CN106197061B - 冷却塔饱和水蒸汽回收装置及应用其的节水系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冷却塔饱和水蒸汽回收装置及应用其的节水系统，该回收装置包括冷却塔本体，其顶部全覆盖有锥帽形的水蒸汽回收装置，水蒸汽回收装置包括多个方向布置且相通的冷媒水管和设于相邻横向布置的冷媒水管之间的多个蒸汽回收单元，冷媒水管与蒸汽回收单元彼此相通，腔体内设有冷媒介质；节水系统的车间换热系统连接该回收装置，该回收装置下方设有回收水池，回收水池连接车间换热系统，且两者之间设有水质净化器，回收水池还连接有水质稳定剂投放装置。本发明冷却塔蒸汽回收利用率大于85％，几乎能够将水蒸汽全部回收处理，大幅度降低排放率、提高水资源利用率，降低成本投入。

Description

冷却塔饱和水蒸汽回收装置及应用其的节水系统
技术领域
本发明涉及饱和水蒸汽回收技术领域，尤其涉及一种冷却塔饱和水蒸汽回收装置及应用其的节水系统。
背景技术
据监测，目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，给我国正在实施的可持续发展战略带来了严重影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。水利部预测，2030年中国人口将达到16亿，届时人均水资源量仅有1750立方米。在充分考虑节水情况下，预计用水总量为7000亿至8000亿立方米，要求供水能力比现在增长1300亿至2300亿立方米，全国实际可利用水资源量接近合理利用水量上限，水资源开发难度极大。节水措施刻不容缓，而对于重化工企业，不能做好节水措施就无法持续发展。
对于工业企业，目前存在的主要问题是，在工业生产中，不再允许使用地下水作为工业用水，用水成本水涨船高，为了改善现状，需要尽可能将所有水分回收以降低排放率、提高水资源利用率。
冷却塔水回收损失，是目前工业企业耗水的主要因素之一。对于工业用水大户火力发电厂来说，世界上先进的湿式冷却塔火力发电厂的耗水为1m3/s/百万千瓦，相当于一个中等城市的生活用水量。而我国的火力发电厂和石油化工企业，耗水量高达2～5倍，冷却水塔用水占整个企业用水量的75％～90％。根据2016年工业和信息化部、水利部、全国节约用水办公室编制完成的《国家鼓励的工业节水工艺、技术和装备目录(第二批)》中记录有，工业循环水冷却塔蒸汽回收利用技术的冷却塔蒸汽回收率仅为25％～35％，该技术正在普及推广中。
冷却塔传热依靠热传导、传质，传质即水的蒸发将热量从水传递到空气，然后由蒸汽带出塔外，根据温度不同，蒸发量为循环水量的1.064％～1.80％，其占补水量的80％，以25000t/h循环量计算，每天蒸发量6384吨，造成绝大部分循环水的浪费。如果将冷却塔蒸发排掉的水蒸汽按85％回收，每年最少可节约新鲜水198万吨，将大幅度节约水资源，节水效果显著，必将促进企业的创收。
并且，水蒸汽是引起全球气候变化的最主要的温室气体之一，控制温室气体的排放，减缓气候变化，已成为我国实施可持续发展战略的重要组成部分。
综合以上两点重要因素考虑，高效回收利用水蒸汽的技术不仅对于降低企业耗水量，提高企业运行经济性，加快各行业的发展具有重大意义，而且已成为影响国家发展的重要因素之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高效回收冷却塔饱和水蒸汽，尽可能将所有水分回收以降低排放率、提高水资源利用率的一种冷却塔饱和水蒸汽回收装置以及应用其的循环高效趋于零排放的节水系统。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种冷却塔饱和水蒸汽回收装置，包括冷却塔本体，其特征在于：所述冷却塔本体顶部全覆盖有锥帽形的水蒸汽回收装置，冷却塔本体与水蒸汽回收装置之间设有间隙，并通过多根支撑架固定连接；所述水蒸汽回收装置包括冷媒水管、蒸汽回收单元及覆盖在两者外的锥形保护外壳；所述冷媒水管包括至少三个沿锥形保护外壳内壁横向设置的第一冷媒水管及径向设置使第一冷媒水管彼此相通的第二冷媒水管，冷媒水管底部设有冷媒入口管，上部设有冷媒出口管；相邻的所述第一冷媒水管之间径向设有多个蒸汽回收单元，所述蒸汽回收单元包括两个平行设置的横向弯折的波形蒸汽回收板和两个平行设置的平板组成的第一腔体，所述波形蒸汽回收板的波形处向外设有半圆弧形的弯耳，所述弯耳内部中空，形成连通第一腔体的第二腔体；所述第一腔体、第二腔体和冷媒水管彼此相通，内部设均设有冷媒介质。
