作为一种新生事物，特别是提倡“低碳、节能、环保”的时代，水轮机冷却塔的利用率还很低，亟待加快推广。国家发改委2010年33号文提出的《国家重点节能技术推广目录（第三批）》第26项中，专门就推广工业冷却塔混流式水轮机技术作了规划，可见，冷却塔水轮机技术推广的重要意义，同时也指出该技术目前推广的比例还不到1%，并计划到2015年，要推广到10%，总投入70亿元人民币，年节约标准煤240万吨。项目的意义重大，前景广阔。
 

   冷却塔作为一种循环水冷却装置广泛的应用于国民经济的许多部门，如电力、石油、化工、钢铁、轻纺和制药等领域，它是利用水和空气的接触，通过蒸发作用来散去工业上或制冷空调中产生的废热的一种设备。其基本原理是：干燥低焓值的空气经过风机的抽动后，自进风网处进入冷却塔内，饱和蒸汽中压力高的高温水分子向压力低的空气流动，湿热高焓值的水自播水系统洒入塔内。当水滴和空气接触时，一方面由于空气与水的直接传热，另一方面由于水蒸汽表面和空气之间存在压力差，在压力的作用下产生蒸发现象，带走蒸发潜热，将水中的热量带走，从而达到降温之目的。

 

   自上个世纪中叶以来，冷却塔一直由异步电动机带动风机作为塔的空气动力来源，使外界空气与塔内的循环冷却水进行热交换。该电动机驱动方式存在很多的弊端,如：

1）环保性能差，传统冷却塔的电机、机械传动、摩擦、塔体共振等引发的噪音、飘水，减速器漏油等等，都会对环境产生污染，甚至影响人体健康；

2）存在安全隐患，传统电机冷却塔在安装、运转、维修、保养过程中，常常暗藏危险性，如电机安装在塔顶，起吊及高空作业的危险，对电机、减速器维修保养检查的困难；漏电伤人，火花爆炸等等；

3）系统故障点多，维修保养困难且费用高，由于风机是通过减速器和电机相连，当然就增加了系统的复杂性，故障点也随之增加，而且电机、减速器等在温度湿度极大的环境中容易发生短路烧毁、高温腐蚀、漏电、打滑、磨损等故障；

4）电能消耗巨大，例如，一台冷却塔水量为 2000t/h 的冷却塔，所配电机功率约为40kw，每年所需电能消耗约为30多万度，全国数以万计的冷却塔每年所耗费的电能是相当惊人的；

5）有富余压力，因为冷却塔输送热水的水泵扬程比冷却塔要求的进塔水压力高，在其出口处一般会有6～16m的富余压力，过去这部分都白白地被浪费掉了。

 

   面对我国能源储备量日趋减少，而能源需求量日益增加的矛盾，国内的能源工作者们进行了各种努力和尝试，试图找到大规模的能源供应，从根本上解决未来社会生产和人们生活的需要平衡。

 

就目前科技水平而言，寻找大规模能源供应的道路是很漫长的，能源工作者们达成一个共识：利用现有的资源条件，尽可能多的开发可再生能源，同时倡导对能源的节约、利用和对二次能源的回收再利用。

 

最近二十年来，我国己进行了大量的可再生清洁能源的开发利用，例如长江三峡、黄河小浪底以及龙滩等一大批大型或超大型水电站的建成，一些风能、太阳能、潮汐能、生物能电厂的相继投产，我国可再生清洁能源的开发利用率迅速增长，能源的生产量也居于世界领先行列；

 

   然而，近年来我国经济处于高速发展时期，能源消耗量仍然很巨大，而且能源浪费也很严重。近些年来，全国大范围的严重缺电缺燃油表明，我国能源供应量虽然增长迅速，但是依然不能满足经济的快速增长和人民生活水平提高对能源的需求。为了保障我国能源的供应，能源的节约与二次能源的回收再利用问题越来越重要。

 

中共五中全会的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议》报告中提到重要指标之一就是在“十一五”期间全国的单位国内生产总值能源消耗量比“十五”期间下降20％左右，资源利用效率显著提高，能源的浪费量明显减少。当今，党中央国务院也已经将节能减排与二次能源的回收再利用工作摆到了极其重要的位置，“节能减排”将成为 21 世纪解决能源危机的一个重要手段。

 

因此，在当前的生产和生活中发掘富余能源并利用，以及节能方法和手段都有必要进行研究和探讨。

 

   为了满足节能的需求，考虑到冷却塔的配水系统一般有一定的压力余量被白白的浪费，一种专门利用冷却塔的那部分多余的水压（水能）的水轮机应运而生，叫做冷却塔专用水轮机。它的核心技术以专用的微型高效水轮机取代电动机（包括传动轴、减速机）作为风机动力，使风机的驱动方式由电力改为水力，工作动力来源于整个冷却塔循环水系统中的富余能量，因此完全节省了原电动机的能耗。

 

由于可以实现与风机直联，省去减速器的中间传动环节，大大减小了冷却塔运行时的机械振动及噪音，改善了环境。与电机相比，水轮机不用考虑防尘、防爆问题，使得漏电伤人、火花爆炸的潜在危险也完全排除，安全性能大大提高。另外，水轮机结构简单，不易出故障，维护保养的工作量及费用也大大减少。并且，冷却塔专用水轮机能保证原冷却塔系统设计、使用参数不变的前提，只是在投入上增加点费用，但是此费用值基本上等于在第一年中所节约的电费。由于这些优点，该项技术进而应用在新的冷却塔或改造冷却塔上，短短的几年，我国已有相当多这样的冷却塔水轮机在运行。但作为一种水轮机应有的新领域其理论研究还很少，理论的不成熟，严重影响了这种新技术的使用与推广。