一、节能技改原理

在工业循环水系统中，换热器往往布置在一定的高度，从换热器到冷却塔有一定的落差，或者循环水系统有必需的压力平衡需求，如此则回水就有偏高的余压。以及在冷却塔系统设计中，从换热设备热负荷、换热面积到冷却水需求量的各个环节，都要放一些设计余量;水泵选型时还要再加余量，而在具体选型时往往很难凑巧选到参数完全一致的水泵，根据就高不就低的原则，一般选择扬程较大的水泵;另外，在整个系统中，水管、弯头都有一定的阻力，冷却塔的位置高低，换热部件的阻力及压力要求都会在系统中产生阻力，这些阻力无法计算，考虑安全生产的需求，必须在理论值上继续加余量选型，甚至为了管道畅通也会增加供水压力。上述几种情况的叠加，导致循环水系统存在看大量的富余扬程和流量。但这些富余能量不能直接进塔，否则会冲击损坏冷却塔喷头、填料，冷却塔的震动、噪音也会加大……

现有的循环水系统采用的传统方法是关小塔下回水阀门，利用上塔阀门的阻力消耗这部分回水余压。这部分富余能量在部分系统中超过冷却塔风机的轴功率值，这就为将此部分能量转化成冷却塔风机动力提供了技术支持，冷却塔用水轮机就是利用循环水的富裕能量带动风机转动，从而取消原来的风机电机系统，实现冷却塔的无电化运行，达到冷却塔节能、环保、安全、稳定、低维护、低故障率的节能环保效果。

二、能量核算

设原电机轴功率P1，风机轴功率P2，改造后水轮机的输出轴功率P3。

         P1=U·I· ·COSφ·η电机

         P2=U·I· ·COSφ·η电机·η减速器·η传动轴

         P3＝9.81QHη

        上式中COSφ为功率因数，Q—流量(m³/h)  H—可利用水头（m）。

将电机驱动的机械通风冷却塔改造为水轮机驱动的水能回收冷却塔的关键就在于保证风机轴功率不会下降，则要实现内置式水轮机冷却塔改造必须P3大于P2，外置式水轮机冷却塔改造必须P3大于P1。如果富裕能量不能满足改造要求，则可以用辅助动力增加水轮机的输出功率P3。