进一步的技术方案在于：所述弯耳悬空的一端两侧设有凹陷的倒三角形的导流槽。
进一步的技术方案在于：所述水蒸汽回收装置顶端设有封闭式的盲板。
进一步的技术方案在于：所述水蒸汽回收装置数量为多个时，水蒸汽回收装置顶端设有通气孔，上下叠加布置，相邻两水蒸汽回收装置的垂直间距为30cm～50cm，上方水蒸汽回收装置的底端直径比下方的水蒸汽回收装置的底端直径大20cm～30cm。
一种应用以上所述的冷却塔饱和水蒸汽回收装置的循环高效趋于零排放的节水系统，其特征在于：车间换热系统连接冷却塔饱和水蒸汽回收装置，冷却塔饱和水蒸汽回收装置下方设有回收水池，所述回收水池连接车间换热系统，且两者之间设有水质净化器，所述回收水池还连接有水质稳定剂投放装置，所述冷媒入口管和冷媒出口管循环连接太阳能制冷源。
进一步的技术方案在于：所述水质净化器包括在左右两端设有进水口和出水口的壳体，所述壳体内部平行设有多个挡板，挡板和挡板之间以及两端挡板与壳体之间形成的腔体内设有过滤组件，由进水至出水方向，过滤组件的过滤精度逐渐升高。
进一步的技术方案在于：所述水质稳定剂投放装置包括控制器、加药系统和搅拌器；所述加药系统包括动力泵和药箱，药箱通过动力泵与回收水池连通，所述搅拌器设于药箱上方，所述药箱内设有水质稳定剂和磁翻板液位计，所述磁翻板液位计与控制器电连接控制搅拌器的启停。
车间换热系统进一步的技术方案在于：所述水质净化器出口设有水质检测系统。
进一步的技术方案在于：所述水质检测系统包括设于车间换热系统与水质净化器之间的管道上的带有第一阀门的连通管道，连通管道连接回收水池，所述连通管道与车间换热系统之间的管道上设有第二阀门，所述连通管道与水质净化器之间的管道上设有水质检测装置，所述水质检测装置电连接第一阀门和第二阀门。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
(1)冷却塔蒸汽回收利用率大于85％，几乎能够将水蒸汽全部回收处理，大幅度降低排放率、提高水资源利用率，降低成本投入；
(2)水蒸汽回收装置采用锥帽形，使蒸汽阻力减小，为50～100Pa，并且回收面积加大，采用太阳能制冷为冷能来源，更环保；
(3)由于回收的液体中杂质较多，还对降落的液体进行除垢、防垢、杀菌等处理，保证了回收水的质量，避免水质不达标阻塞或腐蚀设备，影响设备的正常使用；
(4)防止水蒸气排放入大气加剧温室效应；
(5)自动检测系统，保证了系统的高效运行。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明冷却塔饱和水蒸汽回收装置结构示意图；
图2是本发明水蒸汽回收装置的结构示意图；
图3是本发明蒸汽回收板的结构示意图；
图4是本发明循环高效趋于零排放的节水系统的一实施例的结构示意图；
图5是本发明循环高效趋于零排放的节水系统的另一实施例的结构示意图。
其中：1-冷却塔本体，2-水蒸汽回收装置，3-支撑架，211-第一冷媒水管，212-第二冷媒水管，22-蒸汽回收单元，23-盲板，24-冷媒出口管，25-冷媒入口管，201-第二腔体，202-弯耳，203-第一腔体，2021-导流槽，10-车间换热系统，30-水质稳定剂投放装置，40-回收水池，50-水质净化器，60-太阳能制冷源，103-第一阀门，104-第二阀门，200-水质检测装置，300-连通管道。