CN107504858A - 湿式冷却塔饱和蒸汽冷凝聚液器 - Google Patents

湿式冷却塔饱和蒸汽冷凝聚液器 Download PDF

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Abstract

一种湿式冷却塔饱和蒸汽冷凝聚液器，包括冷凝聚液板和低温输气管，冷凝聚液板平行间隔设置在配水装置的上方，冷凝聚液板的冷凝聚液主面与冷却塔内蒸汽上升气流方向之间存有夹角，所述冷凝聚液板为中空结构，包括中空导热壳体、冷却气腔、进气口和出气孔，进气口设置在中空导热壳体下段壁体上，冷却气腔通过进气口与低温输气管相通，出气孔设置在中空导热壳体的上段壁体上，低温输气管与低温抽供装置相连接。它既能使塔内蒸汽在冷凝聚液板的表面冷凝聚集成纯净水，又能提高冷却塔顶部抽排压力，有利于提高冷却塔的抽排性能，减少饱和热湿空气的排放，减少雾汽排放污染，它是冷却塔消雾收水的核心装置。

Description

湿式冷却塔饱和蒸汽冷凝聚液器
技术领域:
本发明涉及一种工业用冷却塔，尤其涉及工业冷却塔的饱和水蒸汽回收利用技术。
背景技术:
为了更有效地对工业冷却塔外溢的蒸汽进行回收利用，减轻白烟水汽污染，提高冷却塔的节水效果，降低冷却塔节水回用的运营成本，提高冷却塔节水技术的综合经济效益，申请人发明了一种具有冷凝聚液消雾功能的机械通风冷却塔，如图1所示，它包括冷却塔体1、底部集水池2、自然冷却风口3、淋水填料层4、配水装置5、顶部排风机6、冷凝聚液板7、低温输气管8、冷风抽供装置9和纯水接引槽10，底部集水池2设置在冷却塔体1的最底部，自然冷却风口3设置在冷却塔体1的下段侧面上，淋水填料层4设置在冷却塔体1内，且位于自然冷却风口3的上方，配水装置5设置在淋水填料层的上方，顶部排风机6设置在冷却塔体1的顶部，在配水装置5和顶部排风机6之间设有由冷凝聚液板7和低温输气管8组成的蒸汽冷凝聚液器，冷风抽供装置9通过低温输气管8向冷凝聚液板7提供低温冷空气，纯水接引槽10设置在冷凝聚液板7的下方。为了进一步提高消雾节水效果，可在冷风抽供装置9的输气管路中增设降温装置11。
由于在冷却塔上部设有蒸汽冷凝聚液器，蒸汽冷凝聚液器设置在配水装置5和顶部排风机6之间，蒸汽冷凝聚液器由冷风抽供装置9提供低温冷风，这样外界的低温空气带压输入冷凝聚液板7中，从下端流入从上端流出，使得冷凝聚液板7的温度与外界温度接近，当冷却塔内向上流动饱和水蒸汽在冷凝聚液板7时，原本45°～80°的饱和状水蒸汽遇到低温的冷凝聚液板7会快速在表面凝聚积水成珠，然后沿冷凝聚液板7的表面流下，由于在冷凝聚液板7的下端设有纯水接引槽10，由饱和蒸汽冷凝形成的蒸馏水由纯水接引槽10引出，成为高档利用水。若在冷风抽供装置9的输气管路中增设降温装置11，消雾节水效果更好。
在冷却塔运行过程中，待冷却的水经过冷却塔填料层时，向下落入的高温水和向上流动的空气会充分接触混合，气中水的分压达到了当时温度所对应的饱和压力，进入冷却塔的冷空气便成为了饱和热湿空气，在冷却塔上部，蒸发水损基本上是以饱和热湿空气的形式存在的。
冷却塔淋水填料上部饱和热湿空气在上升过程中，通过换热斜板的外部通道时，必然会与冷凝聚液板7接触，冷凝聚液板7内流通的是冷却塔外部的冷空气，根据常规机力通风冷却塔的运行设计参数及统计数据，冷却塔外部的冷空气与冷却塔淋水填料上部饱和热湿空气的温度差值大致保持为8.5°-11°，这样能通过冷凝聚液板7来冷凝向上流动的饱和热湿空气，冷凝水在冷凝聚液板7上富集并沿着斜板表面的波纹下滑，落入集水槽，集水槽汇集冷凝水至冷却塔一侧的收集管，这样可回冷却塔蒸发量的20％-30％水量。冷凝聚液板7的温度与冷却塔淋水填料上部饱和热湿空气之间的温度差值越大，冷凝聚液板7冷凝饱和热湿空气的能力就越强，可回冷却塔蒸发量就越大，通过增加冷风抽供装置9的供气量或者降低冷风抽供装置9的供气温度都能提高冷却塔蒸发水汽量的回收利用比例。
