提高大型冷卻塔風機排風量的節能改造技術規范ofairflowoflargec上海市質量技術監督局發布I為了合理和有效地利用電能，確保國家節能減排、可持續發展，針對石化、鋼鐵行業眾多大型機力通風冷卻塔風機存在著出力不足、浪費能源的弊端，從減少出口動壓損失、改善風機進口端流場人手，減少附加阻力、確保葉輪作功能力，采用擠拉截工藝成型風機，實現塔機匹配、提高排風量，特制訂本標準。本標準由上海市發展和改革委員會、上海市經濟和信息化委員會、上海市質量技術監督局、上海交通大學共同提出。本標準主要起草單位：上海交通大學、上海市能源研究會、上海石油化工股份有限公司滌綸事業部、斯必克流體技術(上海)有限公司、浙江上風冷卻塔有限公司、上海伯奴力能源環境科技有限公司。1提高大型冷卻塔風機排風量的本標準針對大型冷卻塔(單塔處理水量大于或等于1000m3/h)提高冷卻塔風機排風量，提出了節能改造的技術路線、節能改造技術措施、節能效果評價與計算，中小型冷卻塔及風冷換熱設備亦可參照執行。下列文件對于本文件的應用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文GB50204混凝土結構工程施工質量驗收規范GB/T7190.2玻璃纖維增強塑料冷卻塔第2部分：大型玻璃纖維增強塑料冷卻塔下列術語和定義適用于本文件。開口導流器streamlinefairingwithopenedoutlet沿冷卻塔梁柱周邊，裝設對稱狀薄壁、空腔導流葉片，構成對稱導流器，拼裝時按梁柱與風葉間的不同高度，在導流器尾端截去不同長度，由此構成的不同開口寬度的導流器均稱為開口導流器。4.1在制訂節能改造技術方案前應先調研冷卻塔系統概況，查明冷卻塔風機出口端風筒形狀、直徑和高度，并對風機吸入端和排出端梁柱形狀、截面尺寸、與風機葉片間的相對距離作檢測，并對風機在實塔中的運行工況點作測試，結合風機特性曲線進行分析，為制訂節能改造技術方案提供基礎資料。5.1對立式吸風式冷卻塔，根據風葉最低點與橫梁間的距離h值、橫梁截面積的大小，首先采取設置完整的對稱導流器的措施；若距離h值偏小，則可采用開口導流器，或在橫梁前端設置機翼型前端的導流器、梁柱后端設置機翼型弦高較大的風力機翼型，能有效減小橫梁后的渦流區。25.2若風葉與梁柱間距偏小，不能設置完整的導流器，則可采用開口導流器，并在導流器的開口腔室內，設置輔助通風，其出風口氣流方向與主氣流方向一致，開口導流器出口處氣流速度的選擇與主氣流流速大小、橫梁寬度、開口導流器出口寬度、要求氣流場的均勻性程度諸因素有關，可通過CFD計算確定。5.3對新改造的大型冷卻塔，宜將風機檢修平臺設計成格柵狀，以利改善氣流場；減少梁柱在迎風面上的寬度、增加梁與風葉間的距離均能起到改善葉片前氣流場均勻性的作用，見附錄A。5.4在冷卻塔風機輪轂的后方會形成一個負壓區，加大了氣流能量損失，為此，宜在此位置加裝直徑為葉片根部直徑的尾錐體或圓盤，可減少能量損失、提高排風量。5.5選用塔機匹配的高效軸流風機來置換低效風機，宜采用擠拉截工藝成型可一模多用、高效經濟型軸流風機葉片來替換，見附錄B。5.6檢查冷卻塔風機出口端擴壓風筒擴角大小及其高度值，宜采用單邊擴角小于或等于7.5°為佳，否則應考慮調整擴角；對用玻璃鋼制作的風筒，其擴散角亦可沿程逐漸加大，從風機出口逐漸加大到風筒出口處最大擴5.7機械通風逆流式冷卻塔進風口面積與冷卻塔填料淋水面積之比，可取0.5～0.6;為減少氣流在塔進口處的損失，可在進風口上檐加設弧形導風板，板長1m～1.5m,圓弧長半徑取進風口高度的1/5或采用橢圓形，長短軸之比取3;收水器上部到塔頂板高度h與風機直徑之比h/D大于0.5為宜。