DB31∕T 729-2013 提高大型冷却塔风机排风量的节能改造技术规范

提高大型冷却塔风机排风量的2013-09-18发布2013-12-01实施上海市质量技术监督局发布I为了合理和有效地利用电能，确保国家节能减排、可持续发展，针对石化、钢铁行业众多大型机力通风冷却塔风机存在着出力不足、浪费能源的弊端，从减少出口动压损失、改善风机进口端流场入手，减少附加阻力、确保叶轮作功能力，采用挤拉截工艺成型风机，实现塔机匹配、提高排风量，特制订本标准。本标准由上海市发展和改革委员会、上海市经济和信息化委员会、上海市质量技术监督局、上海交通大学共同提出。本标准主要起草单位：上海交通大学、上海市能源研究会、上海石油化工股份有限公司涤纶事业部、斯必克流体技术(上海)有限公司、浙江上风冷却塔有限公司、上海伯奴力能源环境科技有限公司。1本标准针对大型冷却塔(单塔处理水量大于或等于1000m³/h)提高冷却塔风机排风量，提出了节2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文GB50204混凝土结构工程施工质量验收规范GB/T7190.2玻璃纤维增强塑料冷却塔第2部分：大型玻璃纤维增强塑料冷却塔3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。4节能改造技术路线4.1在制订节能改造技术方案前应先调研冷却塔系统概况，查明冷却塔风机出口端风筒形状、直径和5节能改造技术措施2DB31/T729—20135.2若风叶与梁柱间距偏小，不能设置完整的导流器，则可采用开口导流器，并在导流器的开口腔室内，设置辅助通风，其出风口气流方向与主气流方向一致，开口导流器出口处气流速度的选择与主气流流速大小、横梁宽度、开口导流器出口宽度、要求气流场的均匀性程度诸因素有关，可通过CFD计算确定。5.3对新改造的大型冷却塔，宜将风机检修平台设计成格栅状，以利改善气流场；减少梁柱在迎风面上的宽度、增加梁与风叶间的距离均能起到改善叶片前气流场均匀性的作用，见附录A。5.4在冷却塔风机轮毂的后方会形成一个负压区，加大了气流能量损失，为此，宜在此位置加装直径为叶片根部直径的尾锥体或圆盘，可减少能量损失、提高排风量。5.5选用塔机匹配的高效轴流风机来置换低效风机，宜采用挤拉截工艺成型可一模多用、高效经济型轴流风机叶片来替换，见附录B。5.6检查冷却塔风机出口端扩压风筒扩角大小及其高度值，宜采用单边扩角小于或等于7.5°为佳，否则应考虑调整扩角；对用玻璃钢制作的风筒，其扩散角亦可沿程逐渐加大，从风机出口逐渐加大到风筒出口处最大扩角5.7机械通风逆流式冷却塔进风口面积与冷却塔填料淋水面积之比，可取0.5～0.6;为减少气流在塔进口处的损失，可在进风口上檐加设弧形导风板，板长1m~1.5m,圆弧长半径取进风口高度的1/5或采用椭圆形，长短轴之比取3;收水器上部到塔顶板高度h与风机直径之比h/D大于0.5为宜。5.8冷却塔风机进口处应避免突缩进口，采用曲线收缩段，收缩曲线可采用圆弧、椭圆或抛物线，圆弧半径取风机直径的1/10,对淋水截面呈圆形的冷却塔，风机进口可采用维托辛斯基曲线，沿X轴线不同X值处的圆弧半径R可按下式计算确定。L——过渡段长度，单位为米(m);R₁——填料装置半径，单位为米(m);R₂——风机风筒半径，单位为米(m)。详见图1。图1维托辛斯基曲线35.9横流式冷却塔填料顶部到风筒根部的高度差宜取风机直径的1/5,确保风机进口前有较为均匀的流场；逆流塔应保证风机吸入口以下的收缩段有足够的距离h值，增大h值既能降低阻力损失，又能补偿流态缓变，h值与风机直径DF之比宜为1/2。6节能效果评价与计算6.1经节能改造后冷却塔的能效限定值应达到DB31/T414规定值，混凝土结构的施工质量也应符合GB50204的规定。6.2为验证改造前后冷却塔风机排风量的增值效果，可通过选点检测改造前后风阻的变化值进行确定。现场简便的测试方法是采用全压测管测量，测点布置在冷却塔填料层上面(逆流塔)或在横流式冷却塔气室中选择测点，测量空气流经冷却塔填料后的全压值，分别测出改造前后不同的全压值，即pa和P₂值，按各部件的气流阻力损失值为依据，即可用下式计算求得改造前流量Q₁和改造后流量Q₂的相对变化值，即式中：Q₁——技术改造前的风机排风量值，单位为立方米每小时(m³/h);Q₂——技术改造后的风机排风量值，单位为立方米每小时(m³/h);pa——改造前测得的全压值，单位为帕(Pa);p₂——改造后测得的全压值，单位为帕(Pa)。应用上式计算的条件是，在冷却塔测压点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的测试方法分别直接测量改造前及改造后的风量值进行比较。4(资料性附录)混凝土结构冷却塔扩容降阻导流装置本技术涉及一种混凝土结构冷却塔扩容降阻导流装置(见图A.1和图A.2),用于减少冷却塔塔顶部横梁处气体绕流分离和控制梁后涡流区的大小。1——检修宽梁；2——宽梁出口导流器；3——对称弧形均流板；4——宽梁进口导流器；5——安装平台；6——辅助风机；7——辅助风机风筒；8——平台导流件。图A.1导流装置结构及安装位置示意图51——检修宽梁；2——宽梁出口导流器；3——对称弧形均流板；H——检修宽梁高度；B——检修宽梁宽度；h——宽梁出口导流器高度；b——宽梁出口导流器的开口宽度。图A.2安装在宽梁上的开口导流器结构示意图6(资料性附录)挤拉截工艺成型的轴流式节能风机叶片风机叶片为机翼型空腔叶片，其结构的截面如图B.1所示，由前段空心的机翼型主体1和后段实心的尾缘2构成，材质为铝合金或玻璃纤维增强塑料(FRP)。叶柄5采用钢管制作，插入机翼型主体1内腔中部特制的弧形座3中，用螺钉与叶片紧固，叶柄5的另一端通过法兰固定在叶轮轮毂上。弧形座3可以增加机翼型主体1与叶柄5的接触表面积，以利减少接触变形量。根据叶片弦长的大小，可在机翼型主体1空心内腔中设置数条与叶片中心线平行的加强筋4,用来加固和提高叶片刚度。对于较大直径的风机，叶片机翼型主体1可采用分段式结构