本发明属于冷却设备技术领域，具体涉及一种用喷淋水泵充水排气的闭式冷却塔及运行方法。
背景技术
闭式冷却塔是生产中常用的冷却设备，广泛应用于电力、冶金、石油化工等领域。但是，现有的闭式冷却塔因为存在着以下几个缺点，不能对紧急灾害等情况作出有效的应对。
(1)需要外接注水水泵或高位水箱才能对换热管组、进水管道以及出水管道进行充水并排气，而在某些应急救灾场合下，不仅水资源缺乏，而且受限于外接设备的限制，致使充水排气过程繁琐、效率低，不能适应紧急救灾的要求。
(2)冷却塔进口的水温需小于70℃，如高于70℃则容易使从喷淋管网喷出的喷淋水在换热管组的外表面上结垢而导致热交换能力下降。然而，在某些应急救灾场合下，待冷却的水的温度常常高于70℃，甚至接近100℃，从而致使闭式冷却塔无法直接应用。
(3)常用的闭式冷却塔为固定式，一旦投入生产中，便不可移动，可移动性差。
技术实现要素：
本发明是为了解决上述现有闭式冷却塔的换热管组、进水管道以及出水管道的充水排气受限于需要外接注水水泵或高位水箱的缺点而进行的，通过在喷淋管道和出水管道之间设置一个充水软管，将集水槽内的喷淋水依次通过喷淋管道、充水软管输送至出水管道、换热管组以及进水管道内，从而实现对换热管、进水管道以及出水管道的快速充水排气。本发明的目的在于提供一种用喷淋水泵充水排气的闭式冷却塔及运行方法。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
本发明提供一种用喷淋水泵充水排气的闭式冷却塔，用于和热源相连接来对该热源中的待冷却的水进行冷却，其特征在于，包括：冷却塔主体，具有塔壳、固定设置在该塔壳的底部的集水槽以及固定设置在塔壳的内部且呈上下对应设置的喷淋管网和换热管组，该换热管组的上部具有进水口，下部具有出水口；喷淋管道，两端分别与喷淋管网和集水槽连接且连通，用于为喷淋管网输送喷淋水；进水管道，一端与进水口连接且连通，另一端用于和热源连通，用于将待冷却的水输送给换热管组；出水管道，一端与出水口连接且连通，另一端用于和热源连通，用于将冷却后的水输送给热源；以及充水软管，用于在待冷却的水被输送至换热管组之前向换热管组、进水管道以及出水管道内充入喷淋水并将换热管组、进水管道以及出水管道内的空气排出，其中，喷淋管道上设置有喷淋水泵，充水软管的两端为快装接头，分别与喷淋水泵出口的喷淋管道和出水管道连接且连通，容纳在集水槽内的喷淋水被喷淋水泵抽取后，经充水软管被依次输送至出水管道、换热管组以及进水管道内。
本发明提供的用喷淋水泵充水排气的闭式冷却塔，还可以具有这样的特征：其中，喷淋管道上还设置有第一外接阀门以及喷淋阀门，喷淋水泵、第一外接阀门以及喷淋阀门沿从集水槽到喷淋管网的方向依次设置，出水管道上沿从出水口到热源的方向依次设置有第二外接阀门以及出水阀门，充水软管的两端分别与第一外接阀门和第二外接阀门连接。
本发明提供的用喷淋水泵充水排气的闭式冷却塔，还可以具有这样的特征：还包括：回水管道，用于将部分冷却后的水回流至进水管，使待冷却的水在被输送至进水口之前先与部分冷却后的水混合，其中，回水管道的两端分别与出水管道和进水管道连接且连通。
本发明提供的用喷淋水泵充水排气的闭式冷却塔，还可以具有这样的特征：其中，进水管道上沿从热源到进水口的方向依次设置有进水阀门、进水泵以及调节阀门，出水管道上沿从出水口到热源的方向依次设置有第二外接阀门以及出水阀门，回水管道的一端连接在出水管道位于出水口与出水阀之间的部分上，另一端连接在进水管道位于进水阀门和进水泵之间的部分上。
本发明提供的用喷淋水泵充水排气的闭式冷却塔，还可以具有这样的特征：其中，回水管道上设置有回水阀门。
