水輪機(jī)冷卻塔工作參數(shù)

水輪機(jī)的工作參數(shù)主要有：水頭Hm；流量Qm3h或m3s；出力PkW；效率η%；轉(zhuǎn)速nrmin；水流速度Vms；水的密度γ，γ值為1000kgm3或9810Nm3等。1、水頭Hm：水輪機(jī)的水頭工作水頭，是指水輪機(jī)進(jìn)口和出口截面處單位質(zhì)量的水流能量差。進(jìn)入冷卻塔內(nèi)水輪機(jī)的水頭是提升水泵的富余水頭Hc也稱毛水頭，從水輪機(jī)進(jìn)口到出口在轉(zhuǎn)輪中的水頭損失為Δh，則水輪機(jī)的工作水頭為：H又稱水輪機(jī)的凈水頭，是水輪機(jī)做功的有效水頭。在冷卻塔中，水泵是根據(jù)冷卻水量和需要的揚(yáng)程選定的，在流量Q不變的前提下，H是個(gè)不變的定值，不像水電站那樣存在最大水頭Hmax，最小水頭Hmin和加權(quán)平均水頭HW。H也是水動(dòng)風(fēng)機(jī)水輪機(jī)的設(shè)計(jì)水頭，即水輪機(jī)的效率水頭。2、流量Qm3s水輪機(jī)的流量是單位時(shí)間內(nèi)通過水輪機(jī)某一既定斷面的水流體積，通常用Qm3s表示。在額定水頭下，水輪機(jī)以額定轉(zhuǎn)速、額定出力運(yùn)行時(shí)所對(duì)應(yīng)的水流量，稱為設(shè)計(jì)流量，對(duì)水動(dòng)風(fēng)機(jī)水輪機(jī)來說，就是冷卻塔的設(shè)計(jì)冷卻水量m3h。3、轉(zhuǎn)速nrmin水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速是水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪在單位時(shí)間內(nèi)旋轉(zhuǎn)的次數(shù)，用n表示，常用單位為rmin。冷卻塔中，水輪機(jī)是立軸安裝，直接與風(fēng)機(jī)軸連接，水輪機(jī)與風(fēng)機(jī)同步旋轉(zhuǎn)，故水輪機(jī)與風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是相同的。4、出力PkW與效率η%水輪機(jī)出力是水輪機(jī)軸端輸出的功率，常用P表示，單位為kW。水輪機(jī)的輸入功率為單位時(shí)間內(nèi)通過水輪機(jī)的水流總能量，即水流的出力，用Pn表示，則Pn為：由于水流通過水輪機(jī)時(shí)存在一定的阻力、摩擦等的能量消耗，所以水輪機(jī)出力總是小于水流出力Pn。水輪機(jī)的輸出功率P即出力與輸入功率Pn水流出力之比為水輪機(jī)效率，用ηt表示，因存在能量損耗，故ηt＜1。因此，水輪機(jī)的出力P計(jì)算式為：這里需要說明的是式8-6、8-8與前述的式8-3、8-4的一致性，這里水輪機(jī)的出力P實(shí)際上是軸功率常用N表示，單位均為kW。水的密度為1000kgm3。式8-6中9810Nm3，是用N表示，故98101000=9、81。式8-3中如不除以102，則有效軸功率為N效=γ·Q·H·η，其單位為kg·mm3。1kW=102kg·ms，故γ102=1000102=9、804，這就是式8-4，即N效=9804Q·H·ηkW。它的誤差僅為9、81-9、8049、81=0、06%，故是一致的，兩種計(jì)算均可使用。水輪機(jī)是將水能轉(zhuǎn)化為水輪機(jī)軸端的出力軸功率，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩M用來克服風(fēng)機(jī)的阻抗力矩，并以角速度ω=2πn60旋轉(zhuǎn)。水輪機(jī)出力P、旋轉(zhuǎn)力矩M和角速度ω之間的關(guān)系為：式中ω——水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)角速度rads；M——水輪機(jī)主軸輸出的旋轉(zhuǎn)力矩N2m；N——水輪機(jī)轉(zhuǎn)速rmin。

海拔高度冷卻塔冷卻過程

不同的海拔高度，則大氣壓力、空氣的含濕量等不同，影響水的冷卻，應(yīng)進(jìn)行修正。若冷卻塔布置在海拔相當(dāng)高的地方，則在計(jì)算冷卻能力時(shí)，要考慮兩個(gè)因素：一是1m3空氣的重量較在海平面處小；二是單位重量的空氣中，在飽和狀態(tài)時(shí)，含有較多的水分。空氣相對(duì)濕度計(jì)算圖是按大氣壓力為745mmHg制作的，在其他的大氣壓力下，空氣相對(duì)濕度計(jì)算圖中數(shù)值不能保證所需的精確度。當(dāng)大氣壓力差別不大時(shí)，誤差不大，但是當(dāng)大氣壓力有明顯的降低情況下，如處在很高的海拔高度，則應(yīng)在計(jì)算冷卻塔時(shí)進(jìn)行修正。修正系數(shù)見圖9-1。大氣的干球溫度與θ1絕對(duì)含濕量X1一定時(shí)，空氣的熱焓值與大氣壓力無關(guān)。但是空氣的含濕量隨壓力的降低而變化，從而水與空氣的重量比絕對(duì)含濕量在飽和狀態(tài)下是變化的。因此，隨著冷卻塔所在地海拔高度的增高，被水蒸氣飽和的空氣熱焓也增大。圖9-2繪出了被蒸汽飽和的空氣熱焓值的修正系數(shù)對(duì)大氣壓力及溫度的關(guān)系曲線，當(dāng)大氣壓力為760mmHg101、3千帕?xí)r，空氣熱焓需要按校正數(shù)增加。當(dāng)被蒸汽飽和的空氣熱焓增加時(shí)，熱量質(zhì)量交換過程的推動(dòng)力也應(yīng)該增大，這就使相同計(jì)算條件下冷卻塔的尺寸減少。但是以kg計(jì)的風(fēng)量將由于密度的降低而減少。圖9-1繪出了在15℃并在海平面處大氣壓力為760mmHg條件下計(jì)算的空氣密度的修正系數(shù)fγ曲線海拔高度與大氣壓力之間的關(guān)系曲線以虛線表示。當(dāng)冷卻塔布置在海拔很高的位置及計(jì)算的空氣溫度不等于15℃的情況下，建議將空氣密度值乘以相應(yīng)的系數(shù)fγ，同樣按圖9-2中的曲線修正被蒸汽飽和的空氣的熱焓。