鼓風(fēng)式冷卻塔(鼓風(fēng)式冷卻塔的圖解原理)

水輪機(jī)是一種把水流能量轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的動(dòng)力機(jī)械。在水力發(fā)電中利用水電站的水頭和流量作功，即水輪機(jī)通過(guò)主軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)將旋轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。水輪機(jī)的基本工作參數(shù)為水頭H、流量Q、出力P、效率η、轉(zhuǎn)速n。按水流對(duì)轉(zhuǎn)輪作用方式的不同，水輪機(jī)可分為反擊式水輪機(jī)和沖擊式水輪機(jī)兩大類，每類又分為若干形式，各種水輪機(jī)及其應(yīng)用水頭范圍見(jiàn)表8-1。1、反擊式水輪機(jī)反擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)內(nèi)的水流在通過(guò)轉(zhuǎn)輪葉片通道時(shí)，始終是連續(xù)充滿整個(gè)轉(zhuǎn)輪的有壓流動(dòng)，并在轉(zhuǎn)輪空間曲面形葉片的約束下連續(xù)不斷地改變流速的大小和方向，從而對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片產(chǎn)生一個(gè)反作用力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)。當(dāng)水流通過(guò)水輪機(jī)后，其動(dòng)能和勢(shì)能大部分被轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能。1混流式水輪機(jī)見(jiàn)圖8-1混流式水輪機(jī)的水流從四周沿徑向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪，然后近似以軸向流出轉(zhuǎn)輪?；炝魇剿啓C(jī)應(yīng)用水頭范圍較廣，約為20～700m。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定且效率高，是現(xiàn)代應(yīng)用最廣泛的一種水輪機(jī)。2軸流式水輪機(jī)見(jiàn)圖8-2軸流式水輪機(jī)的水流在導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)輪之間由徑向流動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檩S向流動(dòng)，而在轉(zhuǎn)輪區(qū)內(nèi)水流保持軸向流動(dòng)，軸流式水輪機(jī)的常用水頭約為3～50m。軸流式在中低水頭、大流量場(chǎng)合中得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)轉(zhuǎn)輪葉片在運(yùn)行中能否轉(zhuǎn)動(dòng)，又可分為軸流定槳式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片是固定不動(dòng)的和軸流轉(zhuǎn)槳式葉片可根據(jù)運(yùn)行的改變而轉(zhuǎn)動(dòng)兩種。前者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)較低，但在偏離設(shè)計(jì)工況運(yùn)行時(shí)效率會(huì)急劇下降，故一般用于水頭較低、出力較小及水頭變化幅度較小的場(chǎng)合；后者擴(kuò)大了高效率區(qū)的范圍，提高了運(yùn)行的穩(wěn)定性。但需要一個(gè)操作葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。因而結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)較高，一般用于水頭、出力均有較大變化幅度的場(chǎng)合。3斜流式水輪機(jī)見(jiàn)圖8-3斜流式水輪機(jī)水流在轉(zhuǎn)輪區(qū)內(nèi)沿著與主軸成某一角度的方向流動(dòng)。斜流式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪葉片大多做成可轉(zhuǎn)動(dòng)的形式，具有較寬的高效率區(qū)，適用于水頭在軸流式與混流式水輪機(jī)之間，約為40～200m。斜流式水輪機(jī)是在軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)，其結(jié)構(gòu)形式及性能特征與軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)類似，但由于其傾斜槳葉操作機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜，加工工藝要求和造價(jià)均較高，一般在大中型場(chǎng)合使用，但應(yīng)用不普遍。4貫流式水輪機(jī)見(jiàn)圖8-4貫流式水輪機(jī)是一種流道近似為直筒式的臥軸式水輪機(jī)，它不設(shè)引水蝸殼，葉片可做成固定的和可轉(zhuǎn)動(dòng)的兩種。它的優(yōu)點(diǎn)是流道平直、過(guò)流量大、效率高。但由于轉(zhuǎn)動(dòng)葉片外緣的線速度大、周線長(zhǎng)，因而旋轉(zhuǎn)密封困難。目前這種機(jī)型已很少使用。2、沖擊式水輪機(jī)沖擊式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)軸始終處于大氣中，來(lái)自壓力鋼管的高壓水流在進(jìn)入水輪機(jī)之前已轉(zhuǎn)變成高速自由射流，該射流沖擊轉(zhuǎn)輪的部分輪葉，并在輪葉的約束下發(fā)生流速大小和方向的改變，從而將其動(dòng)能大部分傳遞給輪葉，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)。在射流沖擊輪葉的整個(gè)過(guò)程中，射流內(nèi)的壓力基本不變，近似為大氣壓。沖擊式水輪機(jī)按射流沖擊轉(zhuǎn)輪的方式不同可分為水斗式、斜擊式和雙擊式三種。1水斗式水輪機(jī)見(jiàn)圖8-5水斗式水輪機(jī)亦稱切擊式水輪機(jī)。從噴嘴出來(lái)的高速自由射流沿轉(zhuǎn)輪圓周切線方向垂直沖擊輪葉。這種水輪機(jī)適用于高水頭、小流量的場(chǎng)合，特別是當(dāng)水頭超過(guò)400m時(shí)，由于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和氣蝕等條件的限制，混流式水輪機(jī)已不太適用，則常采用水斗式水輪機(jī)。2斜擊式水輪機(jī)圖8-6從噴嘴出來(lái)的自由射流沿著與轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)平面成一角度的方向，從轉(zhuǎn)輪的一側(cè)進(jìn)入輪葉再?gòu)牧硪粋?cè)流出輪葉。與水斗式相比，其過(guò)流量較大，但效率較低，因此這種水輪機(jī)一般多用于中小型場(chǎng)合，適用水頭20～300m。3雙擊式水輪機(jī)圖8-7從噴嘴出來(lái)的射流先后兩次沖擊在轉(zhuǎn)輪葉片上。這種水輪機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作方便，但效率較低，轉(zhuǎn)輪葉片強(qiáng)度差，適用于單機(jī)出力小于1000kW場(chǎng)合，適用水頭為5～100m。雙擊式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪由兩個(gè)圓盤(pán)和一定數(shù)量的葉片組成。葉片形狀為圓弧形或漸開(kāi)線形，后者效率高，但制造工藝較復(fù)雜。水輪機(jī)的效率與葉片數(shù)目有關(guān)，在一定范圍內(nèi)，葉片越多，效率越高，負(fù)荷變化時(shí)效率變化也越小。雙擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑是指轉(zhuǎn)輪于射流中心線相切處的節(jié)圓直徑。其過(guò)流量主要與轉(zhuǎn)輪寬度有關(guān)，可按照流量的變化，來(lái)選定相應(yīng)的轉(zhuǎn)輪寬度。因此，轉(zhuǎn)輪的直徑和轉(zhuǎn)速，可在較大的范圍內(nèi)進(jìn)行選擇，這樣就能制造直徑小、轉(zhuǎn)速高、成本低的雙擊式水輪機(jī)。