本发明提供的用喷淋水泵充水排气的闭式冷却塔，还可以具有这样的特征：其中，进水管道上还设置有排气阀门，用于排放换热管组、进水管道、出水管道以及回水管道内的空气，排气阀门位于进水口和调节阀门之间。
本发明提供的用喷淋水泵充水排气的闭式冷却塔，还可以具有这样的特征：包括：移动架，用于在地面上移动，其中，冷却塔主体固定设置在移动架上。
本发明提供的用喷淋水泵充水排气的闭式冷却塔，还可以具有这样的特征：还包括：储水箱，用于容纳喷淋水并向集水槽提供喷淋水，其中，储水箱固定设置在移动架上并与集水槽连通，且在连通管路上设置有阀门。
本发明还提供一种用喷淋水泵充水排气的闭式冷却塔的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤s1，准备工作，将进水管道以及出水管道与热源连通，并通过储水箱向集水槽内注入喷淋水；
步骤s2，充水排气，将喷淋阀门、出水阀门以及进水阀门关闭，将回水阀门、第一外接阀门以及第二外接阀门打开，开启喷淋水泵，将集水槽内的喷淋水通过充水软管充入到换热管组、出水管道、进水管道以及回水管道内；
步骤s3，待换热管组、出水管道、进水管道以及回水管道内充满喷淋水且其内的空气经排气阀门全部排出后，将第二外接阀门、喷淋水泵、第一外接阀门相继关闭；
步骤s4，将喷淋阀门打开并开启风机使冷却塔主体工作，将回水阀门保持打开状态，开启进水泵，通过调节阀门将冷却水循环流量调至设定值；
步骤s5，将进水阀门开至最大后，再慢慢开大出水阀门和关小回水阀门，即调节回水阀门的开度和出水阀门的开度之比，使进水管道内的待冷却的水在进入换热管组之前先与经回水管道回流至进水管道的冷却后的水混合后形成水温不高于预定温度的混合水；如流量发生偏离，则再用调节阀门调节冷却水循环流量至设定值；
步骤s6，反复调节回水阀门、出水阀门和调节阀门，使冷却水循环流量稳定至设定值，同时进塔水温不高于预定温度，则达到了稳定运行，冷却塔主体流出的冷却后的水的一部分回流至进水管道的同时，另一部分传输至热源。
发明作用与效果
根据本发明所涉及的用喷淋水泵充水排气的闭式冷却塔及该闭式冷却塔的运行方法，因为设置有充水软管，该充水软管的两端分别与喷淋管道上的喷淋水泵出口的喷淋管道以及出水管道连接且连通，喷淋管道与集水槽相连接，容纳在集水槽内的喷淋水被喷淋水泵抽取后经充水软管被依次输送至出水管道、换热管组以及进水管道内，所以，本发明只需充水软管即可将集水槽的喷淋水充入到出水管道、换热管组以及进水管道内，从而实现在待冷却的水被输送至换热管组之前对换热管组、进水管道以及出水管道的充水排气功能。与传统的充水排气装置相比，不需要外接注水水泵或高位水箱等装置，使得整个冷却装置的充水排气操作更加快速、更加便捷，同时克服了现有技术中的充水排气装置受限于外接设备的缺陷。
附图说明
图1是本发明的实施例中用喷淋水泵充水排气的闭式冷却塔的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
图1是本发明的实施例中用喷淋水泵充水排气的闭式冷却塔的结构示意图。
如图1所示，本实施例中的用喷淋水泵充水排气的闭式冷却塔100，用于和热源200相连接来对该热源200中的待冷却的水进行冷却，包括移动架(图中未示出)、冷却塔主体10、喷淋管道20、进水管道30、出水管道40、回水管道50、充水软管60以及储水箱(图中未示出)。
移动架用于在地面上移动并支撑固定冷却塔主体10和储水箱，具有框架以及固定设置在该框架的底部的多个轮子。
如图1所示，冷却塔主体10为闭式结构，固定设置在移动架的框架上。该冷却主体10包括塔壳11、换热管组12、喷淋管网13、集水槽14以及风机15。
塔壳11为由金属材料或者复合材料制成的壳体。
