高效开式节水型冷却塔的制作方法

文档序号:11314651阅读:641来源:国知局
高效开式节水型冷却塔的制造方法与工艺

本实用新型属于工业冷却塔技术领域中一种节水型工业冷却塔。



背景技术:

在工业生产过程中,往往会产生大量热量,使生产设备或产品温度升高,必须及时冷却以免影响生产的正常进行和产品质量;水作为良好的吸收和传递热量的介质,被广泛使用;工业生产需要大量用水,炼油、石化、化工、煤化工、电力、冶金等基础工业,更是用水大户;降低水耗,是工业企业必须面对的问题;节水技术,是工业企业迫切需要的技术;工业用水达80%是冷却用水,通过蒸发散热,用于产品、物料或设备的冷却;在循环使用过程中,除了少量的排污和渗漏外,85%以上的冷却水损耗,是循环水系统中湿冷环节(冷却塔)的蒸发损失;同时,为了维持正常的工艺生产,需要补充大量的新鲜水;因此,减小循环水系统水的蒸发损失,是工业循环用水和节水的全新方向和前沿技术。在公知技术中,现有的节水型冷却塔主要采用的根据下几种技术方案:

ⅰ.美国某一冷却塔专业公司主要技术特征是在冷却塔湿段上部的气室中,安装一种塑料材质的双通道空气对空气常压换热模块(也称冷凝模块),对冷却塔排出的湿热空气进行冷凝,实现消雾和节水目的,但该技术的不足主要有两方面,一是以消雾为主要技术目标,冷凝回收水量有限,全年节水率偏低;二是安装于冷却塔气室中的大面积大体积冷凝模块,夏季不能工作但又不方便移除,致使冷却塔整体的风阻增加,风机能耗增加很大。

ⅱ.干湿式冷却塔主要特征是在冷却塔中增设翅片管干段,对循环水进行冷却并加热流经空气,并与冷却塔湿段流出的湿热空气混合,降低出塔空气湿度,达到消雾目的,虽能一定程度上的节水,是附属功效,该技术以消雾为目标,在欧美、日本等环境控制要求严格的地区应用较多,但由于换热面积小,通风以及布置位置方式等原因,节水率低。

ⅲ.闭式空冷冷却塔,主要特征是,以脱盐水充当冷却水,在闭式塔中循环使用,不与外界空气接触,从工艺换热器吸收热量,依靠闭式塔内水膜蒸发式空冷器降温,热量被空冷器管外空气和喷淋水吸收带走。该技术的最大优点是蒸发水量少,节水效率高,全年节水率可达到50%以上,但存在能耗高、投资大、温降效果不稳定、设备台数多、管理维护繁杂等缺点,同时运行管理中存在较高的风险,碧如闭式系统中物料泄漏、脱盐水污染难置换、停车处置时间长的风险,外喷淋水水质控制好坏对光管蒸发冷却效果影响大的风险等。

还有其它的技术方案,如根据高压静电吸附沉降冷却塔出口水汽雾滴,干冰或液氮通过笛管式释放器冷凝冷却塔湿热空气,采用热管技术对冷却塔出口湿热空气降温等等,但实际应用受到限制。

综上所述,现有的工业冷却塔受其构造所限,其结构繁复,实际应用受限制,随着工业冷却塔的日益发展和技术进步,现有的开式冷却塔应用于工业领域虽然非常广泛,其运行平稳,操作简单,开式冷却塔应用消雾技术的同时,虽能节约少量的循环水消耗,即节水率低,有待于进一步提高;闭式冷却塔虽然虽能达到高节水率,但实际运行中存在控制难度大,极易对设备产生不良影响。



技术实现要素:

为了克服现有技术的不足,解决现有的节水型工业冷却塔结构繁复,实际应用受限制的问题。本实用新型之目的是提供一种结构简单实用,运行操作简易,节省水资源,应用范围广,安装使用方便的新式节水型工业冷却塔。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是:

一种高效开式节水型冷却塔,它采用的冷却塔主体是由装有翅片管组成空冷段、循环水在干冷段通过传导散热进行冷却的翅片管空冷器、且循环水先经过干冷段再进入湿冷段的干冷段装设于湿冷段上方、进塔空气并联且循环水串联所组连成的开式空冷冷却塔的冷却塔主体,所述开式空冷冷却塔干冷段用翅片管组成的散热单元。

上述的高效开式节水型冷却塔,所述开式空冷冷却塔的干空冷段翅片管组布设在冷却塔主体的每个立面,其单独布设、组合布设和布设在冷却塔主体的顶面平台上部、下部的任何一种。

上述的高效开式节水型冷却塔,所述高效开式节水型冷却塔在干冷段和湿冷段设置了干段可调百叶窗、湿冷段可调百叶窗和水平可调百叶窗和不可调百叶窗。

上述的高效开式节水型冷却塔,在位于开式空冷冷却塔之前的循环水回水管网为环状设置,其循环水回水管网所连接的一次配水系统4和二次配水系统由直立收水器连接集水池;以满足进入冷却塔干冷段的水压和流量均衡。

