CN107166989A - 一种干湿联合双重冷却多工况横流闭式冷却塔及其运行模式的调节方法 - Google Patents

一种干湿联合双重冷却多工况横流闭式冷却塔及其运行模式的调节方法 Download PDF

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Abstract

一种干湿联合双重冷却多工况横流闭式冷却塔及其运行模式的调节方法,属于循环水冷却技术领域,冷却塔由塔体、风机、吸水器、翅片管束换热器、光管束换热器、水喷淋系统、进风口、填料、集水槽、补水浮球阀及排水阀构成,吸水器将塔体内腔分隔成左腔室与右腔室两部分,风机安装于左腔室顶部,右腔室自上而下布置有第一喷淋排管、翅片管束换热器、第二喷淋排管、光管束换热器、填料及集水槽,右腔室右壁自上而下开有第一进风口、第二进风口、第三进风口;本发明可根据室外环境变化及冷却散热量的改变,通过风机开启台数、风口、水量及喷水排管的调节来实现干湿联合双重冷却多工况的灵活转换,以达到节能、节水及高效冷却的目的。

Description

一种干湿联合双重冷却多工况横流闭式冷却塔及其运行模式 的调节方法
技术领域
[0001] 本发明属于循环水冷却技术领域,涉及一种干湿联合双重冷却多工况横流闭式冷 却塔及其运行模式的调节方法,具体的说是涉及一种采用风冷与蒸发式冷却的干湿联合双 重冷却多工况横流闭式冷却塔及其运行模式的调节方法。
背景技术
[0002] 横流闭式冷却塔作为一种新型循环水冷却散热设备,因其高效、节能、节水、水质 不易被污染等优点而在越来越多的领域得到广泛应用。现有横流闭式冷却塔一般是水流从 塔体上部垂直向下喷淋,空气水平外掠换热管束与淋水填料,从而达到将管内被冷却循环 水降温的目的。
[0003] 然而,现有这种横流闭式冷却塔,由于换热面积有限,为了保证散热效果,一般一 年四季都要开启喷淋水,即采用湿工况来冷却循环水,从而导致喷淋水泵能耗高,喷淋水量 大,喷淋水损失大;同时,由于室外气候条件变化及具体工艺改变而导致冷却散热量也在不 断改变,为了能够适应冷却散热量变化,以进一步达到节能降耗的目的,必须对冷却塔进行 相应的调节,而现有横流闭式冷却塔难以根据散热负荷变化来灵活调节运行工况。此外,现 有横流闭式冷却塔水喷淋系统往往是单排喷淋,一方面导致换热管束前排换热效果好、后 排换热效果差的缺陷,另一方面也不利于根据冷却散热量来调节喷水量,以降低喷水量与 喷淋水泵能耗。因此,有必要发明一种既能降低水泵与风机能耗,又能提高冷却换热效率, 同时还可根据冷却散热负荷变化来灵活调节运行工况的干湿联合双重冷却多工况横流闭 式冷却塔。
发明内容
[0004] 本发明针对目前横流闭式冷却塔仅能采用喷淋湿式冷却运行模式,能耗高,喷水 量大,冷却换热效率低,且无法根据冷却散热负荷灵活调节运行工况,以实现进一步节能、 节水、提高冷却换热效率的缺陷,提供一种采用风冷与湿冷相结合,且可根据冷却散热负荷 变化灵活调节运行工况的高效节能、节水型干湿联合双重冷却多工况横流闭式冷却塔。
[0005] 本发明的技术方案是:一种干湿联合双重冷却多工况横流闭式冷却塔,包括塔体; 其特征在于:所述冷却塔还由吸水器、风机、翅片管束换热器、光管束换热器、水喷淋系统、 进风口、填料、集水槽、补水浮球阀和排水阀构成; 所述吸水器由第一吸水器、第二吸水器和第三吸水器组成;所述第一吸水器、第二吸水 器和弟二吸水器自上而下倾斜设置在所述塔体的内部,并将塔体的内腔分隔成左腔室和右 腔室两个部分; 所述风机由第一风机和第二风机组成;所述第一风机和第二风机设置在左腔室的顶 部; 