冷却水塔水力タービンの省エネ技術

私たちは循環水ポンプのインバータ制御方式を採用し、水車は使用していません

なぜ充填材の形態を考慮しないのですか？

なぜ充填材の形態を考慮しないのですか？

水車を使うのはまったくの誤解だ~~~~では、循環水の余剰エネルギーはどこから来るのか？もしシステムにタービンによる圧力損失がなければ、循環ポンプは依然として55m程度の揚程を選ぶ必要があるのでしょうか？または揚程55mを選んだが、実際の出口圧力はいくらになるのか？~~~~水車自体にも効率というものがある~~~私が何を言いたいのか分かる人なら、水車がどういうものか自然と理解できるはずだ~~~~実際、冷却塔の省エネ対策については、国内の工程内の機器や部品の供給業者、さらには設計会社でさえ、十分な重視を払っていない~~~見てみると、設計面では向きやブラインドなどを考慮する程度で、充填材やファンの断面、塔の断面、水分配器などの設計は、まだまだ精緻化されていない~~~だから、個人的には~~~省エネ案というのは、全力を尽くせばいいと思うよ、ふふ。

もちろんです。冷却ファンがどのようにして冷却するかを考えてみましょう。もし優れた充填剤分散水があれば、冷却効率を高めることができるのではないでしょうか

冷却効率を高めるにはファンが必要で、やはり電力を消費します。もし水ポンプや他の手段で省エネを図らなければ、水車の方が省エネに優れているということですよね。なぜなら水車は全く電力を使わないからです。そうでしょうか？

水車の改造とは、戻り水の余剰圧力ポテンシャルエネルギーを利用するものです。この余剰圧力ポテンシャルエネルギーが必然的に存在する場合（例えば給水装置の高低差が特に大きく、35メートル以上に達する場合）、または必ず存在させなければならない場合（例えば工程上で圧力が求められる場合）には、水車の改造によってある程度の省エネ効果が得られる可能性があります；そうでなければ、水車による改造よりもポンプを使った省エネ改造の方が良い。高効率インペラーに交換する方法での省エネ改修は、水車の改修と比べて工事が簡単で費用も低く、省エネ効果もより優れている。 実際、ほとんどの水力タービンの改造は上記の2つのケースではなく、そのため省エネ改造としては非常に悪い案であり、回転速度が不足したり冷却が不十分になる現象も多く見られます。しかし、ファンの基礎や機器などに大規模な変更が加えられてしまったため、元に戻すことができず、後手に回って後悔することになります。

ご存知の通り、水力タービンの技術にはどのようなものがあり、最新の技術とは何でしょうか？

冷却ファンを水車駆動に変更するのは、省エネ効果がそれほど大きくない粗末な方法であり、他に手段が全くない場合を除き、循環冷却水の省エネ方法として最後に選ばれるものです。もし投稿者様がご希望でしたら、私に連絡してください。私はより効率的で、省エネ率の高い技術を持っています。

