CN104279114A - 贯流式水轮机及其组建的冷却塔系统 - Google Patents

贯流式水轮机及其组建的冷却塔系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种贯流式水轮机及其组建的冷却塔系统，其特征在于：该水轮机其组成包括进口端柔性管接头、导水锥、径向轴承、座环、机械密封、转子、机壳、出口端柔性管接头、轴承座、径向轴承、止推轴承、冷却水管、轴及锁母。所述的冷却塔系统，包括冷却塔、减速机、风机、联轴器、贯流式水轮机、回水管、旁通调节阀、上水管、上水调节阀；上水管上安装有上水调节阀，上水管连接至贯流式水轮机进水口，水轮机出口安装有回水管，回水管连通至冷却塔；利用原冷却塔的上输水管道，将循环水输送到塔顶，泵扬程约40m，流量约5000m3/h，根据上述数据，设计贯流式水轮机，利用循环水的势能通过水轮机转换成旋转动能，由水轮机代替电动机驱动冷却塔冷却风机，达到节约大量电能的目的。

Description

贯流式水轮机及其组建的冷却塔系统
技术领域
本发明涉及化工厂水汽车间循环领域，具体来讲是一种可以广泛运用于氯碱化工、多晶硅行业、石油化工、大型化肥、煤化工、制药工业等化学领域的贯流式水轮机及其组建的冷却塔系统。
背景技术
所有化学工业在生产过程中，根据生产工艺要求，都设置有循环水（＜100°C）冷却塔装置，使其循环水温度降至≤90°C，以满足生产工艺要求的水资源重复利用。冷却塔作用是将由离心泵所供循环水通过输水主管道送到冷却塔塔顶，循环水通过塔顶四周进行布水，循环水自由落体方式流向塔底，在这样的过程中，循环水自然冷却。其中的水蒸气，由塔顶的冷却风机抽出塔外，原塔顶冷却风机由电动机驱动。现在针对冷却塔进行节能改造，设计和研制了贯流式水轮机来驱动冷却风机，替代原电动机，达到节约电能的目的。
发明内容
本发明的目的在于在此提供一种贯流式水轮机及其组建的冷却塔系统，贯流式水轮机是利用上水主管道供水，水轮机运转作功后的循环水通过回水管接入原布水系统，进行布水，水轮机底座安装尺寸按原电动机安装尺寸设计制作，基座可以互换使用。
本发明是这样实现的，构造一种贯流式水轮机，其特征在于：该水轮机采用卧式窝壳结构；其组成包括进口端柔性管接头、导水锥、径向轴承、座环、机械密封、转子、机壳、出口端柔性管接头、轴承座、径向轴承、止推轴承、冷却水管、轴及锁母；水轮机主轴置于机壳体内的端部上安装有转子，水轮机主轴的一端对应于进水口，且该端部上设置有机械密封，水轮机主轴另一端由联轴器连接其他减速器。
根据本发明所述贯流式水轮机，其特征在于：径向轴承是用2个锁母固定在轴与座环之间腔体内，然后用螺栓把导水锥固定在座环上；机械密封也是用卡簧将其固定在轴与座环之间的腔体内；转子用键及锁母固定在轴上；轴承座用螺栓固定在壳体上，然后用锁母将径向轴承和止推轴承固定在轴承座与轴的腔体内；冷却水管是采用的焊接方式将座环也即水轮机入口的水引致轴承座的夹套内，以冷却轴承运转后产生的热量，最后引入冷却塔内冷却。
根据本发明所述贯流式水轮机，其特征在于：该水轮机的进口端管用柔性管接头、出口端管用柔性管接头和蝶阀相连接，柔性管接头有0~15mm的伸缩量，便于水轮机安装时进行尺寸补偿，也便于水轮机拆卸和维修。
一种利用贯流式水轮机组建的冷却塔系统，其特征在于：包括冷却塔、减速机、风机、联轴器、贯流式水轮机、回水管、旁通调节阀、上水管、上水调节阀；上水管上安装有上水调节阀，上水管连接至贯流式水轮机进水口，水轮机出口安装有回水管，回水管连通至冷却塔；
所述水轮机采用卧式窝壳结构；水轮机其组成包括进口端柔性管接头、导水锥、径向轴承、座环、机械密封、转子、机壳、出口端柔性管接头、轴承座、径向轴承、止推轴承、冷却水管、轴及锁母；水轮机主轴置于机壳内部的端部上安装有转子，且水轮机主轴的以端对应于进水口，且该端部设置有机械密封，水轮机主轴另一端由联轴器连接其他减速器。
根据本发明所述的冷却塔系统，其特征在于：按照如下方式运行：
打开上水调节阀，循环水通过上水管道流入水轮机入口，水轮机入口设计有导流叶片，循环水经过导流叶片冲动水轮机转子，转子由联轴器带动减速器，减速器带动冷却风机旋转。水轮机出口安装有回水管，关闭旁通调节阀，循环水通过回水管流入冷却塔布水槽进行布水，由此循环水进行了冷却达到了冷却塔工作的目的。
本发明的优点在于：本发明所述的贯流式水轮机及其组建的冷却塔系统经过改进，结构设计合理，利用效率高，运行费用降低，广泛用于氯碱化工、多晶硅行业、石油化工、大型化肥、煤化工、制药工业等化学领域。
