一种空气冷却方法及带预冷空冷器与流程

本发明属于节水、节能、环保、过程装备技术领域，特别涉及一种空气冷却方法及带预冷空冷器。

背景技术：

工业过程经常涉及工艺介质冷却，通常采用循环水冷却器、空冷器将60～120℃工艺介质冷却到35～40℃，根据综合测算采用空冷比循环水冷却节能、节水、环保。

北方地区冬春秋三季空气温度低(-10～20℃)利用干式空冷器可将工艺介质冷却到35～40℃，该冷却过程不消耗水，所以充分利用低温空气冷却是北方地区节水首选方案。沿海地区海水温度较低，充分利用低温空气和低温海水冷却是沿海地区节水首选方案。然而夏季空气温度较高(最热月达～40℃)只能将工艺介质冷却到60～70℃，若要求将工艺介质冷却到30～40℃通常采用循环水冷却器、蒸发式空冷器。循环水冷却器同时配套设置大规模循环水场及凉水塔，循环水在凉水塔降温过程蒸发大量水，是工厂消耗水大户。常规蒸发式空冷器采用光管结构、在上部喷淋除盐水，利用表面水蒸发吸热降低温度；由于常规蒸发式空冷器采用光管结构其换热面积较小，全年度需要喷淋除盐水(目前改进的蒸发式空冷器也只有冬季不喷水节水率只有30％)，故蒸发式冷却过程仍然消耗大量除盐水。因此在目前要求大幅度节水形式下迫切需要节水型的空气冷却技术及设备，并解决常规空冷器夏季冷却效果差问题。

技术实现要素：

本发明目的提供一种空气冷却方法，大幅度提高空冷器夏季冷却效果，替代循环水冷却器、常规蒸发式空冷器，实现工厂大幅度节水。

本发明解决其技术问题所采用的方法是：包括常温空气进入、经翅片管与工艺介质换热、高温空气排出，其特征是：夏季高温空气经预冷降温后再进入翅片管区域与工艺介质换热，大幅度提高空冷器夏季冷却效果；空气预冷采用喷淋低温新鲜水、海水、循环水，或喷雾除盐水；春秋冬不喷水采用工艺介质通过翅片管与低温空气换热，设计辅助气窗开闭协助两种模式操作实现大幅度节水。

一种带预冷空冷器，包括构架、翅片管束、鼓风机或引风机，在翅片管束下方设置预冷降温室，由辅助气窗、导水引风筒、喷淋水或喷雾设施、格栅或填料或丝网、进风口及集水箱组成；导水引风筒上端经辅助气窗与翅片管束下端连接，内部设有喷淋水或喷雾设施、格栅或填料或丝网，下端经进风口与集水箱连接。

进一步，翅片管束水平设置或斜置或直立设置，翅片管束两端用管箱或弯管连接；翅片 管基管是圆管或椭圆管，翅片是圆形或矩形。

进一步，辅助气窗是开闭式，进风口是固定式或开度可调节式。

进一步，翅片管束是1段式，或是前后2段式后段翅片管束下方设置预冷降温室。

本发明创新点和积极效果：

本发明创新点是：夏季高温空气经预冷降温后再进入翅片管区域与工艺介质换热，大幅度提高空冷器夏季冷却效果；空气预冷采用喷淋低温新鲜水、海水、循环水，或喷雾除盐水；春秋冬不喷水采用工艺介质通过翅片管与低温空气换热，设计辅助气窗开闭协助两种模式操作实现大幅度节水。

本发明积极效果是：1、用于北方、干燥地区夏季通过喷淋低温新鲜水、循环水或喷雾除盐水降低入口空气温度，用于沿海地区夏季通过喷淋低温海水降低入口空气温度，大幅度提高空冷器夏季冷却能力。2、新鲜水、循环水、海水(比除盐水)成本低故运行成本低，海水等不接触换热管故无腐蚀问题。3、春秋冬采用工艺介质直接通过翅片管与低温空气换热(不喷水)，通过辅助气窗开闭协助两种模式操作，年度节水率50％～80％。

附图说明

图1是一种空气冷却方法及带预冷空冷器示意图。

1-引风机，2-介质进口，3-介质出口，4-导水引风筒，5-构架，6-辅助气窗，7-翅片管束，8-喷淋水管，9A-上段填料，9B-下段填料，10-进风口，11-集水箱，12-排水口。

图2是另一种空气冷却方法及带预冷空冷器示意图。

1-引风机，2-介质进口，3-介质出口，4-导水引风筒，5-构架，6-辅助气窗，7A-前段翅片管束，7B-后段翅片管束，8-喷淋水管，9A-上段填料，9B-下段填料，10-进风口，11-集水箱，12-排水口。

图3是另一种空气冷却方法及带预冷空冷器示意图。

1A-鼓风机，2-介质进口，3-介质出口，4-导水引风筒，5-构架，6-辅助气窗，7-翅片管束，8-喷淋水管，9A-上段填料，9B-下段填料，10-进风口，11-集水箱，12-排水口，13-风箱。

