专利名称：混凝土结构冷却塔扩容降阻导流装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种混凝土结构冷却塔扩容降阻导流装置，用于减少冷却塔塔顶部横樑处气体绕流分离和控制樑后涡流区的大小，属流体工程技术领域。
背景技术：
在化工行业中，众多机力通风冷却塔是采用钢筋混凝土结构樑，存在着“肥樑胖柱”弊端，它不仅占去了有效空间，更严重的是当气流绕樑柱流动时，会出现气流分离和大量涡流区的产生，严重影响风机效率，特别是混凝土冷却塔顶部的横樑，它会严重影响风机叶轮下部气流场的均匀性。因为气体绕流矩形截面横樑时，当即会出现分离，会在樑后形成很大的旋涡区。这不仅影响附加阻力的大小，且更严重的是影响风机叶轮的作功能力，最终结果是导致冷却塔风机风量的大幅度下降，降低风机的运行效率，从而使冷却塔的冷却效果明显降低，影响系统的正常运行。以往该类冷却塔的扩容、节能改造，采取的技术措施限于调换风叶，在过渡段装天园地方的导流器，但均未涉及改善塔顶部横樑前后的气流场，原因是该横樑离风机近，装设常规的导流尾锥，往往高度尺寸不够，而难以实施。由于此类横樑结构冷却塔量大面广，特别是化工行业更为普遍，而鉴于我国能源紧缺，对外依存度逐年提高，为此有必要发明一种在横樑下游装设低高度导流件的新方案，以利延迟和减少气流的分离和控制樑后旋涡区的大小，从而改善风机叶片的运行条件。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，设计提供一种混凝土结构冷却塔扩容降阻导流装置，能够有效减少塔顶横樑处气体绕流分离和控制樑后旋涡区的大小，从而提高风机运行效率，降低能源消耗。
为实现这一目的，本发明针对塔顶部横樑到风机进口段高度小的特点，同时针对塔内四支横樑尺寸互不相同的特点，采用对三支宽度小的支承樑装设封闭导流器，而对宽度大的检修人员行走的检修通道横樑采用装设低高度开口导流器的方案，将横樑改造为流线型，并在开口导流器内部增设辅助送风，其通风量由增装在安装平台下部的辅助风机送风或装在塔顶平台上的辅助风机送风。
本发明的冷却塔扩容降阻导流装置包括径向安装在检修宽樑上的开口导流器、径向安装在支承樑上的封闭导流器，以及对开口导流器内部送风的辅助风机。具体结构为冷却塔风机安装平台的下部设置平台导流件，将四方形的安装平台围在圆柱筒体内，平台导流件的圆柱筒体直径与冷却塔风机的轮毂直径相同。开口导流器由宽樑出口导流器和宽樑进口导流器构成，将检修宽樑改造为流线型。封闭导流器由支承樑出口导流器和支承樑进口导流器构成，将支承樑改造为流线型。
本发明所述的宽樑出口导流器为开口形式，在宽樑出口导流器的排出口加装 型的对称弧形均流板，以确保不同半径处能获得要求均匀的风速。对称弧形均流板与宽樑出口导流器内壁构成渐缩渐扩流道，控制其间距可确保沿径向流速的均匀性。
本发明中的辅助风机可安装在安装平台下部，辅助风机的叶轮外周设置的辅助风机风筒与平台导流件呈同轴线布置并连成一体，共同构成辅助风机的排风通道，平台导流件圆柱筒体上检修宽樑侧的上平面处开有梯形孔与开口导流器的内腔相连通，可将辅助风机排出的热空气输入开口导流器的内腔。
本发明中所述的辅助风机也可安装在冷却塔塔顶平台上，位于塔顶平台大风筒的外侧，辅助风机的叶轮外周设置辅助风机风筒，辅助风机的排风口经塔顶平台大风筒与宽樑出口导流器的内腔相连通。辅助风机通过吸入风管从塔内吸出热湿空气，然后送入宽樑出口导流器的内腔。
本发明可以进一步在冷却塔风机安装平台下表面的四周上装设弧形导流锥，以进一步减小气流阻力，提高导流效果。
本发明中，辅助风机吸入的是在塔内经热湿交换后的热空气，其辅助通风量按横樑顶部截面积和塔内风量确定，亦与叶片设计选取的流型有关，以利实现速度场的连续性，确保风机具有较高的运行效率值。为了实现塔径向不同半径处向上气流速度的均匀性，在开口导流器内按装独特设计的对称弧形均流板，它与开口导流器内侧板间构成窄缝流道，并构成渐缩渐扩流道，采用窄缝流道可提供均匀向上的气流速度场，采用渐缩渐扩流道可使流经窄缝的流动阻力值降为最低值。
