一种内部助力风机和综合增效技术协同作用的自然通风冷却塔的制作方法

本发明属于冷却塔技术领域，具体涉及一种内部助力风机和综合增效技术协同作用的自然通风冷却塔，在冷却塔内部设置助力风机并优化运行的基础上，采用导风板、导风管、十字隔墙、填料优化布置等一些增效技术措施，与助力风机协同作用，完成冷却塔的冷却增容，并提高冷效。可以用于新建自然通风冷却塔，也可以用于在用自然通风冷却塔的改造。

背景技术：

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

自然通风冷却塔大量应用于电力、化工、制冷等领域。自然通风冷却塔作为重要的冷却设备，其主要冷却部分为：配水区、填料区和雨区。自然通风冷却塔主要工作过程：循环水(热水)经竖井送入冷却塔配水系统，配水系统将循环水均匀分配到各喷头，循环水以水滴的形式从喷头喷出，下落到填料上表面；循环水沿填料形成水膜，并流至填料下表面；离开填料下表面，填料继续以水滴形式下落至集水池。环境空气在塔内抽力的作用下，从进风口进入塔内，并通过雨区、填料区、配水区，从塔顶出口流出。

自然通风冷却塔作为发电机组的主要冷端设备，其运行效率高低直接影响发电厂电能产量及运行成本。冷却塔低效运行将会导致冷却塔出水温度升高，降低整个冷端机组的工作效率，提高单位发电煤耗，运行成本增加。

自然通风冷却塔体积大，环境空气很难进入塔中心区域，因此塔内空气分布极其不均匀，不同位置处气水分布差异较大，塔内部空气动力场分布不均匀。

外界侧风增大时，会减少冷却塔的进风量，雨区的穿堂风增大，塔内部的空气动力场不均匀程度增大。

外界环境温度升高时，冷却塔的出水温度也会升高，会导致不满足主机运行要求，影响主机运行。

外界环境湿度增大时，蒸发传热能力快速下降，导致冷却塔冷效降低。

另外，冷却塔的冷却负荷限于冷却塔的通风能力，也不能大幅度增加。

为了改善冷却塔的性能，增大冷却塔的冷却能力，在冷却塔内部增设了助力通风风机。尽管这样可以增大通风量，增大冷却塔的冷却负荷，但是在某些工况下，例如高温下、高湿环境、高侧风等，依然不能满足冷却要求，影响了主机的正常运行。另外，助力风机的长期全负荷运行也增大了电耗。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种内部助力风机和综合增效技术协同作用的自然通风冷却塔，大幅度提高在一些极端工况下，也能满足冷却要求。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面，提供了一种内部助力风机和综合增效技术协同作用的自然通风冷却塔，包括：冷却塔、除水器、助力风机；所述冷却塔下部设置有除水器，所述除水器上方设置有助力风机；

所述冷却塔中还设置以下增效结构中的至少一种：

1)冷却塔进风口周向设置若干导风板，由进风口向外延伸；

2)冷却塔内设置有雨区，在冷却塔雨区周向设置若干导风管；

3)在冷却塔进风口对应的区域，布置十字隔墙；

4)冷却塔的填料采用不等高布置或者不等阻力布置。

本发明针对自然通风冷却塔冷却增容和增效，提出了一种内部助力风机和综合增效技术协同作用的自然通风冷却塔。采用本发明的增效结构与助力风机的优化配置的方案，可增加塔内通风量，降低侧风的不利影响，强化冷却塔中心区气水间传热传质，提高塔内空气动力场均匀性，提高冷效，减少助力风机的电耗。相对于原始塔，采用本增效技术可使循环水量增大到原来的1.5-2倍。

本发明的第二个方面，提供了一种电厂冷却系统，包括：任一上述的自然通风冷却塔。

本发明的自然通风冷却塔作为发电机组的主要冷端设备，运行效率高，可以有效地减少对发电厂电能产量的影响，并降低运行成本。

本发明的第三个方面，提供了任一上述的自然通风冷却塔在电力、化工、制冷领域中的应用。

由于采用本发明的增效结构与助力风机的优化配置的方案，有效地增加了塔内通风量，降低了侧风的不利影响，强化冷却塔中心区气水间传热传质，提高塔内空气动力场均匀性，提高冷效，减少助力风机的电耗，因此，该冷却塔有望在电力、化工、制冷领域中得到广泛的应用。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明针对自然通风冷却塔冷却增容和增效，提出了一种内部助力风机和综合增效技术协同作用的自然通风冷却塔。采用本发明的增效结构与助力风机的优化配置的方案，可增加塔内通风量，降低侧风的不利影响，强化冷却塔中心区气水间传热传质，提高塔内空气动力场均匀性，提高冷效，减少助力风机的电耗。相对于原始塔，采用本增效技术可使循环水量增大到原来的1.5-2倍。通风风机的数量、位置、功率、转速的优化控制与优化布置，可以做到有限的通风风机，发挥最大的增效效果。导风板和助力风机联合作用，使得进风口在圆周方向上进风均匀，使得引风机的作用得以充分发挥。导风管与助力风机联合作用，使得冷却塔内部的风场均匀，使得引风机的作用得到充分发挥。十字隔墙与助力风机的联合作用，使得冷却塔内部穿堂风消除，引风机的作用得以充分发挥。这些综合增效措施，可以保证增大冷却塔冷却负荷后的冷却效果。

