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冷却塔风机变频改造的节能效益分析

存在问题

某厂循环水场有三台冷却塔风机，采用的控制方式是正反转两地全压起动。夏季正转运行，通过调整运行电动机台数来调节风量，达到控制循环水温度的目的。冬季反转运行用以除霜。使用中存在以下问题。

1) 冷却塔风机运行时不能调节转数，只能以恒定转数运行。不能满足对风量进行精调的要求。

2) 冷却塔风机的电动机容量为160kW，额定电流为282A。全压起动电流接近2000A，不仅造成低压电气系统波动，而且对机械和电气设备的冲击损伤严重，电动机和机械设备检修次数较多。

3) 如要调节风量，只能通过调整电动机台数来进行粗调，有大部分电能被浪费掉了。 4) 冷却塔风机的电动机保护只能有短路和过负荷的常规保护，不能满足对电动机进行全m保护的要求。

冷却塔风机改造方法

1) 采用变频器取代原接触器来控制风机转数(接线图如附图所示)。采用控制室/机前正反转两地控制，调速方式为控制室手动调速。考虑到变频器故障检修时不间断风机运行，采用带检修旁路的变频器柜。

2) 利用变频器的软起动/软停止功能替代原来的全压起动和惯性停机。并设定***j加速时间为15s，***j减速时间20 s。降低了起动电流和机械冲击给设备带来的***。

3) 利用变频器的节能功能实现风机节能。因为风机的风量与风机的转数的1次方成正比，压力与转数的2次方成正比，而风机的轴功率与转数的3次方成正比。假如风机的转数降低15%，风机的耗能将降低近40%。可见采用变频器调速的节能空间巨大。

4) 利用变频器的完备的保护功能实现对电动机的全m保护。变频器具有过电流、过电压、欠电压、电动机过载等保护功能。

应用效果

经过改进，冷却塔风机已连续运行至今，节电明显，起动电流和运行电流均明显降低;调速简洁实用，转速调整灵活，数据记录准确;实现了软起动/软停止，调速平滑、稳定.降低了对低压系统的冲击，延长了设备使用寿命。

改造后的经济效益分析

1)直接经济效益

冷却塔风机经过变频改造后，各项运行数据记录表示。变频改造后运行的频率在35～45 Hz区间，按照年平均运行40Hz汁算，改造后的风机按年运行320天计算，三台风机运行年耗电l 359 360 kW-h，闭式水冷却价格，单位电费0.4元/kW.h，闭式水冷却，年电费是54.37万元。

变频改造前电动机的运行电流为189 A，运行消耗功率为112 kW，闭式水冷却公司，三台电动机年运行耗电2 580 480kW.h，单位电费0.4元/kW.h，年电费是103.22万元。

可见，变频改造后运转节电效果每年节约电费48.85万元，减去改造***费用54万元，***改造后一年零两个月即基本收回***。以后每年节约电费48.85万元，间接节约电动机维修费一万多元，并延长了电动机的使用寿命。

2)间接经济效益

冷水塔风机的低故障率运行，保证了整个化工厂的三套生产装置所使用的循环水的高质量。保证生产装置的安全、稳定、优质、大负荷生产。

实践证明，变频器在循环水冷却塔风机上的应用是企业回报率高的良好方案

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选择节能玻璃钢冷却塔时需知冷却水量Q和进水塔温t1，出水塔温t2，空气湿球温度τ，闭式水冷却厂，根据热力性能曲线确定塔的规格。

冷却塔的材料可耐一50℃低温，对于 冷月平均气温低于一10℃的地区采取防结冰措施。循环水的浊度不大于50mg/1，短期不大于50mg/1。不宜含有油污和机械杂质。必要时需采取灭藻及水质稳定措施。

冷却塔的基础所承载荷见“基础埋板及荷载表”。冷却塔的进出水管方向按90°、180°、270°旋转。布水系统是按名义水量设计的，如实际水量与名义水量相差±15%以上，订货时应说明。冷却塔进水温度不超过60℃，如超过60℃订货时应说明。

节能冷却塔的发展总结

冷却塔是一种循环用水装置，它利用不同温度的空气和水两种介质通过直接接触和间接接触方式来降低水温以达到循环用水的目的，各商业及工业已普遍使用。节能冷却塔又名：新型冷却塔，它是一个新生的产物，任何新生的产物都有一个过渡期，节能冷却塔的发展也是。

冷却塔分类：

1、按通风方式分：自然通风冷却塔、机械通风冷却塔、混合通风冷却塔

2、按热水和空气的接触方式：湿式冷却塔、干式冷却塔、干湿式冷却塔

3、按热水和空气的流动方向：逆流式冷却塔、横流式冷却塔、混流式冷却塔

4、按用途：空调用冷却塔、工业用冷却塔、高温型冷却塔

5、按噪声级别：普通型冷却塔、低噪型冷却塔、超低噪型冷却塔、超静音型冷却塔

6、按驱动：电机驱动冷却塔、水轮机驱动冷却塔、水电混合驱动冷却塔

7、其他：喷流式冷却塔、无风机冷却塔、双曲线冷却塔等

节能冷却塔的发展就是由标准型电机驱动冷却塔转变成水轮机冷却塔，再到水电混合驱动冷却塔出现的一个进程。

水轮机节能冷却塔工作原理：利用水轮机代替电机，没有电机驱动风扇，但需要更大功率的水泵来驱动风扇，增长了风筒，循环水流量和风机转速成正比，达到节能目的。

水电混合驱动冷却塔工作原理：辅助电机提供50%的动力输出，水轮机提供50%的动力输出，电磁阀控制流量压力，两种驱动方式可组合或单独运行；由于水电混合驱动冷却塔天生具备多工况运行模式，在不借助变频电源和多速电机的条件下，满足系统100%amp;50%输出状态，比传统的冷却塔省电80%。

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