能源回收利用  冷却塔节能降耗

水泥生产线设备是大型、重载、高负荷下运行。许多设备需要水冷却，经过在设备里面循环冷却之后的水变成热水，经过给排水的回水系统集中流入蓄水池1；然后由热水泵（正常配置为一用一备）送入冷却塔，热水经过填料往下流动，在风扇的作用下进行风冷，对热水进行降温变成冷水，进入蓄水池2，以便供给设备循环冷却使用。

安徽森瑞科机电设备有限公司在多年的生产实践上，根据现场需求设计制造出适合各种工况下满足客户要求的非标水轮机，实现水泥生产线冷却塔的节能降耗的目标。

由于在给排水的设计时，整个循环水系统中，每段水管、弯头、提升都有一定的阻力，每个循环水系统中的水量很难被精确的计算出来，所以工艺设计时水泵的流量、扬程等参数都留有富余系数，我公司研发的水轮机就是充分回收利用这些多余的能量推动水轮机带动风机转动，实现被改造的冷却塔达到节能的目的。

在这个给排水系统中，水泵将热水抽走进入冷却塔，水在管道中就有一定的流速和压力；登封嵩基水泥有限公司水泵出水泵富裕扬程为0.19兆帕，冷却风扇距离地面高度为8米，系统改造时水轮机就安装在主排水管道上，位置就在现在风扇电机的地方；利用系统的富余动能约为11米扬程推动水轮机1，水轮机的出轴驱动齿轮箱2，带动冷却风扇旋转，对热水进行降温。在实际工业生产时，管道系统内的流体自身动能不稳定，压力时高时低，不能很好的将热水温度降下来，导致水泥生产线主机设备循环水冷却时进水温度高，冷却效果不好；同时考虑到实际需要冷却到的温度是固定值，而昼夜温差、冬夏季温差有20℃左右；目前我们水泥生产线在夜间、在冬季出现过度冷却现象。在此我公司在在电气控制上主管道上安装压力变送器，输出信号为4~20mA的模拟量信号；采用可编程控制器PLC，实时采集该信号。同时采集环境温度，对整个系统进行PID闭环控制。管道压力低，PLC输出信号增加变频器频率，根据我们现场实际情况，改造后的系统选用30千瓦电机驱动DSP传动装置，与水轮机一起驱动风扇，提高冷却效率；管道压力高，PLC输出信号降低变频器频率或者只需要水轮机驱动风扇，达到完全节能的效用；达到实时降低风扇的电力消耗。同时我们在冷却塔的的出水口增设温度传感器，循环水冷却到合适的温度（该数值可在触摸屏上设置），冷却风扇就停止工作。

冷却塔节能技方法

1. 拆除原有电机，保留原有的减速机输入轴。

2. 将带有整体基座的联合驱动装置安装在现有电机位置。

3. 在上水管安装一个DN500的闸阀，水轮机系统开启时阀门关闭。

4. 管线不知参照图GNZF-4000图纸施工。

冷却塔节能技改后的优点
1、节能： 充分利用循环系统多余的能量，实现冷却塔的节能，改造投资资金1年至一年半可全部回收；
2、可靠： 水轮机设计严谨，结构合理，运转平稳，从根本上解决了因电机、电控烧毁和损坏的故障，为安全持续运行提供了保证；

3、安全：冷却塔改造后可在任何防爆的环境下安全运行；

4、系统富余能量利用率高，总利用率在85%左右。

冷却塔节能技改后的状况

1、不改变冷却循环水系统的整体结构布局，不改变循环水泵的状态如电流等。

2、冷却塔的节能技改不会增加水泵的功率，只是充分利用系统中多余的能量来推动水轮机，带动风机运转，实现节能。

3、改造后风机输入的轴功率保持不变，风机的转速保持不变，在冷却塔其他方面不做改动的情况下，风量保持不变。

冷却塔节能改造的效益

1、企业的第一笔收益——节能改造直接的经济效益

    冷却塔节能改造后给企业带来的节约电费的直接经济效益，根据冷却塔的规格和不同地区的用电价格，通常仅需半年到1年的时间就可收回全部的改造投资。

余热发电机组冷却塔

改造后夏季每小时节约45度电，冬季每小时节约75度电，按照每年运行300天，电费按0.6元/Kw.h计算：

∑1=：45×24×300×0.6=194400元

∑2=：75×24×300×0.6=324000元

也就是说，一年节约的电费为1/2(∑1+∑2)=259200元。

这种工艺设计尤其对昼夜温差较大，冬夏季温差较大的企业带来实实在在的经济利益，实现节能降耗。该系统在实际项目的使用后，经计量可降低80%左右的用电量。

安徽森瑞科机电设备有限公司

工程技术部

                                                                                                                                                                                                                                           2023年2月20日