5.8冷卻塔風機進口處應避免突縮進口，采用曲線收縮段，收縮曲線可采用圓弧、橢圓或拋物線，圓弧半徑取風機直徑的1/10,對淋水截面呈圓形的冷卻塔，風機進口可采用維托辛斯基曲線，沿X軸線不同X值處的圓弧半徑R可按下式計算確定。式中：L——過渡段長度，單位為米(m);R?——填料裝置半徑，單位為米(m);R?—風機風筒半徑，單位為米(m)。詳見圖1。圖1維托辛斯基曲線35.9橫流式冷卻塔填料頂部到風筒根部的高度差宜取風機直徑的1/5,確保風機進口前有較為均勻的流場；逆流塔應保證風機吸入口以下的收縮段有足夠的距離h值，增大h值既能降低阻力損失，又能補償流態緩變，h值與風機直徑D之比宜為1/2。6節能效果評價與計算6.1經節能改造后冷卻塔的能效限定值應達到DB31/T414規定值，混凝土結構的施工質量也應符合GB50204的規定。6.2為驗證改造前后冷卻塔風機排風量的增值效果，可通過選點檢測改造前后風阻的變化值進行確定。現場簡便的測試方法是采用全壓測管測量，測點布置在冷卻塔填料層上面(逆流塔)或在橫流式冷卻塔氣室中選擇測點，測量空氣流經冷卻塔填料后的全壓值，分別測出改造前后不同的全壓值，即pa和P+?值，按各部件的氣流阻力損失值為依據，即可用下式計算求得改造前流量Q?和改造后流量Q2的相對變化值，即式中：Q?——技術改造前的風機排風量值，單位為立方米每小時(m3/h);Q?——技術改造后的風機排風量值，單位為立方米每小時(m3/h);p——改造前測得的全壓值，單位為帕(Pa);Pr?——改造后測得的全壓值，單位為帕(Pa)。應用上式計算的條件是，在冷卻塔測壓點前的部位在改造前和改造后未作更改、保持相同。也可按照JB/T7190.2的測試方法分別直接測量改造前及改造后的風量值進行比較。4(資料性附錄)混凝土結構冷卻塔擴容降阻導流裝置本技術涉及一種混凝土結構冷卻塔擴容降阻導流裝置(見圖A.1和圖A.2),用于減少冷卻塔塔頂部橫梁處氣體繞流分離和控制梁后渦流區的大小。說明：1——檢修寬梁；2——寬梁出口導流器；3——對稱弧形均流板；4——寬梁進口導流器；5——安裝平臺；6——輔助風機；7——輔助風機風筒；8——平臺導流件。圖A.1導流裝置結構及安裝位置示意圖52——寬梁出口導流器；3——對稱弧形均流板；4——寬梁進口導流器；b——寬梁出口導流器的開口寬度。圖A.2安裝在寬梁上的開口導流器結構示意圖6(資料性附錄)擠拉截工藝成型的軸流式節能風機葉片風機葉片為機翼型空腔葉片，其結構的截面如圖B.1所示，由前段空心的機翼型主體1和后段實心的尾緣2構成，材質為鋁合金或玻璃纖維增強塑料(FRP)。葉柄5采用鋼管制作，插入機翼型主體1內腔中部特制的弧形座3中，用螺釘與葉片緊固，葉柄5的另一端通過法蘭固定在葉輪輪轂上。弧形座3可以增加機翼型主體1與葉柄5的接觸表面積，以利減少接觸變形量。根據葉片弦長的大小，可在機翼型主體1空心內腔中設置數條與葉片中心線平行的加強筋4,用來加固和提高葉片剛度。對于較大直徑的風機，葉片機翼型主體1可采用分段式結構，段與段之間的連接部位6采用楔形槽連接。圖B.1擠拉截葉片截面示意圖段，是實心部分，二者構成整個葉型剖面XPYQZRSX。l。為機翼型主體1的弦長，l?為整個葉片的弦長。擠拉