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一种高效节能的冷却塔风机

发布者:云顶集团游戏网址 / 发布时间:2015年09月07日 /

近年来,随着生产设备的负荷增加,工业生产的难度也越来越大,许多早期修建的冷却塔面临着扩能改造和变工况运行。同时,因冷却塔使用数年后,散热填料由于结垢及灰尘积累,使冷却塔冷却效果下降,使许多生产设备的处理量受到约束,效益损失巨大。据调查,目前大部分冷却塔都在使用TW、TB或其他翼型的风机叶片,由于有些叶片空气效率较低,造成能源浪费,不能满足生产工艺的要求。

随着国家对能源的需求日益加大,节约能源以及减少对环境的污染,节能减排的意义极其重大。为此,使用高效率的冷却塔风机,提高冷却效果是一项很有意义的工作。

高效节能的冷却塔风机

冷却塔风机是一种低压头、大流量、小轮毂比、无前后导叶的单级轴流通风机。轴流通风机的设计方法主要有两种,一是利用单独翼叶进行空气动力试验所得到的数据进行设计,称为孤立叶型设计法。另一种是利用叶栅的理论和叶栅的吹风试验成果来进行设计,称为叶栅设计法。对于空冷风机来说,由于叶栅稠度小于1,所以一般采用孤立叶型设计法。

设计高效低噪冷却塔风机,选用先进的叶片切面翼型和正确的设计方法是关键。深菱生产厂家现役冷却塔风机叶片选用了具有国际先进水平的系列翼型。这种翼型主要用于轻型飞机和飞机螺旋桨。这一翼型为超临界流动翼型,具有较好的低速特性。在低马赫数、低雷诺数下,最大升力系数可达1.6左右,升阻比达100以上,正常冲角范围在20°左右。而且上、下翼面的压力分布较为平缓,失速冲角大,后缘分离区小。这一翼型是目前应用于冷却塔风机设计较为先进的翼型。

深菱厂家生产的冷却塔风机叶片的气动设计是依据儒柯夫斯基涡流理论而建立的孤立翼型设计方法和T.Fukano、Y.Kadama、Y.Scnoo对低压轴流通风机噪声的估算方法,对影响冷却塔风机全压效率和噪声的主要参数进行分析。通过计算、比较,设计出具有高效率、低噪声的冷却塔风机叶片,这种叶片后部宽、扭角大,叶片前部窄、扭较小,使风机流动气体轴向分速度沿径向的分布保持一致,没有速度梯度的变化,防止了由于环面间的速度差所产生的涡系而导致三维流动的出现。

对于风机的转速,既考虑风机设计工况的全压效率,又考虑风机的噪声。目前国内广泛使用的叶片叶尖线速度为61m/s,HY型系列叶片的叶尖线速度设计为52m/s。由于线速度的降低,使得风机的使用寿命有很大提高,并且风机的噪声降低。TB系列叶片的噪声≤85dB,HY系列叶片的噪声≤80dB。

为提高叶片的强度和刚度,叶片切面的相对厚度沿叶片长度是逐渐变化的。叶尖相对厚度是13%,最大弦长处的相对厚度是17%。风机的性能计算是在已知叶片的几何参数和风机运行参数下,假设风机流量,通过插值寻找各切面的真正环量值。计算攻角、升力系数和阻力系数,最终计算出各切面的气动载荷和扭矩,通过数值积分得出在该流量下的全压、轴功率和全压效率。由于计算时未考虑叶尖的三维效应影响和二次流损失,故计算结果可能在小流量区和大流量区与实际风机的性能有差异。

为验证叶片设计的可靠性,首先进行模型级性能试验,然后进行实际工况测试。经试验测试证明:正常使用情况下,HY型叶片风机全压效率在0.85~0.89之间。而且效率包络线平缓,当实际工况偏离设计点时,风机全压效率变化不大。风机可长期在高效区运行。全压效率比现有叶片提高10~20%,噪声降低5dB(A)

我企业将新型的HY型叶片用于冷却塔风机上,在石油化工行业取得了很好的成绩。并在冷却塔风机的改造伤,解决了生产上由于冷却塔出水温度超出生产工艺要求的问题,得到了用户的好评。由于冷却塔风机处于长期不间断的运转状态,一般冷却塔风机的电机功率在20~30kw,如果节能效果在10%,那么1台风机每天就可以节约48~72度电,一年可以节约2万多度电。

由此可见,推广高效冷却塔风机具有很高的经济价值和深远的社会效益。另外,由于HY型叶片风机的转速较其它叶型风机低,使得风机噪声低,可以保护操作工的身心健康。也使风机的寿命延长,减少风机的维护,降低使用维护成本,减少因风机故障造成的经济损失。


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