上述的高效开式节水型冷却塔,所述冷却塔主体所装设的百叶窗为手动百叶窗和电动百叶窗的任一种。

上述的高效开式节水型冷却塔,所述冷却塔主体是进塔空气并联且循环水串联结构。

由于本技术方案设计了高效开式节水型冷却塔,具有将原有开式冷却塔主要以蒸发散热方式改为蒸发散热与传导散热结合的散热方式,并且通过控制热传递的蒸发散热和传导散热比例的方式,能实现高度节水和消雾的目的。

本技术方案的工作原理为,装置换热器过来热水,首先进入高效开式节水型冷却塔的翅片管组,同时冷却塔顶部的风机系统旋转抽风,使冷却塔内形成负压,塔外干冷空气不断进入塔内,干冷空气通过热传导从翅片管表面带走热水的部分热量,实现传热物理过程,进入气室形成干热空气。从翅片管中流出的被冷却到一定程度的热水再进入冷却塔的配水系统,通过配水系统(配水管、喷头),喷洒进入比表面积很大的填料系统中形成水膜,热水和干冷空气在填料表面逆向或横向流动,空气从水膜表面带走水分子产生蒸发散热,实现传质传热物理过程;空气热焓和湿度增加成为湿热空气,进入气室。湿热空气与流过翅片管的干热空气在气室内相互混合,通过风筒排入大气。同时,水的热焓和温度降低,落入塔下水池,经泵输送至工艺换热设备再次循环。它是在普通开式冷却塔的基础上,设置有大面积布置的翅片管空冷器组,实现循环水以传导散热与蒸发散热相结合降温过程:翅片管空冷器(称为干冷段)将全部循环水的温度降低到一定温度,循环水进入冷却塔湿冷段,湿冷段将没有达到工艺要求循环水温度进一步降低;通过空冷段、湿冷段位置和大小比例的调整,达到循环水降温要求,同时干冷段由于以传导散热为主,不产生水蒸气,湿冷段部分承担的热负荷变小,湿冷段蒸发损失的水相对少,实现了全塔整体的蒸发损失减少,即能够节水,将干冷段的冷却能力大力提高,可实现循环水站的高度节水;而且干段产生的干热空气和湿段产生的湿热空气相混合,降低了气室内空气的含湿量,使排出冷却塔外的空气呈不饱和状态,达到消除可视雾团目的。所以本实用新型能够实现高度节水和消雾霾。循环热水进入翅片管组前需要管路进行环状配置,为的是平衡各路计入翅片管组的水压力和流量,保证开式空冷冷却塔性能。

由于本实用新型设计采用了上述技术方案,有效地解决了现有的节水型工业冷却塔结构繁复,实际应用受限制的问题。亦经过数次试验试用结果表明,它具有结构简单实用,操作简易,运行费用低,节省水资源,应用范围广,安装使用方便等优点,适用于冷却塔的新建和改造,不仅能应用于机械抽风逆流和横流冷却塔,还可能应用于自然抽风横流和逆流冷却塔等。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型实施例的结构简图。

图2是在图1实施例的基础上,为了满足系统循环热水压力的限制,将翅片管空冷器5布置位置降低,同时配置了直立收水器16,为增加穿过翅片管空冷器5的干热空气7进入气室13的面积减少阻力,另一面阻止冷却塔内水平收水器9以下水外溅的结构简图。

图3是图1实施例的开式横流冷却塔上加装了一次配水系统4、翅片管空冷器5、干段可调百叶窗6、湿冷段可调百叶窗14、水平可调百叶窗17,冷却塔外部的空气干冷12,通过翅片管空冷器5,形成了干热空气7,进入到气室13,同时循环热水通过一次配水系统4进入翅片管空冷器5后与干冷空气12进行传导传热,然后进入二次配水系统10,从一次配水系统4进入二次配水系统10循环水均是封闭运行的结构简图。

图4是在图3实施例的基础上,干段可调百叶窗6和湿冷段可调百叶窗14的位置配置不可调百叶窗19,用于空气导入横流填料18,将干段可调百叶窗6和湿冷段可调百叶窗14的布置分别在翅片管组连接气室13侧和集水池15且是交错布置的结构简图。

图5是在图1实施例的基础上,冷却塔主体20的翅片管空冷器5和干段可调百叶窗6也布置在冷却塔主体的平台处、上部、下部和与竖直的翅片管空冷器5和干段可调百叶窗6组合布置或单独布置的结构简图。