(2)本发明的结构/方法简单、操作方便、实用性强，易于推广。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例1的自然通风冷却塔增效技术-风机和导风板组合的结构示意图；

图2为本发明实施例1的自然通风冷却塔增效技术-风机和导风板组合结构的俯视图；

图3为本发明实施例2的自然通风冷却塔增效技术-风机和导风管组合结构的示意图；

图4为本发明实施例2的自然通风冷却塔增效技术-风机和导风管组合装置的俯视图；

图5为本发明实施例3的自然通风冷却塔增效技术-风机和十字隔墙组合的结构示意图；

图6为本发明实施例3的抽自然通风冷却塔增效技术-风机和十字隔墙组合装置的俯视图；

其中，1-冷却塔塔体、2-除水器、3-配水系统、4-填料、5-雨区、6-风机布置平面、7-导风板，8-风机，9-导风管，10-十字隔墙。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件需要具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

一种内部助力风机和综合增效技术协同作用的自然通风冷却塔，包括冷却塔的塔体、塔内除水器，在除水器上方设置助力风机。塔内风机采用运行方式、布置方式、布置数量等和外界侧风、塔内部空气动力场协同优化控制的技术方法，并采用如下4种增效结构与风机组合使用：(1)与进风口导风板结合；(2)与雨区导风管结合；(3)与雨区十字隔墙结合；(4)与填料的优化布置结合。具体实施过程中，根据冷却塔的具体形式，这四种具体结构可以使用一种或者几种同时使用，也可以全部同时使用。

在采用一种或者几种同时使用上述增效结构下，冷却塔内部的助力风机采用优化控制技术，以最大限度地发挥增效结构的冷却作用，减少助力风机的功率，节约助力风机的电耗。

在一些实施例中，塔内助力风机运行方式、布置方式、布置数量等和冷却塔的运行工况协同优化控制，并与冷却塔设置的增效结构协同作用。

在一些实施例中，根据运行工况，对风机转速实施变速控制，在不同的区域，风机以不同的转速运行，实现风机运行与冷效的协调控制；对于冷效较高的区域，该区域的风机可以以较低转速运行；对于冷效较低的区域，该区域的风机可以以较高转速运行。

在一些实施例中，根据运行工况，改变风机的数量和功率，实现与冷效的协同；对于冷效较大的区域，可以布置或者运行较少的风机，采用较小的功率。对于冷效较小的区域，可以布置或者运行较多的风机，采用较大的风机功率。

在一些实施例中，根据运行工况，改变风机布置位置，实现与冷效的协同布置；对于迎风面，可以布置较少的风机，采用较小的风机功率。对于背风面，可以布置较多的风机，采用较大的风机功率。

在一些实施例中，在冷却塔进风口周向设置若干导风板，由进风口向外延伸。导风板的数量一般为40-80块。该结构与冷却塔内部助力风机的优化控制方案协同作用。

在一些实施例中，对于有雨区的自然通风冷却塔，在冷却塔雨区周向设置若干导风管。每一根导风管沿冷却塔径向布置，由进风口沿径向伸向冷却塔内部区域。该结构与冷却塔内部助力风机的优化控制方案协同作用。

在一些实施例中，在冷却塔进风口对应的区域，布置十字隔墙。该结构与冷却塔内部助力风机的优化控制方案协同作用。

在一些实施例中，冷却塔的填料采用不等高布置或者不等阻力等优化布置方案，该结构与冷却塔内部助力风机的优化控制方案协同作用。

在一些实施例中，采用一种或者几种同时使用增效结构，该结构与冷却塔内部助力风机的优化控制方案协同作。

下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。

实施例1

参考图1和2，一种采用助力风机优化控制技术和导风板组合增效的自然通风冷却塔，包括：冷却塔塔体1、除水器2、配水系统3、填料4、雨区5、风机布置平面6、导风板7及风机8。

风机8采用周向均匀布置，风机数量为12个，风机布置在除水器2上方的风机布置平面6。在进风口外围，等距放置50块导风板7，导风板高度等于进风口高度。

实施例2

参考图3和4，一种采用助力风机优化控制技术和导风管组合增效的自然通风冷却塔，包括：冷却塔塔体1、除水器2、配水系统3、填料4、雨区5、风机布置平面6、风机8及导风管9。

风机8采用十字交叉布置，风机数量为13个，风机布置在除水器2上方的风机布置平面6。从进风口向冷却塔中心放置4根导风管9，导风管间等距均匀放置。

实施例3

参考图5和6，一种采用助力风机优化控制技术和十字隔墙组合增效的自然通风冷却塔，包括：冷却塔塔体1、除水器2、配水系统3、填料4、雨区5、风机布置平面6、风机8及十字隔墙10。风机8采用十字交叉布置，风机数量为12个，风机布置在除水器2上方的风机布置平面6。在冷却塔雨区设置十字隔墙10，风机与十字隔墙交叉放置，风机十字交叉线与十字隔墙夹角为45°。十字隔墙长度等于冷却塔底部直径，高度等于进风口高度。

通过上述实施例可知，本发明的一种基于自然通风冷却塔内部设置助力风机的综合增效技术，可有效提高自然通风冷却塔通风量，使冷却塔内部空气流动更均匀，降低侧风的不利影响，大幅度增加冷效，减少助力风机的电耗。

最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。