对于一台冷却水量5000m3/h的机力通风冷却塔，按1.5％蒸发量计算，蒸发损失75m3/h，采用本发明的节水回收方案可回收冷凝水25％～50％，可回收冷凝水18.75m3/h～37.5m3/h；如按年运行5500小时计算，则一年可回收纯净水达10.3125万m3～20.625万m3。
冷风抽供装置9通过吸供外界正常空气使冷凝聚液板7与冷却塔淋水填料上部饱和热湿空气的温度差值保持8.5°-11°，就能回收冷凝水23％～25％。若增加冷风抽供装置9的供气量，又对所输入的冷空气进行降温处理，使冷凝聚液板7与冷却塔淋水填料上部饱和热湿空气的温度差保持20°-32°，那么回收冷凝水的比例就能达到46％～50％。这种方案特别适用于海水冷却，既能减少烟汽的排放，又能获得纯净的淡水，能为电厂提供优质的生活用水。在上述技术方案中，蒸汽冷凝聚液器和冷风抽供装置9是关键。为了更有效地保护本项创新成果，申请人将分别对蒸汽冷凝聚液器、冷风抽供装置及其组成的冷却塔冷凝消雾集水系统单独申请专利保护。
发明内容：
本发明的目的是提供一种湿式冷却塔饱和蒸汽冷凝聚液器，它是冷却塔消雾收水的核心装置。
本发明采取的技术方案如下：
一种湿式冷却塔饱和蒸汽冷凝聚液器，包括冷凝聚液板和低温输气管，所有冷凝聚液板平行间隔设置在冷却塔的配水装置的上方，冷凝聚液板的冷凝聚液主面与冷却塔内蒸汽上升气流方向之间存有夹角，所述冷凝聚液板为中空结构，包括中空导热壳体、冷却气腔、进气口和出气孔，进气口设置在中空导热壳体下段壁体上，冷却气腔通过进气口与低温输气管相通，出气孔设置在中空导热壳体的上段壁体上，低温输气管与冷风抽供装置相连接。
进一步，出气孔设置在中空导热壳体上端面上，出气孔的开设数量为N个，N大于等于1，所有出气孔的孔径之和小于进气口的孔径。
进一步，在中空导热壳体的外表面上设有截流凸条。
进一步，截流凸条与水平面平行或存有非垂直夹角。
进一步，截流凸条设置在中空导热壳体的外表面上的上边缘处，与水平面平行。
进一步，在中空导热壳体的外表面上设有凝汽积水凸体。
更进一步，所述凝汽积水凸体为间隔的条状凸体或点状凸体。
更进一步，所述凝汽积水凸体的凸出高度为0.1～3毫米。
更进一步，所述低温输气管为隔热管体或在低温输气管的外露表面设有隔热层。
进一步，所述中空导热壳体的外表面为平面或曲面。
进一步，所述中空导热壳体的材质为铜、不锈钢、铝合金中的任一种。
由于在配水装置和顶部排风机之间设有本发明，冷凝聚液板由冷风抽供装置提供低温冷风，冷风抽供装置提供低温冷风通过出风管与低温输气管密封对接，这样外界的低温空气带压输入冷凝聚液板中，从下端流入从上端流出，使得冷凝聚液板的温度与外界温度接近，当冷却塔内向上流动饱和水蒸汽在流经冷凝聚液板时，原本为饱和状的水蒸汽遇到低温的冷凝聚液板会快速在表面凝聚积水成珠，然后沿冷凝聚液板的表面流下，由于在冷凝聚液板的下端设有纯水接引槽，由饱和蒸汽冷凝形成的蒸馏水由纯水接引槽引出，可以作为饮用水源。
本发明既能使饱和热湿空气在冷凝聚液板的表面冷凝聚集形成纯净水液，又能提升冷凝聚液板内腔中流动空气的温度，从而提高冷却塔顶部抽排压力，有利于提高冷却塔的抽排性能，减少饱和热湿空气的排放，从而实现减少雾汽排放污染，它既适合新冷却塔建造，也适合现有冷却塔节水消雾的改造。
附图说明：
图1为设有发明的具有冷凝聚液消雾功能的机械通风冷却塔的结构示意图；
图2为蒸汽冷凝聚液器的一种结构示意图；
图3为图2的A向视图；
图4为低温输气管的一种结构示意图；
图5为降温装置的一种结构示意图；
图中：1-冷却塔体；2-底部集水池；3-自然冷却风口；4-淋水填料层；