凡是玻璃鋼冷卻塔都是機(jī)械通風(fēng)，它與其他材料的冷卻塔如鋼筋混凝土塔相比具有明顯優(yōu)特點(diǎn)，現(xiàn)普遍采用，故主要介紹該塔的優(yōu)缺點(diǎn)。1、優(yōu)點(diǎn)1冷卻效果高，運(yùn)行比較穩(wěn)定；2布置緊湊，占地面積?。?風(fēng)吹的水量損失小即飄水損失少；4溫差Δt較大，冷幅高可實(shí)現(xiàn)比較低3～5℃，指中、低溫塔，負(fù)荷常年較穩(wěn)定；5可設(shè)置在建筑物使用點(diǎn)和泵站附近；6造價(jià)較低，材料消耗少并可采用新型、價(jià)廉的材料；7施工周期短，上馬快；8因塔體工廠化、規(guī)格化生產(chǎn)，運(yùn)輸方便。2、缺點(diǎn)1耗電較多，風(fēng)機(jī)及電力成本較高；2機(jī)械設(shè)備主要是風(fēng)機(jī)、電機(jī)、傳動(dòng)裝置維護(hù)較復(fù)雜，維護(hù)費(fèi)大些；3噪聲較大，有時(shí)對(duì)環(huán)境和居民有一定影響；4當(dāng)風(fēng)筒出風(fēng)口靠近地面時(shí)，濕熱空氣會(huì)產(chǎn)生回流，使環(huán)境濕度和溫度增加，從而降低冷卻效果，并造成對(duì)周圍環(huán)境的熱污染。3、適用條件目前在我國(guó)，除大型火力發(fā)電廠、大型汽車制造企業(yè)如第一汽車等采用雙曲線風(fēng)筒式自然通風(fēng)冷卻塔之外，大多數(shù)采用抽風(fēng)式機(jī)械通風(fēng)冷卻塔，在大中型冷卻塔中，明顯的趨勢(shì)是玻璃鋼冷卻塔替代鋼筋混凝土冷卻塔。對(duì)于老的在使用的鋼筋混凝土塔的風(fēng)筒，不少均改為玻璃鋼風(fēng)筒。機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的適用條件主要為：1氣溫θ及τ、濕度較高的地區(qū)；2冷卻水溫要求高、穩(wěn)定要求嚴(yán)格的地方與單位企業(yè)；3占地面積有限、場(chǎng)地較狹窄。

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