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水輪機的導水機構(gòu)一般由控制環(huán)、導葉臂、頂蓋、活動導葉(見圖2)和底環(huán)等組成。玻璃鋼冷卻塔已經(jīng)成為循環(huán)用水的惟一冷卻設備,同時成為玻璃鋼工業(yè)中產(chǎn)量的定型產(chǎn)品之一。通常,頂蓋和底環(huán)固定不動,控制環(huán)能相對于頂蓋繞著水輪機軸線來回轉(zhuǎn)動,再帶動與之相連的導葉臂動作。導葉臂一動作,則會傳遞動力給活動導葉,然后活動導葉會繞著頂蓋、底環(huán)上的導葉軸孔的軸線來回轉(zhuǎn)動。當活動導葉轉(zhuǎn)到一定角度,相鄰導葉的頭部和尾部搭接,導水機構(gòu)關閉,當往回轉(zhuǎn)動到一定角度,則導水機構(gòu)完全打開,通過這種方式,導水機構(gòu)可起調(diào)節(jié)或截斷水流的作用。為了保證活動導葉能在頂蓋和底環(huán)的導葉軸孔中靈活回轉(zhuǎn),同時保證導水機構(gòu)在全關時相鄰導葉瓣體的頭部與尾部之間的立面間隙,以及在各種開度下導葉瓣體的端部與頂蓋、底環(huán)之間的端面間隙滿足設計要求,則在加工活動導葉時,導葉軸的上、中、下三段軸頸的圓柱度和同軸度必須得到保證,同時也必須保證導葉瓣體的形線輪廓尺寸,以及它與導葉軸線的位置度。
水輪機導葉軸頸的加工方法。圓形逆流式冷卻塔LKT系列圓形冷卻塔為逆流式設計,外殼采用耐腐蝕的FRP材質(zhì)、內(nèi)部彩PVC或耐高溫PP材質(zhì)換熱填料。按加工成本考慮,通常,導葉軸的加工一般在臥車上進行,其裝夾及加工方式如圖3所示,即導葉軸一端被床頭的三爪夾住,另一端被尾座頂住。車削軸段時,導葉在臥車的三爪帶動下轉(zhuǎn)動,此時,臥車的溜板箱和刀架帶動車刀在導葉軸向和徑向動作,則能完成導葉軸的加工。當加工小型導葉時,由于導葉整體長度較短,導葉瓣體高度小,則導葉的剛性相對較高。進行車削時,在導葉瓣體厚度方向?qū)~的中段軸頸處產(chǎn)生的撓度小,加工出來的中段軸頸的精度能滿足使用要求。
1.提升水泵的揚程
在設計中,從熱水池把水提升到冷卻塔配水系統(tǒng)所需要的揚程,是按計算所得理論值再加4~6m的富余水頭確定的。南京仟億達新能源科技有限公司,是冷卻塔用水輪機的生產(chǎn)及研發(fā)基地,依托冷卻塔用水輪機鼻祖河海大學技術優(yōu)勢,總結(jié)國內(nèi)成熟企業(yè)的水輪機不足,開發(fā)改進效率更高、運行更穩(wěn)定的新一代冷卻塔用超低比轉(zhuǎn)速冷卻塔用水輪機。常用的富余水頭為4m左右。按表8-4的計算,此水頭做功是達不到水輪機所需要的軸功率的,則轉(zhuǎn)速、風量、冷卻都無法達到設計的要求。因此提升水泵的揚程必須滿足水輪機所需要的水頭(H)值,那么水泵的揚程如何確定,可分以下兩種情況討論:
(1)不考慮設計需要的富余水頭
不考慮設計需要的富余水頭就是不另增加4~6m的水壓,對水輪機來說,這4~6m的水頭也用來推動水輪機做功了,則水泵需要的揚程用公式表示為:H揚=h凈 Σh1 Σhf h機(m)(8-23)
式中H揚———水泵揚程(m);
h凈———水泵吸水池水位到冷卻塔配水系統(tǒng)高度(m);
Σh1———從水泵吸水管到塔配水系統(tǒng)管道中的沿程水頭損失總和(m);
Σhf———從水泵吸水管到塔配水系統(tǒng)的喇叭口、閥門、彎頭等局部水頭損失之和(m);
h機———水輪機軸功率所需要的水頭H(m)。
設計考慮的4~6m富余水頭是因考慮可能產(chǎn)生的計算誤差和今后管道粗糙度增加與沉淀物結(jié)垢,水頭損失增加而設的安全系數(shù)。水輪機是根據(jù)水的流量和水頭大小進行設計和制造的,作用是將水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功,并帶動水輪發(fā)電機發(fā)電?,F(xiàn)選泵揚程中未考慮該因素(注:改造塔中原有多余水頭全部利用了,也未考慮該因素)。從能量消耗來說,雖是節(jié)能了,但從運行、長期保持設計風量和水冷卻效果來說,欠較安全。
(2)考慮設計需要的富余水頭
考慮設計的富余水頭是指水泵揚程達到水輪機軸功率所需要的水頭之后,還需增加4~6m揚程。用公式表示為:H揚=h凈 Σh1 Σhf h機 (4~6)(m)(8-24)
水泵揚程比式(8-23)多了4~6m,考慮了可能產(chǎn)生的計算誤差和今后的阻力增加,故是偏安全的。
以上兩種選泵揚程方式中采用哪種方式為妥,要視具體情況而定。(2)采用先進技術和關鍵儀器設備推廣先進的油液分析狀態(tài)監(jiān)測技術。例如,基本不大會產(chǎn)生多大誤差的情況下,如果水泵提升系統(tǒng)的管道和配件采用的是塑料管和配件(PVC、UPVC、PE、ABS等)、鋼塑、鋁塑等復合管、玻璃鋼管等,這可考慮采用前一種選擇水泵揚程的方式。原因是上述水管內(nèi)壁非常光滑,光潔度好,阻力很小,而且耐酸堿腐蝕、不易粗糙,也不易沉淀結(jié)垢而縮小過水斷面,故基本上可不考慮富余水頭或略考慮些即可。但如果管道系統(tǒng)采用的是鑄鐵管、鋼管,甚至鋼筋混凝管等,則要考慮今后阻力增大而消耗的水頭損失,選擇第二種水泵揚程的方式為妥。
水輪機可分為反擊式和沖擊式兩大類。
反擊式水輪機包括混流式水輪機(HL)、軸流定槳式水輪機(ZD)、軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(ZZ)、斜流式水輪機(XL)、貫流定獎式本輪機(GD)和貫流轉(zhuǎn)槳式水輪機(GZ)六種型式。
沖擊式水輪機包括水斗式(切擊式)水輪機(CJ)、斜擊式水輪機(XJ)和雙擊式水輪機(SJ)三種形式。