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1～3所示，一种冷却塔饱和水蒸汽回收装置，包括冷却塔本体1，所述冷却塔本体1顶部全覆盖有锥帽形的水蒸汽回收装置2，采用锥帽形，使蒸汽阻力减小，为50～100Pa，并且回收面积加大，水蒸汽回收装置2的边缘比冷却塔本体1塔顶边缘直径大15cm左右，冷却塔本体1与水蒸汽回收装置2之间设有间隙，该间隙给塔顶饱和水蒸汽一定的缓冲空间，以降低冷却水塔风机的背压，并通过多根支撑架3固定连接；所述水蒸汽回收装置2包括冷媒水管、蒸汽回收单元22及覆盖在两者外的锥形保护外壳；所述冷媒水管包括至少三个沿锥形保护外壳内壁横向设置的第一冷媒水管211及径向设置使第一冷媒水管211彼此相通的第二冷媒水管212，冷媒水管底部设有冷媒入口管25，上部设有冷媒出口管24；相邻的所述第一冷媒水管211之间径向设有多个蒸汽回收单元22，所述蒸汽回收单元22包括两个平行设置的横向弯折的波形蒸汽回收板和两个平行设置的平板组成的第一腔体203，所述波形蒸汽回收板的波形处向外设有半圆弧形的弯耳202，所述弯耳202内部中空，形成连通第一腔体203的第二腔体201；所述第一腔体203、第二腔体201和冷媒水管彼此相通，内部设均设有冷媒介质。
其中，蒸汽回收单元22的安装方向不限，优选的是设有弯耳202的一端朝向水蒸汽回收装置2的中心方向。
弯耳202悬空的一端两侧设有凹陷的倒三角形的导流槽2021，使极小的雾滴附聚，凝结成大的液滴落下。弯耳202以及蒸汽回收单元22上还可设有螺旋向下的斜纹。
当水蒸汽回收装置2为一个时，顶端设有封闭式的盲板23，防止未被处理的尾气排出。
当水蒸汽回收装置2数量为多个时，水蒸汽回收装置2顶端设有通气孔，上下叠加布置，相邻两水蒸汽回收装置2的垂直间距为30cm～50cm，上方水蒸汽回收装置2的底端直径比下方的水蒸汽回收装置2的底端直径大20cm～30cm。
如图4所示，一种应用以上所述的冷却塔饱和水蒸汽回收装置的循环高效趋于零排放的节水系统，车间换热系统10连接冷却塔饱和水蒸汽回收装置，冷却塔饱和水蒸汽回收装置下方设有回收水池40，所述回收水池40连接车间换热系统10，由于回收的液体中杂质较多，还对降落的液体进行除垢、防垢、杀菌等处理，保证了回收水的质量，避免水质不达标阻塞或腐蚀设备，影响设备的正常使用，故，回收水池40与车间换热系统10两者之间设有水质净化器50，所述回收水池40还连接有水质稳定剂投放装置30，所述冷媒入口管25和冷媒出口管24循环连接太阳能制冷源60，太阳能是公认的人类最合适、最安全、最绿色、最理想的替代能源之一，具有取用方便、能量巨大、无污染、安全性好等优点，而太阳能制冷技术现已成熟，以太阳能制冷源代替一般的水冷，减少了水资源的开采，更节能环保，冷能交换的气体变热，回到太阳能制冷源60。再有，冷媒出口管24还可作为吹扫管道口使用，清除水蒸汽回收装置内的杂质。
水质净化器50包括在左右两端设有进水口和出水口的壳体，所述壳体内部平行设有多个挡板，挡板和挡板之间以及两端挡板与壳体之间形成的腔体内设有过滤组件，由进水至出水方向，过滤组件的过滤精度逐渐升高。集混合、反应、沉淀、过滤于一体的一元化设备，具有结构紧凑、体积小、操作管理简便和性能稳定等优点，是一种成功的净水设备，具有杀菌、除盐及过滤等功能，对水质的质量做出进一步的保障。本实施例采用电解原理的水质净化器，但并不限于此。
水质稳定剂投放装置30包括控制器、加药系统和搅拌器；所述加药系统包括动力泵和药箱，药箱通过动力泵与回收水池40连通，所述搅拌器设于药箱上方，所述药箱内设有水质稳定剂和磁翻板液位计，所述磁翻板液位计与控制器电连接控制搅拌器的启停。水质稳定剂为专利201310148545.2公开的一种水质稳定剂，可有效去除回收水质中的杂质，除垢、防垢、杀菌，并且可防止其对设备的腐蚀。
如图5所示，水质净化器50出口设有水质检测系统，自动检测系统，保证了系统的高效运行。
水质检测系统包括设于车间换热系统10与水质净化器50之间的管道上的带有第一阀门103的连通管道300，连通管道300连接回收水池40，所述连通管道300与车间换热系统10之间的管道上设有第二阀门104，所述连通管道300与水质净化器50之间的管道上设有水质检测装置200，所述水质检测装置200电连接第一阀门103和第二阀门104。水质检测装置200检测水质达标，则第二阀门104打开，第一阀门103关闭，水进入车间换热系统10再次进入车间利用，若水质检测装置200检测水质不达标，则第一阀门103打开，第二阀门104关闭，水再次进入回收水池40进行处理，直至水质达标。