この投稿は最後にWSRYLONGによって2018-1-8 22:48に編集されました。「ご存知の通り、水力タービンの技術にはどのようなものがあり、最新の技術とは何でしょうか？」” 冷却塔用水車に関する簡単な理解　モーターの代わりに水車を用いて冷却塔のファンを駆動することについて、国内で記録が残っている最も古い事例は、出願日が1998年10月29日、出願人が浙江省上虞市新建路74号602室の張飛狂で、公開日が1999年6月30日、公開番号がCN1221103Aの中国特許出願公開明細書「免能冷塔」である。 約2000年前後に、張飛狂が最初に冷却塔用のダブルクリック式水車を開発し、モーターに代わって冷却塔のファンを駆動させ、広く普及させました。これは、第一世代の冷却塔水車と言える初期の製品です。 その後、国内の水動式冷却塔市場は徐々に発展していった。現在、冷却塔用タービンの改修や製造を手がける企業は数十社に上り、かなり規模の大きな産業が形成されている。使用されるタービンも多種多様だが、質の良し悪しもまちまちである。 第1世代の冷却塔用水力タービンを開発する際、実際の適用経験がなかったため、設計はほぼ発電用水力タービンの設計理論をそのまま流用し、構造上わずかに変更を加えただけであった。冷却塔ファンの特殊な動作条件が、発電用水力タービンとは大きく異なることは考慮されていない。理論も技術も未熟であるため、使用中に多くの問題が見つかり、振動が激しいことやファンの回転速度が要求値に達しないことが主な欠点であり、その結果、十分な冷却効果が得られない。また、主軸のウォーターシールが壊れやすく漏れが発生し、ベアリングも頻繁に故障するため、ファンを取り外して点検する必要があり、修理が非常に面倒です。効率が低く、小型の冷却塔にのみ適しています。 その後数年間は、各製造業者や研究機関が問題を次々と発見し、改善していき、徐々に最適化していく過程でした。その中で、2007年頃に陳满華は新しいタイプのダブルクリック式SJN型省エネ水車を開発しました；陳満華は、混流式HLN型の省エネタービンを冷却塔のエネルギー回収に応用した場合、効率が大幅に向上することも研究しました。しかし、このタービンのサイズが大きすぎる（回転子の直径が0.713m）ため、冷却塔への設置における要件を十分に満たすことができませんでした；その後、新しいタイプの高比速度冷却塔用混流式水車が登場した；待って。 私の知る限り、10数年の発展を経て、現在では冷却塔用タービン技術はかなり成熟しており、広く利用されているもので性能が良いものには主に2種類あります。1つ目は冷却塔専用の超低比速度の混流式タービンで、減速機を使用せず、タービンがファンに直接接続され、タービン自体がファンケーシングの内部に内蔵されています。 **発展改革委員会の2010年第33号告示「**重点省エネ技術普及目録（第3批）」の第26項、および2014年第24号告示「**重点省エネ低炭素技術普及目録（2014年省エネ分）」の第166項において、工業用冷却塔向けの混流式水車技術が普及すべき技術として掲載されている。 前述の紹介記事によると、循環冷却水システムに9～10mの落差がある場合、水車を用いることで従来のファンモーターを完全に置き換えることができる。 それはファンハウス内の機器、基礎、配管などの構造に多くの変更を加える。 二つ目は、工業用冷却塔用の軸伸貫流式水車です。水車は減速機を介してファンと接続され、水車は風筒の外側に設置されている。その普及は、超低比速度の混流式水車よりも少し遅いようだ。 水車は元の電動機の位置に設置され、風筒内の機器や基礎などの構造に大きな変更はなく、工事量は第一の方法よりも少なく、費用もやや安い。運用環境から見ると、貫流式水車は風筒の外に設置されており、その運用環境は良好で、タワー内の水蒸気による腐食の影響を受けません。 このタイプの水車は水位差の要求が低く、高回転数で小トルクの出力となるため、出力軸に減速機を接続する必要があります。この減速機は専門のファンメーカーが製造したもので、ファンに組み合わせて使用される製品です。 2013年頃、一部の冷却塔用タービンの回転速度が不十分で冷却効果に影響を与える問題に対処するため、二重動力式冷却塔用タービンが開発されました。これは水力に加えてモーター駆動も備えており、水力ファンだけでは回転速度が不足する場合に、モーターを起動して水力を補助したり、代わりに機能させたりします。 ユーザーが冷却塔用水車の省エネ改修を行う際には、製造業者の宣伝だけを信じて軽率に着手してはなりません。必ず製造元に、パラメータが近い実績事例があるか確認し、実地調査を行って実際の使用状況を把握する必要があります；製造業者に対し、水ポンプの流量や電流が変わらない状況下で、ファンの回転速度が低下しないようにし、冷却効果を確保できることを明確に約束するよう求める。 当社は、循環水システムの省エネ改修を専門とする企業です。主な対策としてポンプの省エネ改修を行っており、冷却塔用タービンも選択肢の一つとして扱っているため、関連技術について常に注目し研究を続けています。私たちは冷却塔水車を排除するつもりはなく、この技術を貶める意図もありません。しかし、現実を直視し、顧客に責任を持つ観点から言えば、多くの場合、いやほとんどの場合において、冷却塔水車を用いた省エネ技術を適用するのは適切ではないと指摘せざるを得ません。言い換えれば、多くのケースで冷却塔水車を活用した省エネ改修は良い選択肢ではないのです。 以下、この見解について簡単に分析する。どの種類の冷却塔水力タービンでも、循環水の余剰な水頭を活用してファンを駆動するものである。では、余剰水頭があるのであれば、ポンプ自体に省エネ改造を施して、根源的にその余剰水頭をなくせばよいのです。わざわざ遠回りして何度も手間をかける必要はありません。 水ポンプの省エネ改修と冷却塔の水車の省エネ改修を比較すると、以下のような違いがある：1、水ポンプの改修は根本的な解決策であり、源泉から余分な水頭を排除することで、効果が倍増する；冷却塔用水力タービンは、まず余剰を生み出してから再利用するもので、全く無駄な行為であり、労多くして功少ない。 2、水ポンプの改造により省エネ効果がさらに高まる。 冷却塔水車は余剰な水頭を再利用するため、ポンプの改造よりも1回多くの一次エネルギー変換プロセスが必要となり、総効率が**低下する。循環水システムにおける既存の余剰エネルギーをPfとし、ポンプ、モーター、水車の効率をそれぞれηb、ηd、ηlとすると、Pfによって生じる実際の消費電力はPf/(ηb*ηd)となり、水車が回収できるエネルギーはPf*ηlとなる。水車を利用してシステムを改良した場合の無駄な消費電力はPh=Pf/(ηb*ηd)-Pf*ηlとなる。ηb=0.8、ηd=0.95、ηl=0.8とすると、Ph=0.516Pfとなり、つまりシステムは依然として既存の余剰エネルギーPfの0.516倍を無駄に消費し続けることになる。一方、ポンプを改良すれば、余剰エネルギーを根本的に排除することができ、余剰エネルギーがゼロになり、システムの消費電力は0.516Pf減少する。 3、水ポンプの改造工事量は少なく、工期も短く、復旧が可能で、その手順も非常に簡単です。インペラ交換法によって水ポンプの省エネ改修を行う際、省エネ用インペラが完成したらポンプを分解し、ローターアセンブリを取り出して元のインペラを外し、新しいインペラに交換した後、ポンプを再組み立てて運転すればよい。原水ポンプのポンプ本体、基礎、配管はいずれも変更する必要がなく、工事による改造は非常に便利で簡単です。 また、冷却塔用タービンの改修には工事量が多く、工期も長く、元に戻すことはできない。 4、水ポンプの改造コストが低く、料金も安い。うちの会社の場合、技術と資金を提供し、まず改良してから料金を請求します。成功しなければ料金はいただきません。当社が請求する省エネサービス料の総額は、一般的に8～10ヶ月分の節電による電気代を超えることはなく、一度だけ請求されます。つまり、顧客が1年間で節約できる電気代の方が、支払うサービス料の総額よりも多くなり、サービス料を全額支払った後には余剰が生じます。改造前に支払っていた電気代と比べると、省エネ改造サービス料は顧客に追加の負担をかけるどころか、逆にその年にその費用を節約でき、利益も得られるのです。 冷却塔水力タービンの改造コストは高く、料金も高い。 1000m3/hの循環水システムを例にとると、私たちのポンプ改造費用は約10数万円ですが、冷却塔のタービン改造費用は数十万円かかり、一般的に私たちの2倍以上です。 冷却塔水車を用いた省エネ改修が適しているのは、以下の2つの場合のみです。1、循環水システムにおいて余剰な水頭が必ず存在し、除去できない場合。例えば、プロセス上で圧力要件がある場合などです；2、循環水システムにおける余剰水頭は必然的に存在し、なくすことはできない。例えば、給水装置間の高低差が特に大きく、30メートル以上にもなる場合、水を最も高い場所まで送り出すためには高い揚程が必要となる。そして、高い位置にある循環水と冷却水の戻り水との間には大きな落差が生じ、この配管区間の抵抗が小さい場合、余剰水頭が発生するのは避けられない。これら2つの場合において、水車に改造することは優れた省エネ策であり、良好な省エネ効果が得られる。 実際、これら2つの条件に合致するものはそれほど多くなく、水車の改造が既に行われた事例を含めても、多くはこれら2つの条件を満たしていません。水車での改造よりも、ポンプの省エネ改造の方が優れています。 個人的な見解に過ぎず、誤りや抜けがあるかもしれません。皆様のご議論をお待ちしています。