本发明针对塔内四支横樑尺寸互不相同的特点，对三支宽度小的支承樑采用封闭导流器，而对宽度大的检修人员行走的检修通道横樑采用独特的开口导流器的方案，使开口导流器的高度不会大于封闭导流器的高度，确保不会与冷却塔风机叶轮相碰并保持留有一定的空隙，不仅有效解决了横樑处气体绕流分离和樑后涡流区的问题，同时又在保证原有冷却塔的结构条件下，尽可能的减少了设备改造的投资。
本发明能够有效改善风机叶片的运行条件，减少气流的分离和控制樑后旋涡区的大小，具有改善气流场的显著效果，从而能够提高风机运行效率，减少能源消耗。
图1为本发明装置的结构及安装位置示意图。
图1中，1为检修宽樑，2为宽樑出口导流器，3为对称弧形均流板，4为宽樑进口导流器，5为安装平台，6为辅助风机，7为辅助风机风筒，8为平台导流件，9为弧形导流锥，10为支承樑进口导流器，11为支承樑，12为支承樑出口导流器。
图2为本发明安装在宽樑上的开口导流器结构示意图。
图2中，1为检修宽樑，2为宽樑出口导流器，3为对称弧形均流板，4为宽樑进口导流器，H为检修宽樑高度，B为检修宽樑宽度，h为宽樑出口导流器高度，b为宽樑出口导流器的开口宽度。
图3为本发明安装在支承樑上的封闭导流器结构示意图。
图3中，10为支承樑进口导流器，11为支承樑，12为支承樑出口导流器。
图4为本发明中辅助风机安装在塔顶平顶上部时的结构示意图。
图4中，1为检修宽樑，2为宽樑出口导流器，3为对称弧形均流板，4为宽樑进口导流器，6为辅助风机，7为辅助风机风筒，8为平台导流件，13为风机排出管，14为吸入风管，15为塔顶平台大风筒。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。
本发明的混凝土结构冷却塔扩容降阻导流装置的结构组成及安装位置如图1所示，包括径向安装在检修宽樑1上的开口导流器、径向安装在支承樑11上的封闭导流器，以及对开口导流器内部送风的辅助风机6。冷却塔风机安装平台5的下部设置平台导流件8，将四方形的安装平台5围在圆柱筒体内，平台导流件8的圆柱筒体直径与冷却塔风机的轮毂直径相同。开口导流器由宽樑出口导流器2和宽樑进口导流器4构成，将检修宽樑1改造为流线型。其中，宽樑出口导流器2为开口形式，其排出口加装 型对称弧形均流板3。封闭导流器由支承樑出口导流器12和支承樑进口导流器10构成，将支承樑11改造为流线型。辅助风机6安装在安装平台5下部，辅助风机6的叶轮外周设置辅助风机风筒7，辅助风机风筒7与平台导流件8呈同轴线布置并连成一体，共同构成辅助风机的排风通道，平台导流件8圆柱筒体上检修宽樑1侧的上平面处开有梯形孔与开口导流器的内腔相连通，可将辅助风机6排出的热空气输入开口导流器的内腔。
冷却塔风机安装平台5下表面的四周上可以装设弧形导流锥9，以进一步减小气流阻力，提高导流效果。
图2为图1中A-A向剖面结构示意图，所示的为本发明安装在检修宽樑1上的开口导流器结构。如图2所示，由宽樑出口导流器2和宽樑进口导流器4构成的开口导流器径向安装在检修宽樑1上，将检修宽樑1改造为流线型。安装在检修宽樑1上部的宽樑出口导流器2为开口形式，在宽樑出口导流器2的排出口内部加装 型的对称弧形均流板3，以确保不同半径处能获得要求均匀的风速。对称弧形均流板3与宽樑出口导流器2内壁构成渐缩渐扩流道，控制其间距可确保沿径向流速的均匀性。宽樑出口导流器2的内腔与辅助风机的出风口相连通。
图3为图1中B-B向剖面结构示意图，所示的为本发明安装在支承樑11上的封闭导流器结构。如图3所示，由支承樑出口导流器12和支承樑进口导流器10构成的封闭导流器径向安装在支承樑11上，将支承樑11改造为流线型。
由于检修宽樑1的宽度B相比其它支承樑11较宽，本发明设计的宽樑出口导流器2采用开口形式(开口宽度为b)，可减小宽樑出口导流器2的高度h，使安装在检修宽樑1上部的出口导流器2的高度h不会大于支承樑出口导流器12的高度，确保不会与冷却塔风机叶轮相碰。