所述右腔室从上至下依次设置第一喷淋排管、翅片管束换热器、光管束换热器、第二喷 淋排管、填料和集水槽; _ 所述水喷淋系统设置在塔体的外侧,所述水喷淋系统由喷淋水泵、第一电动三通阀和 喷嘴组成;所述喷淋水泵的进口与所述集水槽连接,所述喷淋水泵的出口通过第一电动三 通阀与所述第一喷淋排管、第二喷淋排管连接; 所述翅片管束换热器设有第一进水口和第一出水口,所述光管束换热器设有第二进水 口和第二出水口,且第一出水口通过第二电动三通阀与第二进水口相连接; 所述进风口由第一进风口、第二进风口和第三进风口组成,所述进风口从上至下依次 设置在右腔室的右侧壁上,每个所述进风口的水平位置分别对应于翅片管束换热器、光管 束换热器和填料。
[0006] 所述翅片管束换热器的翅片采用波纹翅片,翅片管束换热器的基管和光管束换热 器均为椭圆形管,按叉形排列布置。
[0007] 所述喷嘴为小孔径离心喷嘴,按梅花形分布安装于第一喷淋排管与第二喷淋排管 上。
[0008] 所述集水槽上方设有补水浮球阀,底部设有排水阀。
[0009] 一种干湿联合双重冷却多工况横流闭式冷却塔工况运行模式的调节方法,其特征 在于,运行模式的调节方法如下: (1) 干工况翅片管束换热器冷却散热运行模式:当室外环境温度较低,冷却水散热量较 小时,开启第一风机或第二风机,打开第一进风口关闭第二进风口和第三进风口,喷淋水泵 停开;此时冷却循环水由第一进水口进入,流经翅片管束换热器后通过第二电动三通阀由 第一出水口流出,室外空气由第一进风口进入塔体的右腔室后,依次流经翅片管束换热器、 第一吸水器、左腔室,最后由第一风机或第二风机排出; (2) 干工况翅片管束+光管束换热器冷却散热运行模式:当室外环境温度升高,冷却水 散热量增大,单独翅片管束换热器风冷散热不足时,开启第一风机、第二风机,打开第一进 风口、第二进风口,关闭第三进风口,喷淋水栗停开;此时冷却循环水由第一进水口进入,依 次流经翅片管束换热器、光管束换热器后由第二出水口流出,室外空气由第一进风口和第 二进风口进入塔体的右腔室后,平行流经翅片管束换热器与光管束换热器、第一吸水器和 第二吸水器、左腔室,最后由第一风机和第二风机排出; (3) 干湿联合工况双重冷却散热运行模式:当室外环境温度较高,冷却散热量较大,单 独干工况风冷散热不足时,开启第一风机、第二风机,启动喷淋水泵,打开第一进风口、第二 进风口、第三进风口,此时冷却循环水由第一进水口进入,依次流经翅片管束换热器、光管 束换热器后由第二出水口流出,室外空气由第一进风口、第二进风口和第三进风口进入塔 体的右腔室后,平行流经翅片管束换热器、光管束换热器、填料、第一吸水器、第二吸水器和 第三吸水器、左腔室,最后由第一风机和第二风机排出,根据冷却散热负荷大小,通过水栗 变频调节,由第一电动三通阀控制实现由第一喷淋排管单排喷淋或由第一喷淋排管和第二 喷淋排管双排喷淋; 根据室外环境条件,优先使用干工况风冷运行模式,且随着冷却散热量的减小通过 改变风机开启台数来减小风量,以进一步降低风机能耗;当单独干工况风冷运行模式散热 不足时,开启喷淋水泵,采用千湿联合双重冷却运行模式,随着冷却散热量的变化通过变频 调节改变喷水量及喷水排数,从而可进一步节约用水量、降低水栗运行能耗。