图4是另一种空气冷却方法及带预冷空冷器示意图。

1A-鼓风机，2-介质进口，3-介质出口，4-导水引风筒，5-构架，6-辅助气窗，7C-斜置翅片管束，8A-喷雾管嘴，9A-上段填料，9B-下段填料，10-进风口，11-集水箱，12-排水口。

具体实施方式

见图1，从上至下依次是引风机1、翅片管束7、辅助气窗6、导水引风筒4、进风口10、集水箱11，经构架5连接；导水引风筒4上端经辅助气窗6与翅片管束7下端连接，内部设 有上段填料9A、喷淋水管8及下段填料9B，下端经进风口10与集水箱11上端连接，集水箱11底部设有排水口12。翅片管束7前端与介质进口2连接，未端与介质出口3。

见图2，是前后2段式翅片管束，后段翅片管束下方设置预冷降温室。前段设有引风机1、前段翅片管束7A及介质进口2。后段从上至下依次是引风机1、后段翅片管束7B、辅助气窗6、导水引风筒4、进风口10、集水箱11，经构架5连接；导水引风筒4上端经辅助气窗6与后段翅片管束7B下端连接，内部设有上段填料9A、喷淋水管8及下段填料9B，下端经进风口10与集水箱11上端连接，集水箱11底部设有排水口12。后段翅片管束7B前端与前段翅片管束7A未端衔接，后段翅片管束7B未端与介质出口3连接。

见图3，从上至下依次是翅片管束7、风箱13、鼓风机1A、辅助气窗6、导水引风筒4、进风口10、集水箱11，经构架5连接；导水引风筒4上端经辅助气窗6、鼓风机1A、风箱13与翅片管束7下端连接，内部设有上段填料9A、喷淋水管8及下段填料9B，下端经进风口10与集水箱11上端连接，集水箱11底部设有排水口12。翅片管束7前端与介质进口2连接，未端与介质出口3。

见图4，从上至下依次是斜置翅片管束7C、鼓风机1A、辅助气窗6、导水引风筒4、进风口10、集水箱11，经构架5连接；导水引风筒4上端经辅助气窗6、鼓风机1A与斜置翅片管束7C下端连接，内部设有上段填料9A、喷雾管嘴8A及下段填料9B，下端经进风口10与集水箱11上端连接，集水箱11底部设有排水口12。斜置翅片管束7C前端与介质进口2连接，未端与介质出口3。

参见图1，夏季35～50℃热空气从进风口10进入(关闭辅助气窗6)，向上流动进入下段填料9B段，低温循环水经喷淋水管8进入沿截面喷淋并向下流动，水润湿下段填料9B表面与上升空气接触，低温水升温及其少量蒸发吸热将空气降到18～25℃(接近湿球温度)，低温空气向上流动进入上段填料9A段去除空气携带的水滴，继续向上流动进入翅片管束7与管程工艺介质换热，空气温度升到70～80℃经引风机1从上端排出。循环水向下流动至集水箱11从排水口12排出。60～80℃工艺介质从介质进口2进入，经翅片管束7与低温空气换热降到30～40℃从介质出口3排出。春秋冬停用喷水、开启辅助气窗6利用低温空气冷却工艺介质，年度节水率50％～80％。

参见图2，夏季35～50℃热空气从下方进入前段翅片管束7A区域与管程工艺介质换热，空气温度升到60～80℃经引风机1从上端排出；100～150℃工艺介质从介质进口2进入经前段翅片管束7A与空气换热降到60～80℃转入后段翅片管束7B。夏季35～50℃热空气从进风口10进入(关闭辅助气窗6)，向上流动进入下段填料9B段，低温海水经喷淋水管8进入沿截面喷淋并向下流动，水润湿下段填料9B表面与上升空气接触，低温海水升温及其少量蒸发 吸热将空气降到18～25℃(接近湿球温度)，低温空气向上流动进入上段填料9A段去除空气携带的水滴，继续向上流动进入后段翅片管束7B与管程工艺介质换热，空气温度升到60～80℃经引风机1从上端排出。海水向下流动至集水箱11从排水口12排出。60～80℃工艺介质经后段翅片管束7B与低温空气换热降到30～40℃从介质出口3排出。春秋冬停用喷水、开启辅助气窗6利用低温空气冷却工艺介质，年度节水率50％～80％。

参见图3、图4，夏季35～50℃热空气从进风口10进入(关闭辅助气窗6)，向上流动进入下段填料9B段，低温循环水经喷淋水管8进入沿截面喷淋并向下流动，水润湿下段填料9B表面与上升空气接触，低温循环水升温及其少量蒸发吸热将空气降到18～25℃(接近湿球温度)；图4除盐水经喷雾管嘴8A进入并雾化，水分蒸发吸热将空气降到18～25℃(接近湿球温度)；低温空气向上流动进入上段填料9A段去除空气携带的水滴，继续向上流动进入翅片管束7(图4进入斜置翅片管束7C)与管程工艺介质换热，空气温度升到70～80℃从上端排出。水向下流动至集水箱11从排水口12排出。80～150℃工艺介质从介质进口2进入，经翅片管束7(图4经斜置翅片管束7C)与低温空气换热降到30～40℃从介质出口3排出。春秋冬停用喷水、开启辅助气窗6利用低温空气冷却工艺介质，年度节水率50％～80％。