冷却塔ファンのインバータ制御も検討できる。

省エネの対策はたくさんありますが、盲目的に選んではいけません。そうすると、エネルギー消費を別の場所に移すだけで、高いエネルギー消費という問題は根本的に解決されません。水車の利用は、給水装置の設置高さや十分な位置エネルギーが回収できるかどうかによって決まり、ポンプステーションの給水圧力を上げて意図的に戻り水の位置エネルギーを高め、水車を駆動するわけではない。

貴重なご意見をありがとうございます。大変参考になりました

海友、遠慮しないで。 ご確認をいただけるのは光栄であり、お役に立てることが私の喜びです。 積極的な交流を歓迎します。

省エネは現実に即して行われるべきであり、単にエネルギー消費の削減や高度な技術を追求するだけでは不十分です。化学工場において循環水システムは非常に重要な公共設備であり、問題が発生すると軽度の場合は生産量の減少や停止につながり、深刻な場合には生産事故や安全事故が起こります。当社の現在の省エネ対策は主にポンプの運転効率を向上させることであり、冷却ファンの水車駆動化の準備も進めています（これは余剰エネルギーの活用が必要であり、循環水システムの出口圧力には一定の基準がありますが、戻り水の圧力には通常余裕があり、当社では0.3MPaの余裕があります）。現在、ファンを2つの方法（水車駆動と電動機駆動）で動かす方法について検討しています。というのも、現在の水車の故障率は依然として高く、またファン内部に水車を設置するためには配管が必要となり、ファンブレードの動作に影響を与えるからです。そのため、現在は外部式の方式を主に検討しています。

ここには、水車についての一知半解や誤解がたくさんある

私たちは循環冷却水システムの省エネを専門としており、循環水システムにどのような省エネの可能性があるか、どの方法が最も省エネにつながるかを分析するお手伝いをいたします。ぜひご連絡ください！