5-配水装置；6-顶部排风机；7-冷凝聚液板；8-低温输气管；9-冷风抽供装置；10-纯水接引槽；11-降温装置；12-冷却水管；13-循环水泵；14-冷却水源；15-保温层；71-中空导热壳体；72-冷却气腔；73-进气口；74-出气孔；75-截流凸条；76-凝汽积水凸体；81-金属管体；82-保温隔热层；91-风机；92-吸风口；93-出风管。
具体实施方式：
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方案：
实施例1：本发明在机械通风冷却塔应用的实施例，如图1所示，所述机械通风冷却塔包括冷却塔体1、底部集水池2、自然冷却风口3、淋水填料层4、配水装置5、顶部排风机6、冷凝聚液板7、低温输气管8、冷风抽供装置9和纯水接引槽10，底部集水池2设置在冷却塔体1的最底部，自然冷却风口3设置在冷却塔体1的下段侧面上，淋水填料层4设置在冷却塔体1内，且位于自然冷却风口3的上方，配水装置5设置在淋水填料层4的上方，顶部排风机6设置在冷却塔体1的顶部，在配水装置5和顶部排风机6之间设有冷凝聚液板7，冷凝聚液板7由冷风抽供装置9提供低温冷却风，所述冷凝聚液板7等间距倾斜地设置在配水装置5的上方，冷凝聚液板7与水平面之间的夹角为45°～75°，所述冷凝聚液板7包括中空导热壳体71、冷却气腔72、进气口73、出气孔74，进气口73设置在中空导热壳体71的下端，进气口73与低温输气管8密封相通，出气孔74设置在中空导热壳体71的顶部，低温输气管8与冷风抽供装置9相连接，在本例中，在每个中空导热壳体71上端均匀地开设6个出气孔74，所述出气孔74的孔径为中空导热壳体71下端进气孔的孔径的1/10；所述中空导热壳体71的横截面的形状为长方形，中空导热壳体71的长度1.0m-1.5m，中空导热壳体71的底部与配水管的顶部的垂直距离为1.5m-2.5m，在中空导热壳体71的外表面上设有截流凸条75，截流凸条75设置在中空导热壳体71的外表面上的上边缘处，且与水平面平行，在中空导热壳体71的外表面上设有凝汽积水凸体76，所述凝汽积水凸体76为均匀分布的点状凸体，点状凸体的凸出高度为0.1～3毫米；所述低温输气管8如图4所示，它由金属管体81和保温隔热层82组成，保温隔热层82包裹在金属管体81的外露表面上。在中空导热壳体71的底部下0.5m-1.0m位置布置U型纯水接引槽10；中空导热壳体71内腔的通风道宽度为50mm-80mm；相邻两块中空导热壳体71之间的间距为500mm-800mm；这是饱和热湿空气向上流动的通道，所述中空导热壳体71的材质为铜、不锈钢、铝合金中的任一种，纯水接引槽10设置在蒸汽冷凝聚液板7的下方；所述冷风抽供装置9包括风机91、吸风口92和出风管93，风机91的吸风口92与外界相通，出风管93与低温输气管8密封对接。
实施例2：为了提高冷凝去雾效果，提高收水率，在实施例1的基础上，在冷风抽供装置9中的输气路径中增设降温装置11，所述降温装置11如图5所示，在金属管体81的外表面绕制冷却水管12，冷却水管12通过循环水泵13与冷却水源14相通，在冷却水管12的外表面包裹有保温层15，这样就能大幅度降低输入中空导热壳体71内腔空气的温度，增加中空导热壳体71内腔中的冷却空气与中空导热壳体71外表面的饱和热湿空气之间的温度差，能将更小颗粒的饱和热湿水汽快速凝聚在中空导热壳体71外表面上，从而提高冷却塔中饱和热湿水汽回收利用率，减少“白烟”排放污染。
在实施例2中，降温装置11可进一步简化，在低温输气管8的管路中，将一段金属管体81浸没在冷却水池中即可。
本发明的实施方式很多，在此不在逐一罗列，中空导热壳体71的形状、大小、间隔距离、设置倾斜角度都可根据人们的设计意愿进行改变，降温装置11的方案也很多，只要能对进气管路中的空气进行冷却降温的所有方案均可。

