常用的工業(yè)冷卻塔一般需要風(fēng)機抽風(fēng)加速冷卻,風(fēng)機由電動機帶動減速器來驅(qū)動。在冷卻塔中,由于電機轉(zhuǎn)速較高,一般要通過減速器的減速,運行時噪聲較大,易損壞,需要經(jīng)常維護,而且電機要消耗大量的電能??紤]到冷卻塔供、配水系
統(tǒng)一般留有一定的壓力余量,這種剩余能量往往白白浪費掉。
2003年,一個叫張飛狂的人提出用一種水輪機,利用這種剩余能量來驅(qū)動冷卻塔風(fēng)機,可以替代原風(fēng)機驅(qū)動電動機,如下圖所示。這種水輪機完全是利用系統(tǒng)的余壓工作,因此,可以達到節(jié)能效果。
自從使用水輪機代替電動機驅(qū)動風(fēng)機的水動力風(fēng)機冷卻塔誕生以來,人們對這種特殊的水輪機進行了一系列的探討。起初,有人用一種雙擊式水輪機驅(qū)動風(fēng)機,但雙擊式水輪機屬于沖擊型水輪機,需要在無壓狀態(tài)下工作,而在冷卻塔的水
流系統(tǒng)中工作時,水輪機需要在有壓的水流系統(tǒng)中工作,這就破壞了雙擊式水輪機工作的基本條件,結(jié)果不但使水輪機的效率低下,水輪機的振動也很嚴(yán)重。也有人使用普通發(fā)電用的水輪機驅(qū)動風(fēng)機,但冷卻塔風(fēng)機的轉(zhuǎn)速要求及水輪機的水頭
、流量條件又決定了水輪機的特殊工作條件與工作環(huán)境,常規(guī)的發(fā)電水輪機是不能滿足要求的。
作為水輪機的一個新的應(yīng)用領(lǐng)域,人們?nèi)粤?xí)慣于用發(fā)電水輪機的觀念和理論去看待冷卻塔水輪機的問題,在幾年的工程實踐中出現(xiàn)了各種錯誤和問題,往往使得水輪機冷卻塔的改造工程失敗或效果不佳??v觀人們所發(fā)明的各種有關(guān)水輪機
的中,也有不少從原理上就比較錯誤,根本無法用于工程實際的方案,例如,有的提出用高比轉(zhuǎn)速的貫流式水輪機,在不加減速器的情況下直接驅(qū)動風(fēng)機,冷卻塔的水頭、流量和風(fēng)機轉(zhuǎn)速決定了水輪機的超低比轉(zhuǎn)速特性,比轉(zhuǎn)速只有
3060m.kW,而貫流式水輪機的比轉(zhuǎn)速在 5001000m.kW 范圍,直聯(lián)風(fēng)機時轉(zhuǎn)速的嚴(yán)重不匹配會使水輪機的效率十分低下,冷卻效果根本無法達到。一些提出的雙擊式水輪機方案,經(jīng)實踐證明也有很多問題,眾所周知,雙擊式水輪機屬于沖擊
式水輪機,轉(zhuǎn)輪必需在大氣壓轉(zhuǎn)態(tài)下工作,而冷卻塔水輪機必須在有壓串聯(lián)管路中工作,雙擊式水輪機在有壓串聯(lián)管路中工作時,不僅效率低,振動也很嚴(yán)重,許多采用雙擊式水輪機的工程案例都存在嚴(yán)重問題。