短信息的方式將報警信息發(fā)送到管理人員的移動電話上，使管理人員及時了解到現(xiàn)場的不良狀況，從而為安全生產(chǎn)作業(yè)提供信息保證。

8.6.4硬件部分

（1）、基本原理:

通過RS—485總線將數(shù)字傳感器（也可采用模擬輸出傳感器）與數(shù)據(jù)采集終端連為一體，構成現(xiàn)場監(jiān)測單元。數(shù)據(jù)采集終端內(nèi)置：CPU模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、控制模塊、GPRS/CDMA數(shù)據(jù)通信模塊?？涩F(xiàn)場接入多路模擬量、開關量、繼電器信號等數(shù)據(jù)，然后直接通過 GPRS 無線模塊將現(xiàn)場數(shù)據(jù)與遠程監(jiān)測中心連接，將采集數(shù)據(jù)實時發(fā)送到遠程數(shù)據(jù)庫服務器，并存儲到數(shù)據(jù)庫中。通過該系統(tǒng)，即使在遠離觀測現(xiàn)場的異地，也能方便地對各種環(huán)境要素如流量、壓力等數(shù)據(jù)的采集讀取，真正實現(xiàn)了遠程監(jiān)測和數(shù)據(jù)共享的功能。除數(shù)據(jù)遠程采集、實時監(jiān)測外，系統(tǒng)還可實現(xiàn)遠程手機報警，并通過用戶手機遠程監(jiān)測現(xiàn)場設備。

（2）、功能特點：

◎配備多種接口資源：包括模擬信號采集、開關量輸入、輸出、脈沖信號輸入等；

◎支持一路RS232/RS485方式的用戶數(shù)據(jù)接口，可接入PLC等各種設備；

◎采集傳輸控制一體化，提高了系統(tǒng)可靠性，降低了成本；

◎采用工業(yè)級超低功耗高性能的嵌入式處理器；

◎用戶可以編程的量程轉(zhuǎn)換和報警上下限設定；

◎內(nèi)設工業(yè)時鐘，精確計時；

◎自動定時上報和事件觸發(fā)上報功能；

◎內(nèi)置大容量FLASH存儲器，數(shù)據(jù)自動記錄，支持歷史數(shù)據(jù)檢索；

◎通訊協(xié)議完善，組態(tài)軟件支持，用戶免開發(fā)；

◎板載工業(yè)級GPRS傳輸模塊；

◎提供用戶設置軟件，開放式接口，方便與組太軟件及其它軟件連接；

◎工業(yè)級設計，穩(wěn)定可靠，堅固耐用。

8.6.5軟件部分

監(jiān)測中心需配置信息管理軟件，其主要作用在于接收、存儲、顯示現(xiàn)場終端發(fā)來的數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)一些數(shù)據(jù)分析功能，同時，能夠根據(jù)接受的數(shù)據(jù)，自動分析完成自動預警的功能。軟件采用B/S結構，其特點在于采用Web Enable技術利用Internet廣域網(wǎng)將信息共享網(wǎng)絡拓展到最大范圍，使領導或工作人員，在家里或使用筆記本在外地無線上網(wǎng)以及手機WAP網(wǎng)時也能方便的查詢到冷卻塔現(xiàn)場工況信息。

遠程測測系統(tǒng)，主要用于接收各檢測站點發(fā)來的數(shù)據(jù)并進行整理、保存，可隨時對歷史數(shù)據(jù)進行查詢、統(tǒng)計并生成報表。同時提供對站點的配置功能（如添加、刪除、修改等）。通過它，可以及時地了解各檢測點的狀況及變化趨勢，為相關部門提供可靠的數(shù)據(jù)。

冷卻塔運行參數(shù)分析軟件是監(jiān)測中心的核心，該軟件根據(jù)菱電十年冷卻塔制造經(jīng)驗編寫，同時具備菱電最新水動能冷卻塔的運行參數(shù)庫。針對各型號冷卻塔運行中實際發(fā)生的各項現(xiàn)場實測運行參數(shù)、參數(shù)運行趨勢，進行系統(tǒng)運行狀況分析，并預測冷卻塔故障參數(shù)，在發(fā)出現(xiàn)場報警和遠程手機報警提示。

10.1、機械設備安全措施

所使用的機械設備：交流電焊機

10.1.1、交流電焊機：

1）、用前應檢查并確認初、次級線接線正確，輸入電壓符合電焊機的銘牌規(guī)定。接通電源后嚴禁接觸初級線路的帶電；

2）、次級抽頭連接銅板應壓緊，接線拄應有墊圈。合閘前，應詳細檢查接線螺帽、螺栓及其他部件并確認完好齊全、無松動或損壞；

3）、多臺電焊機集中使用時，應分接在三相電源網(wǎng)絡上使三相負載平衡，多臺焊機的接地裝置應分別由接地極處引接，不得吊接；

4）、移動電焊機時應切斷電源，不得用拖接電纜的方法移動電焊機，當焊機突然停電時，應立即切斷電源；

5）、電焊機的裸露導電部分轉(zhuǎn)動部分應裝安全保護罩；

6）、電焊機的一次側的電源線必須絕緣良好，不得隨意拖拉，其長度不宜大于5m；

7）、電焊把鉗絕緣必須良好；

8）、電焊機二次側引出線宜采用橡皮絕緣銅芯電纜，其長度不大于30m；

9）、電焊機外殼應可靠接地，不得多臺串聯(lián)接地；

10）、焊機作業(yè)附近不宜有振動的其他機械設備，不得放置易燃、易暴物品。工作場地有良好的通風措施。

10.1.2、關于手持電動工具的安全措施

1）、手持電動工具作空載檢查，運轉(zhuǎn)正常方可使用。

2）、工程使用均為Ⅱ類手持電動工具，并安設額定動作電流不大于15mA，額定漏電動作時間小于0.1S的漏電保護器。

10.2、高空作業(yè)的安全技術措施

10.2.1、高空作業(yè)指凡在墜落高度基準面2m以上有可能墜落的高處進行作業(yè)；

10.2.2、高空作業(yè)的安全標志、工具、儀表、電器設施和各類設備，必須加以檢查，確認完好方能投入使用；

10.2.3、高空作業(yè)人員必須配帶安全帶、安全帽，并檢查無礙方可作業(yè)；

10.2.4、嚴禁交叉作業(yè)。

10.3、安全生產(chǎn)、文明施工

10.3.1、臨時用電必須安裝觸電保安器，接電須有專業(yè)電工操作；

10.3.2、腳手架要經(jīng)常檢查牢固性；

10.3.3、嚴禁超負荷起吊，在無人指揮的情況下，不得進行吊裝作業(yè)；

10.3.4、各班組交叉作業(yè)時，須有專人協(xié)調(diào)安全工作，否則不得進行交叉作業(yè)；

10.3.5、進入施工現(xiàn)場必須戴好安全帽，高空作業(yè)必須戴好安全帶；

10.3.6、服從我公司有關人員的總體調(diào)度，遵從當?shù)厝嗣竦娘L俗習慣；

10.3.7、加強現(xiàn)場管理，做到科學施工，文明施工。