[0010]__本发明的有益之处:本发明提供的一种干湿联合双重冷却多工况横流闭式冷却塔 及其运行模式的调节方法,结构新颖,工作原理清晰,本发明可克服现有横流闭式冷却塔仅 能f用喷淋湿式冷却运行模式,能耗高,喷水量大,冷却换热效率低,且无法根据冷却散热 负何灵活调节运行工况,以实现进一步节能、节水、提高冷却换热效率的缺陷,其具体有益 效果如下: (1) 根据具体冷却散热负荷大小,可采用干工况风冷或千湿联合双重冷却运行模式,从 而可降低喷淋水栗能耗与喷淋水用量; (2) 通过设置多个风口,根据不同工况调节,采用相应的进风模式,从而可减小空气流 动阻力,降低风机运行能耗; (3) 通过采用双风机模式,根据冷却散热负荷大小改变风机开启台数,从而可进一步降 低风机的运行能耗; (4) 通过采用双排喷淋方式,一方面可根据冷却散热负荷大小,灵活调节喷水量,降低 喷淋水栗能耗;另一方面,通过双排喷淋可强化管外蒸发冷却换热效率,提高冷却散热效 果。
附图说明
[0011]图1为本发明装置的整体结构示意图。
[0012]图中:塔体1、第一风机2-1、第二风机2-2、第一吸水器3-1、第二吸水器3-2、第三吸 水器3_3、第一喷淋排管4-1、第二喷淋排管4-2、翅片管束换热器5、第一进水口 5_丨、第一出 水口 5-2、光管束换热器6、第二进水□ 6-1、第二出水口 6-2、第一进风□ 7-1、第二进风口 7-2、第三进风口 7-3、填料8、集水槽9、补水浮球阀1〇、排水阀11、喷淋水泵12、第一电动三通阀 13-1、第二电动三通阀13-2、喷嘴14。
具体实施方式
[0013]下面结合附图对本发明作进一步说明: 如图1所示,一种干湿联合双重冷却多工况横流闭式冷却塔,包括塔体1;冷却塔还由吸 水器、风机、翅片管束换热器5、光管束换热器6、水喷淋系统、进风口、填料g、集水槽9、补水 浮球阀10和排水阀11构成;吸水器由第一吸水器3—i、第二吸水器3_2和第三吸水器3_3组 成;第一吸水器3-1、第二吸水器3-2和第三吸水器3-3自上而下倾斜设置在塔体丨的内部,并 将塔体1的内腔分隔成左腔室和右腔室两个部分;风机由第一风机2-丨和第二风机2_2组成; 第一风机2-1和第二风机2-2设置在左腔室的顶部;右腔室从上至下依次设置第一喷淋排管 4-1、翅片官束换热器5、第一喷淋排管4_2、光管束换热器6、填料8和集水槽9;水喷淋系统设 置在塔体1的外侧,水喷淋系统由喷淋水泵12、第一电动三通阀”—丨和喷嘴M组成;喷淋水 泵12的进口与集水槽9连接,喷淋水泵12的出口通过第一电动三通阀i3-1与第一喷淋排管 4-1、第二喷淋排管4-2连接;翅片管束换热器5设有第一进水口 5-:i和第一出水口 512,光管 束换热器6设有第二进水口 6-1和第二出水口 6-2,且第一出水口 5-2通过第二电动^通阀 13-2与第二进水口 6-1相连接;进风口由第一进风口 7-1、第二进风口 7-2和第三进风口 7-3 组成,进风口从上至下依次设置在右腔室的右侧壁上,每个进风口的水平位置分别对应于 翅片管束换热器5、光管束换热器6和填料8。
[0014] 如图1所示,一种千湿联合双重冷却多工况横流闭式冷却塔,翅片目束换热器5的 翅片采用波纹翅片,翅片管束换热器5的基管和光管束换热器6均为椭圆形管,按叉形排列 布置;喷嘴14为小孔径离心喷嘴,按梅花形分布安装于第一喷淋排管4_1与第二喷淋排管4_ 2上;集水槽9上方设有补水浮球阀10,底部设有排水阀11。 一
[0015] 如图1所示,一种干湿联合双重冷却多工况横流闭式冷却塔运行模式的调节方法 如下: (1) 干工况翅片管束换热器冷却散热运行模式:当室外环境温度较低,冷却水散热量较 小时,开启第一风机2-1或第二风机2-2,打开第一进风口 7-1关闭第二进风口 7-2和第三进 风口 7-3,喷淋水泵12停开;此时冷却循环水由第一进水口 5-1进入,流经翅片管束换热器5 后通过第二电动三通阀13-2由第一出水口5-2流出,室外空气由第一进风口7-1进入塔体1 的右腔室后,依次流经翅片管束换热器5、第一吸水器3-1、左腔室,最后由第一风机或第 