以上仅为本发明的而最佳实施例，本发明的技术方案并不限于以上内容，凡是对冷能、水蒸汽回收装置的形状以及冷却塔形式的简单修饰均，属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种冷却塔饱和水蒸汽回收装置，包括冷却塔本体(1)，其特征在于：所述冷却塔本体(1)顶部全覆盖有锥帽形的水蒸汽回收装置(2)，冷却塔本体(1)与水蒸汽回收装置(2)之间设有间隙，并通过多根支撑架(3)固定连接；
所述水蒸汽回收装置(2)包括冷媒水管、蒸汽回收单元(22)及覆盖在两者外的锥形保护外壳；
所述冷媒水管包括至少三个沿锥形保护外壳内壁横向设置的第一冷媒水管(211)及径向设置使第一冷媒水管(211)彼此相通的第二冷媒水管(212)，冷媒水管底部设有冷媒入口管(25)，上部设有冷媒出口管(24)；
相邻的所述第一冷媒水管(211)之间径向设有多个蒸汽回收单元(22)，
所述蒸汽回收单元(22)包括两个平行设置的横向弯折的波形蒸汽回收板和两个平行设置的平板组成的第一腔体(203)，所述波形蒸汽回收板的波形处向外设有半圆弧形的弯耳(202)，所述弯耳(202)内部中空，形成连通第一腔体(203)的第二腔体(201)；
所述第一腔体(203)、第二腔体(201)和冷媒水管彼此相通，内部设均设有冷媒介质。
2.根据权利要求1所述的冷却塔饱和水蒸汽回收装置，其特征在于：所述弯耳(202)悬空的一端两侧设有凹陷的倒三角形的导流槽(2021)。
3.根据权利要求1所述的冷却塔饱和水蒸汽回收装置，其特征在于：所述水蒸汽回收装置(2)顶端设有封闭式的盲板(23)。
4.根据权利要求1所述的冷却塔饱和水蒸汽回收装置，其特征在于：所述水蒸汽回收装置(2)数量为多个时，水蒸汽回收装置(2)顶端设有通气孔，上下叠加布置，相邻两水蒸汽回收装置(2)的垂直间距为30cm～50cm，上方水蒸汽回收装置(2)的底端直径比下方的水蒸汽回收装置(2)的底端直径大20cm～30cm。
5.一种应用权利要求1-4任一项所述的冷却塔饱和水蒸汽回收装置的循环高效趋于零排放的节水系统，其特征在于：车间换热系统(10)连接冷却塔饱和水蒸汽回收装置，冷却塔饱和水蒸汽回收装置下方设有回收水池(40)，所述回收水池(40)连接车间换热系统(10)，且两者之间设有水质净化器(50)，所述回收水池(40)还连接有水质稳定剂投放装置(30)，所述冷媒入口管(25)和冷媒出口管(24)循环连接太阳能制冷源(60)。
6.根据权利要求5所述的循环高效趋于零排放的节水系统，其特征在于：所述水质净化器(50)包括在左右两端设有进水口和出水口的壳体，所述壳体内部平行设有多个挡板，挡板和挡板之间以及两端挡板与壳体之间形成的腔体内设有过滤组件，由进水至出水方向，过滤组件的过滤精度逐渐升高。
7.根据权利要求5所述的循环高效趋于零排放的节水系统，其特征在于：所述水质稳定剂投放装置(30)包括控制器、加药系统和搅拌器；所述加药系统包括动力泵和药箱，药箱通过动力泵与回收水池(40)连通，所述搅拌器设于药箱上方，所述药箱内设有水质稳定剂和磁翻板液位计，所述磁翻板液位计与控制器电连接控制搅拌器的启停。
8.根据权利要求5所述的循环高效趋于零排放的节水系统，其特征在于：所述水质净化器(50)出口设有水质检测系统。
9.根据权利要求8所述的循环高效趋于零排放的节水系统，其特征在于：所述水质检测系统包括设于车间换热系统(10)与水质净化器(50)之间的管道上的带有第一阀门(103)的连通管道(300)，连通管道(300)连接回收水池(40)，所述连通管道(300)与车间换热系统(10)之间的管道上设有第二阀门(104)，所述连通管道(300)与水质净化器(50)之间的管道上设有水质检测装置(200)，所述水质检测装置(200)电连接第一阀门(103)和第二阀门(104)。
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