[发明专利]循环冷却水系统富余扬程优化利用的技术装置

说明书

技术领域

本发明涉及流体工程领域，尤其涉及一种循环冷却水系统的富余扬程的优化利用装置。

背景技术

由于对一般的冷却水系统在进行设计选泵的时候，既要确保流量，又必须考虑水泵的效率以及电机的功率，因此会选得过高(扬程许大不许小)，导致相当一部分流体能量白白地浪费了。根据行业内调查，冷却塔的进塔循环水(即进入冷却塔的入口处的水)压头差异较大，压头一般是8～13m，而配水所需的压头不同配水方式亦不相同，通常不超过3m，可见存在着富裕扬程高，并没有得到充分的利用。这样，在当今能源短缺的形势下，对循环冷却水系统中存在的富余扬程进行回收利用，已引起设计、制造、运行和管理部门的关注，并已进行了对富裕扬程的回收利用的试点探索。

目前，现有技术多数是通过设计水动风机来实现对冷却水系统中的富余扬程的利用，即在冷却塔水系统具有充足富裕扬程的前提下，采用水轮机代替冷却塔风机的电机来直接驱动风机进行热交换。水轮机的叶轮接受了流体的能量，发生旋转，将进水的富余压头转换为动能，起到了代替原风机电机的作用。但是，在水动风机的设计中，有的采用的是使用水轮机直接驱动冷却塔风机转动，即将原装置中包括驱动风机的电机及减速器的整套设备拆除，而在风机下面安装低速立式水轮机，直接驱动风机转动；有些只拆除电机改用较高速的水轮机驱动。这样，只有在水系统富余扬程足够的条件下(一般需10～13米的扬程)，当全部水流量都通过水轮机时，水轮机的轴功率才有可能足以驱动冷却塔风机全速转动，使通风量满足冷却塔排热量的需求。但是在夏季运行时，冷却水系统通常要求冷却水流量较大，这样管网系统流阻亦会增大，而配水系统要求水压较高，这样富余扬程会相对偏小，因此会影响水轮机驱动风机的轴功率值，导致配水系统压力下降。

随着我国节能技术的进步以及循环水系统能效标准和设计规范的修订，在夏季确保运行功能的前提下，冷却水系统的富余扬程在不断减少，为了确保系统的安全和持续稳定运行，此时将全部用水轮机驱动冷却塔风机的转动，但实际操作中部分试点单位发现存在流体功率不足的现象。对此部分单位采用提高循环水泵站水泵的扬程或增设加压水泵的措施，但采用这一技术措施，会导致水系统增加过多扬程，由此导致水泵能耗增高过多。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种循环冷却水系统的富余扬程的优化利用装置，实现对循环冷却水系统的富裕扬程的优化利用。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种循环冷却水系统的富余扬程的优化利用装置，通过使用水轮机和SSS离合器，实现对循环冷却水系统的富裕扬程的充分的回收利用。

为实现上述目的，本发明提供了一种循环冷却水系统的富余扬程的优化利用装置，其特征在于，包括水轮机和SSS离合器，所述水轮机由所述循环冷却水系统的进塔循环水驱动，所述水轮机通过所述SSS离合器连接到所述循环冷却水系统的冷却塔的电机；当所述水轮机的转速大于所述电机的转速时，所述SSS离合器啮合，所述水轮机和电机共同驱动所述冷却塔的风机；当所述水轮机的转速小于所述电机的所述转速时，所述SSS离合器分离，所述电机单独驱动所述风机。

进一步地，所述电机是感应电机。

进一步地，所述SSS离合器的输入轴连接到所述水轮机的输出轴，所述SSS离合器的输出轴连接到所述电机的第一轴伸端，所述电机的所述第一轴伸端在所述电机的冷却风扇侧，所述电机的第二轴伸端通过所述冷却塔的变速箱连接到所述风机。

进一步地，所述进塔循环水为热水。

进一步地，所述SSS离合器是棘轮式离合器。

进一步地，所述循环冷却水系统的富余扬程的优化利用装置还包括设置在所述冷却塔的顶部的恒压水箱，所述恒压水箱上设置有通气孔，所述通气孔使所述恒压水箱的内部空间与外界大气连通；所述水轮机的排出水经过所述水轮机的排水管进入所述恒压水箱，继而从所述恒压水箱进入所述循环冷却水系统的配水管。

进一步地，所述恒压水箱具有出水管，通过设定所述出水管在所述恒压水箱内的开口的高度以使所述恒压水箱内的液体的液面高度恒定。

进一步地，所述恒压水箱内设置有三角形堰板、进水管和出水管，所述三角形堰板把所述恒压水箱内的液体分成第一液体部分和第二液体部分，所述进水管的开口在所述第一液体部分内，所述出水管的开口在所述第二液体部分内，通过设定所述出水管的所述开口的高度以使所述第二液体部分的液面高度恒定。