二风机2-2排出; (2) 干工况翅片管束+光管束换热器冷却散热运行模式:当室外环境温度升高,冷却水 散热量增大,单独翅片管束换热器风冷散热不足时,开启第一风机2—1、第二风机2_2,打开 第一进风口 7-1、第二进风口 7-2,关闭第三进风口 7-3,喷淋水栗12停开;此时冷却循环水由 第一进水口 5-1进入,依次流经翅片管束换热器5、光管束换热器6后由第二出水口 6-2流出, 室外空气由第一进风口 7-1和第二进风口 7-2进入塔体1的右腔室后,平行流经翅片管束换 热器5与光管束换热器6、第一吸水器3-1和第二吸水器3-2、左腔室,最后由第一风机2_1和 第二风机2-2排出; (3) 干湿联合工况双重冷却散热运行模式:当室外环境温度较高,冷却散热量较大,单 独干工况风冷散热不足时,开启第一风机2-1、第二风机2-2,启动喷淋水泵12,打开第一进 风口 7-1、第二进风口 7-2、第三进风口 7-3,此时冷却循环水由第一进水口 5-1进入,依次流 经翅片管束换热器5、光管束换热器6后由第二出水口6-2流出,室外空气由第一进风口7-1、 第二进风口 7-2和第三进风口 7-3进入塔体1的右腔室后,平行流经翅片管束换热器5、光管 束换热器6、填料8、第一吸水器3-1、第二吸水器3-2和第三吸水器3-3、左腔室,最后由第一 风机2-1和第二风机2-2排出,根据冷却散热负荷大小,通过水栗变频调节,由第一电动三通 阀13-1控制实现由第一喷淋排管4-1单排喷淋或由第一喷淋排管4-1和第二喷淋排管4-2双 排喷淋; ⑷根据室外环境条件,优先使用干工况风冷运行模式,且随着冷却散热量的减小通过 改变风机开启台数来减小风量,以进一步降低风机能耗;当单独干工况风冷运行模式散热 不足时,开启喷淋水泵,采用干湿联合双重冷却运行模式,随着冷却散热量的变化通过变频 调节改变喷水量及喷水排数,从而可进一步节约用水量、降低水栗运行能耗。

Claims (5)

1.一种干湿联合双重冷却多工况横流闭式冷却塔,包括塔体(1);其特征在于:所述冷 却塔还由吸水器、、风机、翅片管束换热器(5)、光管束换热器(6)、水喷淋系统、进风口、填料 (8)、集水槽(9)、补水浮球阀(1〇)和排水阀(u)构成; 所述吸水器由第一吸水器(3—丨)、第二吸水器(3_2)和第三吸水器(3-3)组成;所述第一 吸水器(3-1)、第二吸水器(3一2)和第三吸水器(3一3)自上而下倾斜设置在所述塔体⑴的内 部,并将塔体(1)的内腔分隔成左腔室和右腔室两个部分; 所述风机由第一风机(2-1)和第二风机(2一2)组成;所述第一风机(2-1)和第二风机(2-2)设置在左腔室的顶部; 所述右腔室从上至下依次设置第一喷淋排管(4-1)、翅片管束换热器(5)、光管束换热 器⑹、第二喷淋排管(4-2)、填料⑻和集水槽(9); 所述水喷淋系统设置在塔体(1)的外侧,所述水喷淋系统由喷淋水泵(12)、第一电动三 通阀(13-1)和喷嘴(14)组成;所述喷淋水栗(丨2)的进口与所述集水槽⑼连接,所述喷淋水 泵(12)的出口通过第一电动三通阀dn)与所述第一喷淋排管(4-i)、第二喷淋排管(4-2) 连接; 所述翅片管束换热器(5)设有第一进水口(5-1)和第一出水口(5-2),所述光管束换热 器⑹设有第二进水口(6-1)和第二出水口(6一2),且第一出水口(5-2)通过第二电动三通阀 (13-2)与第二进水口(6-1)相连接; 所述进风口由第一进风口(7-1)、第二进风口(7-2)和第三进风口(7-3)组成,所述进风 口从上至下依次设置在右腔室的右侧壁上,每个所述进风口的水平位置分别对应于翅片管 束换热器(5)、光管束换热器(6)和填料(8)。