Claims (10)

1.一种湿式冷却塔饱和蒸汽冷凝聚液器，包括冷凝聚液板(7)和低温输气管(8)，所有冷凝聚液板(7)平行间隔设置在冷却塔的配水装置(5)之上，冷凝聚液板(7)的冷凝聚液主面与冷却塔内蒸汽上升气流方向之间存有夹角，所述冷凝聚液板(7)为中空结构，包括中空导热壳体(71)、冷却气腔(72)、进气口(73)、出气孔(74)，进气口(73)设置在中空导热壳体(71)下段壁体上，冷却气腔(72)通过进气口(73)与低温输气管(8)相通，出气孔(74)设置在中空导热壳体(71)的上段壁体上，低温输气管(8)与冷风抽供装置(9)相连接。
2.根据权利要求1所述湿式冷却塔饱和蒸汽冷凝聚液器，其特征是：出气孔(74)设置在中空导热壳体(71)上端面上，出气孔(74)的开设数量为N个，N大于等于1，所有出气孔(74)的孔径之和小于进气口(73)的孔径。
3.根据权利要求1所述湿式冷却塔饱和蒸汽冷凝聚液器，其特征是：在中空导热壳体(71)的外表面上设有截流凸条(75)。
4.根据权利要求3所述湿式冷却塔饱和蒸汽冷凝聚液器，其特征是：截流凸条(75)与水平面平行或存有非垂直夹角。
5.根据权利要求4所述湿式冷却塔饱和蒸汽冷凝聚液器，其特征是：截流凸条(75)设置在中空导热壳体(71)的外表面上的上边缘处。
6.根据权利要求1或2所述湿式冷却塔饱和蒸汽冷凝聚液器，其特征是：在中空导热壳体(71)的外表面上设有凝汽积水凸体(76)。
7.根据权利要求6所述湿式冷却塔饱和蒸汽冷凝聚液器，其特征是：所述凝汽积水凸体(76)为间隔的条状凸体或点状凸体。
8.根据权利要求1所述湿式冷却塔饱和蒸汽冷凝聚液器，其特征是：所述低温输气管(8)为隔热管体或在输气管体的外露表面设有隔热层。
9.根据权利要求1所述湿式冷却塔饱和蒸汽冷凝聚液器，其特征是：所述中空导热壳体(71)的外表面为平面或曲面。
10.根据权利要求1所述湿式冷却塔饱和蒸汽冷凝聚液器，其特征是：所述中空导热壳体(71)的材质为铜、不锈钢、铝合金中的任一种。
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