该机经二年多的使用，运行良好，操作简单，保养维修方便，完全可以代替电动机运行，（原电动机220kW）年节约电费近40万元。若在全国范围推广使用，有巨大的节能前景，符合国家鼓励的节能政策，同时也是国家鼓励的创新项目。
利用原冷却塔的上输水管道，将循环水输送到塔顶（塔顶高度约为15~20米），泵扬程约40m，流量约5000m3/h，根据上述数据，设计贯流式水轮机，利用循环水的势能通过水轮机转换成旋转动能，由水轮机代替电动机驱动冷却塔冷却风机，达到节约大量电能的目的。
贯流式水轮机，水头低，流体由入口经座环导流叶片直接冲动转轮，经过尾水管流经旁通管道，再流入冷却塔的布水区域进行布水，水轮机转动后，由联轴器连接减速器，带动冷却塔风机转动，风机转速160~200r/min。SNGLW500贯流式水轮机技术参数为进口压力：0.08~0.13MPa，流量：5000m3/h，设计转速：1300r/min。
附图说明
图1是冷却塔用贯流式水轮机结构图
图2冷却塔系统用水轮机操作示意图。
具体实施方式
下面将结合附图1-2对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
原化工厂水汽车间循环水冷却塔冷却风机由电机驱动，冷却塔上输水管道改造后，根据水力原理设计研制了贯流式水轮机，即用贯流式水轮机驱动冷却塔冷却风机，达到节约电能的目的。这项技术可以广泛运用于氯碱化工、多晶硅行业、石油化工、大型化肥、煤化工、制药工业等化学领域。本发明所述贯流式水轮机开有按照如下方式实施：
一种贯流式水轮机，如图1所示，该水轮机采用卧式窝壳结构；具有如下改进：其组成包括进口端柔性管接头1、导水锥2、径向轴承3、座环4、机械密封5、转子6、机壳7、出口端柔性管接头8、轴承座9、径向轴承10、止推轴承11、冷却水管12、轴13及锁母14；水轮机主轴置于机壳7体内的端部上安装有转子6，水轮机主轴的一端对应于进水口，且该端部上设置有机械密封5，水轮机主轴另一端由联轴器连接其他减速器。贯流式水轮机通过改进后具有如下好处，水头低，流体由入口经座环导流叶片直接冲动转轮，经过尾水管流经旁通管道，再流入冷却塔的布水区域进行布水，水轮机转动后，由联轴器连接减速器，带动冷却塔风机转动，风机转速160~200r/min。SNGLW500贯流式水轮机技术参数为进口压力：0.08~0.13MPa，流量：5000m3/h，设计转速：1300r/min。
整个零部件都是靠轴13来连接的。径向轴承3是用2个锁母14固定在轴13与座环4之间腔体内，然后用螺栓把导水锥2固定在座环4上；机械密封也是用卡簧将其固定在轴13与座环4之间的腔体内；转子6用键及锁母14固定在轴13上；轴承座9用螺栓固定在壳体7上，然后用锁母14将径向轴承10和止推轴承11固定在轴承座9与轴13的腔体内；冷却水管12是采用的焊接方式将座环4也即水轮机入口的水引致轴承座9的夹套内，以冷却轴承运转后产生的热量，最后引入冷却塔内冷却。
该水轮机的进口端管用柔性管接头1、出口端管用柔性管接头8和蝶阀相连接，柔性管接头有0~15mm的伸缩量，其目的是：便于水轮机安装时进行尺寸补偿，也便于水轮机拆卸和维修。
如图2所示：一种利用所述贯流式水轮机组建的冷却塔系统，包括冷却塔21、减速机22、风机23、联轴器24、贯流式水轮机25、回水管26、旁通调节阀27、上水管28、上水调节阀29；上水管28上安装有上水调节阀29，上水管28连接至贯流式水轮机25进水口，水轮机出口安装有回水管26，回水管26连通至冷却塔21。
水轮机机座与原电动机基座安装尺寸相同。水轮机与进出水管用柔性管接头1、8和蝶阀相连接，柔性管接头有0~15mm的伸缩量，便于水轮机安装时进行尺寸补偿，也便于水轮机拆卸和维修。水轮机主轴由联轴器连接减速器，减速器驱动冷却风机，风机旋转抽出水蒸气。水轮机初始调试运转时，其速度由旁通调节阀27开启，使70%流量溢流，水轮机慢速运转，60分钟后观察水轮机是否有异常现象，一切正常后，逐渐关闭旁通调节阀27，使其上水流量增大，水轮机达到工作设计转速1200~1500r/min。循环水流经转子作功后，水流直接通过回水管26流入冷却塔布水区域进行布水。
所述的冷却塔系统，按照如下方式运行：
打开上水调节阀29，循环水通过上水管道28流入水轮机入口，水轮机入口设计有导流叶片，循环水经过导流叶片冲动水轮机转子，转子由联轴器24带动减速器22，减速器带动冷却风机23旋转。水轮机出口安装有回水管26，关闭旁通调节阀27，循环水通过回水管流入冷却塔布水槽进行布水，由此循环水进行了冷却达到了冷却塔21工作的目的。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 