换热管组12固定设置在塔壳11的内部，其上部具有进水口12a，下部具有出水口12b。在本实施例中，换热管组12为蛇形结构，具有合适的热交换面积，从而保证热交换能力。
喷淋管网13设置在塔壳11内，且对应设置在换热管组12的上方。在本实施例中，喷淋管网13由带有多个喷头的管子组成，其一端与喷淋管道20连接且连通。
集水槽14固定设置在塔壳11的底部且与塔壳11的内部连通。
风机15固定设置在塔壳11的顶部且与喷淋管网13对应设置，用于对喷淋管网13喷出的喷淋水进行风吹冷却。
在喷淋管网13上还有收水器(图中未画出)，可阻止喷淋水滴被气流经风机出口带出塔外。
如图1所示，喷淋管道20用于为喷淋管网13输送喷淋水，其两端分别与喷淋管网13和集水槽14连接且连通。该喷淋管道20上沿从集水槽14到喷淋管网13的方向依次设置有喷淋水泵21、第一外接阀门22以及喷淋阀门23。
喷淋水泵21用于抽取集水槽14内的喷淋水。
第一外接阀门22为球阀或者截止阀，用于与充水软管60的一端连接。
喷淋阀门23为球阀或者截止阀，用于控制喷淋管道20与喷淋管网13之间的连通或隔断以及调节喷淋水流量。
如图1所示，进水管道30用于将热源200中的待冷却的水输送至换热管组12，其一端与进水口12a连接且连通，另一端用于和热源200连通。该进水管道30上沿从热源200到进水口12a的方向依次设置有进水阀门31、进水泵32、调节阀门33以及排气阀门34。
进水阀门31为球阀或者截止阀，用于控制进水管道30与热源200之间的连通或隔断。
进水泵32用于抽取热源200内待冷却的水。
调节阀门33用于调节进水管道30内流进换热管组12的水的流量。
排气阀门34为自动排气阀门，用于排放换热管组12、进水管道30、出水管道40以及回水管道50内的空气。
如图1所示，出水管道40用于将被冷却塔主体10冷却后的水输送给热源200，其一端与出水口12b连接且连通，另一端用于和热源200连通。该出水管道40上沿从出水口12b到热源200的方向依次设置有第二外接阀门41以及出水阀门42。
第二外接阀门41为球阀或者截止阀，用于与充水软管60的另一端连接。
出水阀门42为球阀或者截止阀，用于控制出水管道40与热源200之间的连通或隔断。
如图1所示，回水管道50用于将部分被冷却塔主体10冷却后的水回流至进水管道40，使待冷却的水在被输送至进水口12a之前先与部分冷却后的水混合形成水温低于预定温度的待冷却的混合水。在本实施例中，该预定温度为70℃。
回水管道50的一端连接在出水管道40位于第二外接阀门41和出水阀门42之间的部分上，另一端连接在进水管道30位于进水阀门31和进水泵32之间的部分上。当然，回水管道50的一端也可连接在出水管道40位于出水口12b和第二外接阀门41之间的部分上。
回水管道50上设置有回水阀门51，该回水阀门51为球阀或者截止阀或者调节阀，用于控制回水管道50与进水管道30之间的连通或隔断以及调节回水流量。
设定流经进水阀门31的待冷却的水的流量和温度分别为q2和t0，流经回水阀门51的冷却后的水的流量和温度分别为q1和t2，二者混合后流经调节阀门33的混合水的流量和温度分别为q和t1，根据质量守恒定律，混合后流经调节阀门33的混合水的流量q等于单位时间内进水阀门31的待冷却的水的流量q2与流经回水阀门51的冷却后的水的流量q1之和，即：
q＝q1+q2(1)
再根据能量守恒定律，在忽略水比热容随温度的变化的情况下，单位时间内流经进水阀门31的待冷却的水混合后的能量减少量与流经回水阀门51的冷却后的水混合后的能量增加量相等，即：
qt1＝q2t0+q1t2(2)
由公式(1)和公式(2)，可得流经回水阀门51的流量q1与流经进水阀门31的流量q2之比为：