附图中各标号为:1-湿热不饱和空气;2-风筒;3-风机;4-一次配水系统;5-翅片管空冷器;6-干段可调百叶窗;7-干热空气;8-湿热饱和空气;9-水平收水器;10-二次配水系统;11-逆流填料;12-干冷空气;13-气室;14-湿冷段可调百叶窗;15-集水池;16-直立收水器;17-水平可调百叶窗;18-横流填料;19-不可调百叶窗;20冷却塔主体。

具体实施方式

如图1所示实施例,本实用新型包括冷却塔主体是由装有翅片管组成空冷段、循环水在干冷段通过传导散热进行冷却的翅片管空冷器5、且循环水先经过干冷段再进入湿冷段的干冷段装设于湿冷段上方、开式空冷冷却塔、进塔空气并联且循环水串联所组连成的冷却塔主体2;所述开式空冷冷却塔的干冷段用翅片管组成的散热单元;所述开式空冷冷却塔的干空冷段翅片管组布设在冷却塔主体20的每个立面组合布设在冷却塔主体的顶面平台上部;所述高效开式节水型冷却塔在干冷段和湿冷段设置了干段可调百叶窗6、湿冷段可调百叶窗14和水平可调百叶窗17和不可调百叶窗19;在位于开式空冷冷却塔之前的循环水回水管网为环状设置,其循环水回水管网所连接的一次配水系统4和二次配水系统10由直立收水器16连接集水池15;所述冷却塔主体20所装设的百叶窗为电动百叶窗;所述冷却塔主体20是进塔空气并联且循环水串联结构。它是在普通开式逆流冷却塔塔体上加装了一次配水系统4、翅片管空冷器5、干段可调百叶窗6、湿冷段可调百叶窗14,冷却塔外部的干冷空气12,通过翅片管空冷器5,形成了干热空气7,进入到气室13;同时循环热水通过一次配水系统4进入翅片管空冷器5后与干冷空气12进行了传导传热,温度降低,然后进入二次配水系统10,从一次配水系统4进入二次配水系统10循环水均是封闭运行;通过二次配水系统10的循环水均匀分布在逆流填料11上;干冷空气12进入逆流填料11后与循环水进行蒸发散热为主的传热方式,产生水的蒸发,循环水损失产生,循环水进一步降温,然后进入集水池15;干冷空气12进入逆流填料11后,温度和湿度增高,并且夹带许多细小水滴,穿过水平收水器9后,细小水滴被截留下来,形成了湿热饱和空气8,然后进入气室13,在气室13内湿热饱和空气8和干热空气7进行混合,形成湿热不饱和空气1,排出冷却塔外;干冷空气12能够进入冷却塔,是由于抽风系统的作用,风筒2和风机3就是使干冷空气12能够进入的设备部件;外界的干冷空气12在季节的不同,温度也不同,为了合理配置进入翅片管空冷器5和逆流填料11的风量,分别设置了干段可调百叶窗6和湿冷段可调百叶窗14,通过调节干段可调百叶窗6和湿冷段可调百叶窗14的角度,实现风量的大小调控。

参见附图2,本实施例是在图1实施例的基础上,为了满足系统循环热水压力的限制,将翅片管空冷器5布置位置降低,同时配置了直立收水器16,为增加穿过翅片管空冷器5的干热空气7进入气室13的面积减少阻力,另一面阻止冷却塔内水平收水器9以下水外溅的具体结构。

参照附图3实施例,它是图1实施例的基础上开式横流冷却塔上加装了一次配水系统4、翅片管空冷器5、干段可调百叶窗6、湿冷段可调百叶窗14、水平可调百叶窗17,冷却塔外部的空气干冷12,通过翅片管空冷器5,形成了干热空气7,进入到气室13,同时循环热水通过一次配水系统4进入翅片管空冷器5后与干冷空气12进行传导传热,然后进入二次配水系统10,从一次配水系统4进入二次配水系统10循环水均是封闭运行的具体结构。

参考附图4,本实施例是在图3实施例的基础上,干段可调百叶窗6和湿冷段可调百叶窗14的位置配置不可调百叶窗19,用于空气导入横流填料18,将干段可调百叶窗6和湿冷段可调百叶窗14的布置分别在翅片管组连接气室13侧和集水池15且是交错布置的具体结构。

参见附图5,本实施例是在图1实施例的基础上,冷却塔主体20的翅片管空冷器5和干段可调百叶窗6也布置在冷却塔主体的平台处、上部、下部和与竖直的翅片管空冷器5和干段可调百叶窗6组合布置的具体结构。

本实用新型不仅适用于根据上图描述的机械通风类型的开式冷却塔,同样也适用于自然通风类型的新老开式冷却塔,不同的是由于二者的通风结构类型不同,所形成的通风流场存在差异,会造成某些装置的增加减少,在其技术方案已公开基础上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全虽能被适用于各种适合本实用新型的领域,对于本领域的技术人员而言,在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下所进行修改、添加部件的技术方案,均在本专利保护范围之内。

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