2. 根据权利要求1所述的一种干湿联合双重冷却多工况横流闭式冷却塔,其特征在于: 所述翅片管束换热器®)的翅片采用波纹翅片,翅片管束换热器(5)的基管和光管束换热器 (6)均为椭圆形管,按叉形排列布置。
3. 根据权利要求1所述的一种干湿联合双重冷却多工况横流闭式冷却塔,其特征在于: 所述喷嘴(14)为小孔径离心喷嘴,按梅花形分布安装于第一喷淋排管(4-1)与第二喷淋排 管(4-2)上。
4. 根据权利要求1所述的一种干湿联合双重冷却多工况横流闭式冷却塔,其特征在于: 所述集水槽⑼上方设有补水浮球阀(10),底部设有排水阀(n)。 _
5. 如权利要求1所述的一种干湿联合双重冷却多工况横流闭式冷却塔运行模式的调节 方法,其特征在于,运行模式的调节方法如下: _ (1) 干工况翅片管束换热器冷却散热运行模式:当室外环境温度较低,冷却水散热量较 小时,开启第一风机(2-1)或第二风机(2-2),打开第一进风口(7-1)关闭第二进风口(7-2) 和第三进风口(7-3),喷淋水泵(12)停开;此时冷却循环水由第一进水口(5-1)进入,流经翅 片管束换热器(5)后通过第二电动三通阀(13_2)由第一出水口(5-2)流出,室外空气由第一 进风口(7-1)进入塔体⑴的右腔室后,依次流经翅片管束换热器(5)、第一吸水器(3_1)、左 腔室,最后由第一风机(2-1)或第二风机(2_2)排出; _ (2) 干工况翅片管束+光管束换热器冷却散热运行模式:当室外环境温度升尚,冷却水 散热量增大,单独翅片管束换热器风冷散热不足时,开启第一风机(2-1)、第二风机(2-2), 打开第一进风口(7-1)、第二进风口(7-2),关闭第三进风口(7-3),喷淋水泵(12)停开;此时 冷却循环水由第一进水口(5-1)进入,依次流经翅片管束换热器(5)、光管束换热器⑹后由 第二出水口(6-2)流出,室外空气由第一进风口(7-1)和第二进风口(7-2)进入塔体⑴的右 腔室后,平行流经翅片管束换热器(5)与光管束换热器(6)、第一吸水器(3-1)和第二吸水器 (3-2)、左腔室,最后由第一风机(2-1)和第二风机(2-2)排出; (3)干湿联合工况双重冷却散热运行模式:当室外环境温度较高,冷却散热量较大,单 独干工况风冷散热不足时,开启第一风机(2_1)、第二风机(2_2),启动喷淋水泵(12),打开 第一进风口(7-1)、第二进风口(7-2)、第三进风口(7-3),此时冷却循环水由第一进水口(5_ 1)进入,依次流经翅片管束换热器(5)、光管束换热器(6)后由第二出水口(6-2)流出,室外 空气由第一进风口(7-1)、第二进风口(7-2)和第三进风口(7-3)进入塔体(1)的右腔室后, 平行流经翅片管束换热器(5)、光管束换热器(6)、填料(8)、第一吸水器(3-1)、第二吸水器 (3-2)和第三吸水器(3-3)、左腔室,最后由第一风机(2-1)和第二风机(2_2)排出,根据冷却 散热负荷大小,通过水泵变频调节,由第一电动三通阀(13-1)控制实现由第一喷淋排管(4-1)单排喷淋或由第一喷淋排管(4-1)和第二喷淋排管(4-2)双排喷淋; ⑷根据室外环境条件,优先使用干工况风冷运行模式,且随着冷却散热量的减小通过 改变风机开启台数来减小风量,以进一步降低风机能耗;当单独干工况风冷运行模式散热 不足时,开启喷淋水泵,采用干湿联合双重冷却运行模式,随着冷却散热量的变化通过变频 调节改变喷水量及喷水排数,从而可进一步节约用水量、降低水泵运行能耗。
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