本发明在冷却塔风机安装平台5的下部装设平台导流件8，并分别在检修宽樑1及三支支承樑11上安装开口导流器及封闭导流器，可使气体分离点后移。在平台导流件8的中间安装一个辅助风机6，并采用FRP(玻璃钢材质)制成由辅助风机风筒7与平台导流件8一起构成的排风通道，送入一定量的热湿空气到开口的宽樑出口导流器2的内腔。在宽樑出口导流器2的排出口，为确保不同半径处能获得均匀的风速，采用加装 型对称弧形均流板3，它与宽樑出口导流器2的内壁构成渐缩渐扩流道，控制其间距可确保沿径向流速的均匀性。
本发明中，辅助风机6可悬挂安装在冷却塔风机安装平台5的下平面上，而对于塔中间有立柱的结构，则可采用离心风机组为辅助风机，并将辅助风机安装在冷却塔塔顶平台上，具体结构形式如图4所示。图4中，检修宽樑1上径向安装由宽樑出口导流器2和宽樑进口导流器4构成的开口导流器，宽樑出口导流器2内装对称弧形均流板3。辅助风机6安装在冷却塔塔顶平台上，位于塔顶平台大风筒15的外侧，辅助风机6的叶轮外周设置辅助风机风筒7，辅助风机6的排风管13经塔顶平台大风筒15与宽樑出口导流器2的内腔相连通。辅助风机6通过吸入风管14从塔内吸出热湿空气，然后送入宽樑出口导流器2的内腔。
权利要求
1.一种混凝土结构冷却塔扩容降阻导流装置，其特征在于包括径向安装在检修宽樑(1)上的开口导流器、径向安装在支承樑(11)上的封闭导流器，以及对开口导流器内部送风的辅助风机(6)，冷却塔风机安装平台(5)的下部设置平台导流件(8)，将四方形的安装平台(5)围在圆柱筒体内，平台导流件(8)的圆柱筒体直径与冷却塔风机的轮毂直径相同；开口导流器由宽樑出口导流器(2)和宽樑进口导流器(4)构成，将检修宽樑(1)改造为流线型，封闭导流器由支承樑出口导流器(12)和支承樑进口导流器(10)构成，将支承樑(11)改造为流线型；宽樑出口导流器(2)为开口形式，其排出口加装的 型对称弧形均流板(3)与宽樑出口导流器(2)内壁构成渐缩渐扩流道；所述辅助风机(6)安装在安装平台(5)下部，辅助风机(6)的叶轮外周设置的辅助风机风筒(7)与平台导流件(8)呈同轴线布置并连成一体，共同构成辅助风机的排风通道，平台导流件(8)圆柱筒体上检修宽樑(1)侧的上平面处开有梯形孔与开口导流器的内腔相连通。
2.根据权利要求1的混凝土结构冷却塔扩容降阻导流装置，其特征在于所述辅助风机(6)安装在冷却塔塔顶平台上，位于塔顶平台大风筒(15)的外侧，辅助风机(6)的叶轮外周设置辅助风机风筒(7)，辅助风机(6)的排风管(13)经塔顶平台大风筒(15)与宽樑出口导流器(2)的内腔相连通，辅助风机(6)通过吸入风管(14)从塔内吸出热湿空气，然后送入宽樑出口导流器(2)的内腔。
3.根据权利要求1或2的混凝土结构冷却塔扩容降阻导流装置，其特征在于所述安装平台(5)下表面的四周装设弧形导流锥(9)。
全文摘要
一种混凝土结构冷却塔扩容降阻导流装置，针对塔顶部横梁到风机进口段高度小及塔内四支横梁尺寸互不相同的特点，采用对三支宽度小的支承梁装设封闭导流器，而对宽度大的检修通道横梁装设低高度开口导流器的方案，将横梁改造为流线型，并在开口导流器内部增设辅助送风，其通风量由增装在冷却塔风机安装平台下部的辅助风机或装在塔顶平台上的辅助风机送风。安装平台的下部设置平台导流件，将安装平台围在圆柱筒体内，开口导流器的排出口加装对称弧形均流板，以确保不同半径处能获得要求均匀的风速。本发明能有效改善风机叶片的运行条件，减少气流的分离和控制梁后旋涡区的大小，具有改善气流场的显著效果，从而能够提高风机运行效率，减少能源消耗。
文档编号F28C1/00GK1737481SQ200510028699
公开日2006年2月22日 申请日期2005年8月11日 优先权日2005年8月11日
发明者任世瑶, 陈江平, 秦俊杰, 任勇, 方建发 申请人:上海交通大学