如图1所示，充水软管60用于在待冷却的水被输送至换热管12之前，向换热管12、进水管道30以及出水管道40内充入喷淋水并将换热管12、进水管道30以及出水管道40内的空气排出。充水软管60的两端为快装接头，分别与第一外接阀门22和第二外接阀门41连接且连通。
储水箱固定设置在移动架上并与集水槽14连通，用于容纳喷淋水并为集水槽14提供喷淋水，且在连通管路上设置有阀门。
本实施例中采用如图1所示的用喷淋水泵充水排气的闭式冷却塔100的运行方法，包括以下步骤：
步骤s1，准备工作，将进水管道30以及出水管道40与热源200连通，并通过储水箱向集水槽14内注入喷淋水；
步骤s2，充水排气，在第一外接阀门22以及第二外接阀门41之间接上充水软管60，将喷淋阀门23、出水阀门42以及进水阀门31关闭，将回水阀门51、第一外接阀门22以及第二外接阀门41打开，开启喷淋水泵21，将集水槽14内的喷淋水通过充水软管60充入到换热管组12、出水管道40、进水管道30以及回水管道50内；
步骤s3，待换热管组12、出水管道40、进水管道30以及回水管道50内充满喷淋水且其内的空气经排气阀门34全部排出后，将第二外接阀门41、喷淋水泵21、第一外接阀门22相继关闭，并将充水软管卸下；
步骤s4，将喷淋阀门23打开并开启风机15使冷却塔主体10工作，将回水阀门51保持打开状态，开启进水泵32，通过调节阀门33将冷却水循环流量调至设定值；
步骤s5，将进水阀门31开至最大后，再慢慢开大出水阀门42和关小回水阀门51，即调节回水阀门51的开度和出水阀门42的开度之比，使进水管道30内的待冷却的水在进入换热管组12之前先与经回水管道50回流至进水管道30的冷却后的水混合后形成水温不高于预定温度的混合水；如流量发生偏离，则再用调节阀门33调节冷却水循环流量至设定值；
步骤s6，反复调节回水阀门51、出水阀门42和调节阀门33，使冷却水循环流量稳定至设定值，同时进塔水温不高于预定温度，则达到了稳定运行，冷却塔主体10流出的冷却后的水的一部分回流至进水管道30的同时，另一部分传输至热源200。
实施例作用与效果
根据本实施例所涉及的用喷淋水泵充水排气的闭式冷却塔及该闭式冷却塔的运行方法，因为设置有充水软管，该充水软管的两端为快装接头，分别与喷淋管道上的喷淋水泵出口的喷淋管道以及出水管道连接且连通，喷淋管道与集水槽相连接，容纳在集水槽内的喷淋水被喷淋水泵抽取后经充水软管被依次输送至出水管道、换热管组以及进水管道内，所以，本实施例只需充水软管即可将集水槽的喷淋水充入到出水管道、换热管组以及进水管道内，从而实现在待冷却的水被输送至换热管组之前对换热管组、进水管道以及出水管道的充水排气功能。与传统的充水排气装置相比，不需要外接注水水泵或高位水箱等装置，使得整个冷却装置的充水排气操作更加快速、更加便捷，同时克服了现有技术中的充水排气装置受限于外接设备的缺陷。
进一步，因为喷淋管道上设置有第一外接阀门、出水管道上设置有第二外接阀门，充水软管的两端分别与第一外接阀门和第二外接阀门连接，保证了对闭式冷却塔充水排气与闭式冷却塔正常工作间的切换。
另外，因为出水管道和进水管道之间设置有回水管道，能够将部分冷却后的水回流至进水管道，进而使待冷却的水在被输送至进水口之前先与部分冷却后的水混合形成温度不高于冷却塔正常工作所要求的进口水温的混合水，所以，本实施例能够直接应用于待冷却的水的温度高于70℃的场合。
此外，因为移动架能够使冷却装置在地面上移动，能够方便地将冷却装置移动到其他位置，从而能够很好地应对紧急救灾等情况。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。