（1）进水（引水）部件引水室—蜗壳：将水流均匀、旋转，以最小水头损失送入转轮。
（2）导水机构（导叶及控制设备)：控制工况。改变进入转轮的水流环量，根据机组所带负荷的变化情况随时调节水轮机的引用流量，以改变机组出力的大小，并进行开、停机操作。
（3）转轮（水轮机将水能转换为刚性机械能的核心部件）：能量转换，决定水轮机的尺寸、性能和结构。混流式通过导水机构的水流径向流入转轮，从转轮扭曲形叶片之间的流道进口向出口流动，水流到达流道出口时，由于扭曲形流道改变了水流的前进方向，水流给转轮一个反作用力，形成使转轮转动的旋转力矩，实现将水能转换为机械能。
（4）泄水部件泄水锥（尾水管）：回收能量、排水至下游
原有的电力传动设备主要依靠电机为减速机提供动能，同时，减速机齿轮箱为耳机减速传动，采用螺旋锥齿副和斜齿轮副相结合的传动体系，见表1。
来自丙烯塔T4103系统冷却器E4107的循环冷却回水利用余压经循环冷却回水管网直接进入冷却塔（图2），在水轮机的作用下，通过调整水轮机进水口蝶阀额开度调整水量，进而调整水轮机转速。同时，水轮机出口循环水自上而下的流动中与自下而上流动的空气在填料层充分接触，通过蒸发和传导作用进行热量交换使热水降温到工艺要求值。冷却后的水落入塔底水池，然后由循环水泵提压供E4107换热使用。同时，在水轮机入口循环水线加跨线直接进凉水塔。该跨线可在调整水量及风机切换时使用。
本套水轮机的最大特点是使用两种动力源。第一套动力是利用循环水的回水动能来驱动水轮机转动，水轮机的输出轴与风机相连，带动风机工作，它把循环水进入布水器时直接释放而浪费的能量收集利用驱动风机；第二套动力来自于辅助电机。在余压不足时，可通过“水轮机+辅助电机”运行模式，使风机运行在额定转速，满足生产的需求，既最大限度的回收了富余能量，又不影响生产。通过传动系统使两部分动力叠加使风机达到运行要求。
由图3可知，随着两台风机转速的下降T4103顶压力有所上升，但是仍然在操作指标之内，对实际生产影响不大。同时，对此阶段凉水塔的补水量进行统计，见图4。
由图4知2016年夏季平均每天补水量为：457.5m3，2017年同期的平均每天补水量为：417m3。考虑到2017年7月初AOP系统消耗2m³/h新鲜水并补入凉水塔系统，将该量计入总补水量之中。
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2016年 |
2017年 |
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平均补水量/m³.h-1 |
19.063 |
17.375 |
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凉水塔平均循环量/m³.h-1 |
1100 |
1300 |
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飘水率/% |
1.733 |
1.308 |
由表5可知，在满足生产需求的基础上将改
造后风叶的转速进行调整，凉水塔飘水率由1.733%下降至1.308%，下降幅度高达24.5%。同时，两套风机通过流程改动可实现单机单塔运行、双机双塔运行、单机双塔运行以及双塔运行（水轮机完全退出），便于根据实际生产需求灵活调整风机的使用状态。
随着减速机及动力电机的使用寿命的增长，设备的故障率也逐年增多，同时，由于凉水塔设备安装在高处且减速机安装在筒体内，使设备维护维修难度进一步增加。近三年凉水塔设备故障共发生10次，其中电机及传动设备故障5次，减速机故障5次。相比电风机维修周期短，由于水轮机是靠水的势能来带动分轮转动，所以它损坏的概率极小。正常情况下轴承可长期连续工作达5×104 h以上。以水轮机替代电动机及减速器，避免传统冷却塔每年对电动机、减速器等的维护、更换费用。以2016年减速机更换为例，单次吊装、维修费用达0.8万元。
同时，改脂润滑为油润滑，避免了设备长期工作在较高温度环境下润滑脂易老化的问题；同时，将油泵和转轴合为一体，既满足了设备本体的润滑需要，又去掉了传统的外置润油油泵，换油加油更方便，运行周期更长。
本套气体分离装置丙烯塔配套凉水塔使用水轮机进行节能改造，充分利用了循环水回水的富余能量为风机转动提供能量，在满足装置实际生产需求的情况下起到了良好的节电节水效果。同时，取消了电机、传动轴及减速机等设备，有效降低了设备维护、检修成本。
来源: 化工设备管理与培训