Claims (5)

1.一种贯流式水轮机，其特征在于：该水轮机采用卧式窝壳结构；其组成包括进口端柔性管接头（1）、导水锥（2）、径向轴承（3）、座环（4）、机械密封（5）、转子（6）、机壳（7）、出口端柔性管接头（8）、轴承座（9）、径向轴承（10）、止推轴承（11）、冷却水管（12）、轴（13）及锁母（14）；水轮机主轴置于机壳（7）体内的端部上安装有转子（6），水轮机主轴的一端对应于进水口，且该端部上设置有机械密封（5），轴另一端由联轴器连接其他减速器。
2.根据权利要求1所述贯流式水轮机，其特征在于：径向轴承（3）是用2个锁母（14）固定在轴（13）与座环（4）之间腔体内，然后用螺栓把导水锥（2）固定在座环（4）上；机械密封也是用卡簧将其固定在轴（13）与座环（4）之间的腔体内；转子（6）用键及锁母（14）固定在轴（13）上；轴承座（9）用螺栓固定在壳体（7）上，然后用锁母（14）将径向轴承（10）和止推轴承（11）固定在轴承座（9）与轴（13）的腔体内；冷却水管（12）是采用的焊接方式将座环（4）也即水轮机入口的水引致轴承座（9）的夹套内，以冷却轴承运转后产生的热量，最后引入冷却塔内冷却。
3.根据权利要求1所述贯流式水轮机，其特征在于：该水轮机的进口端管用柔性管接头（1）、出口端管用柔性管接头（8）和蝶阀相连接，柔性管接头有0~15mm的伸缩量，便于水轮机安装时进行尺寸补偿，也便于水轮机拆卸和维修。
4.一种利用上述贯流式水轮机组建的冷却塔系统，其特征在于：包括冷却塔（21）、减速机（22）、风机（23）、联轴器（24）、贯流式水轮机（25）、回水管（26）、旁通调节阀（27）、上水管（28）、上水调节阀（29）；上水管（28）上安装有上水调节阀（29），上水管（28）连接至贯流式水轮机（25）进水口，水轮机出口安装有回水管（26），回水管（26）连通至冷却塔（21）；
所述水轮机采用卧式窝壳结构；水轮机其组成包括进口端柔性管接头（1）、导水锥（2）、径向轴承（3）、座环（4）、机械密封（5）、转子（6）、机壳（7）、出口端柔性管接头（8）、轴承座（9）、径向轴承（10）、止推轴承（11）、冷却水管（12）、轴（13）及锁母（14）；水轮机主轴置于机壳（7）内部的端部上安装有转子（6），且水轮机主轴的以端对应于进水口，且该端部设置有机械密封（5），水轮机主轴另一端由联轴器连接其他减速器。
5.根据权利要求4所述的冷却塔系统，其特征在于：按照如下方式运行：打开上水调节阀（9），循环水通过上水管道（8）流入水轮机入口（5），水轮机入口设计有导流叶片，循环水经过导流叶片冲动水轮机转子，转子由联轴器（4）带动减速器（2），减速器带动冷却风机（3）旋转；
水轮机出口安装有回水管（6），关闭旁通调节阀（7），循环水通过回水管流入冷却塔布水槽进行布水，由此循环水进行了冷却达到了冷却塔（1）工作的目的。
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