CN107631648A - 一种干湿联合循环水冷却塔 - Google Patents

Abstract

一种干湿联合循环水冷却塔，包括塔体，冷却塔采用引风式结构，该引风式结构下方的塔体上依次安装干冷却段和湿冷却段；所述干冷却段主体为水平布置的干管束；而湿冷却段依次包括除水器、配水装置、喷淋填料、百叶窗、水箱；所述干管束的出口处分两路，一路安装干管束出口阀门后和循环水给水管道连通并通过水箱出口阀门通入水箱中，另一路安装配水总管阀门后和配水装置的配水总管连通。本发明解决了开式循环水冷却塔水耗大和闭式循环水冷却设备投资大、电耗高、难推广的问题，节能节水，适用于冶金、电力、炼油、化工等行业各种循环水冷却工位。

Description

一种干湿联合循环水冷却塔

技术领域

本发明属于传热技术领域，涉及一种干湿联合循环水冷却塔。

背景技术

工业常用的水冷系统可以分成三类，即直流系统、密闭系统和敞开系统。直流系统冷却水通过换热设备后不回收直接被排放，其用水量大、操作费用高，工厂已较少使用。闭式系统和敞开系统冷却水循环使用，又称为循环冷却水系统，工业生产中应用最多的是开式循环水冷却系统，其循环水冷却设备常采用机械通风式凉水塔，其原理是通过循环水在冷却塔内与空气充分接触，一部分蒸发汽化吸收循环水热量，从而达到降低循环水温度的目的，该设备主要缺点是水耗较大，除有一部分蒸发汽化的有效消耗，还有一部分风吹损失、排污损失的无效水耗。随着我国节水政策的实施，近几年闭式循环冷却系统得到发展，闭式循环水冷却系统冷却设备多采用蒸发式空冷器，其原理是通过风机提供空气作为冷媒，同时在被蒸发管束上喷洒水滴，在风的作用下换热管表面水膜蒸发带走热量。蒸发空冷器节省了一部分循环水，但由于起喷温度一般选择较高，设备传热面积大、设备投资高。此外，蒸发空冷器需要风量较大、风机电耗高。目前我国工业用水价格较低，造成闭式循环系统技术经济性差，仅在一些对水质要求较高场合有应用，其推广应用受限。

发明内容

为克服现有循环水冷却设备不足：开式凉水塔水耗大，蒸发空冷器一次性投资高、节水费电，经济性差。本发明提供了一种节能、节水干湿联合循环水冷却塔。

所采用的技术方案是：

一种干湿联合循环水冷却塔，包括塔体，冷却塔采用引风式结构，该引风式结构下方的塔体上依次安装干冷却段和湿冷却段；所述干冷却段主体为水平布置的干管束；而湿冷却段依次包括除水器、配水装置、喷淋填料、百叶窗、水箱；所述干管束的出口处分两路，一路安装干管束出口阀门后和循环水给水管道连通并通过水箱出口阀门通入水箱中，另一路安装配水总管阀门后和配水装置的配水总管连通。

进一步的：

所述干管束为U型翅片管。

所述除水器选用BO型除水器。

所述水箱内设浮球阀自动补水装置。

所述配水装置采用固定管式配水系统，由配水总管、配水支管、喷嘴组成；该配水总管和配水支管之间为树枝状或环状布置连接，而喷嘴设置在配水支管上。

所述喷嘴为上喷式喷嘴。

所述喷淋填料为凸凹形模板喷淋填料。

所述引风式结构的通风筒为动能回收式风筒。

本发明较开式冷却塔全年停水时间长，解决了现有开式凉水塔水耗大的问题。相对于蒸发空冷器湿段为不锈钢钢管或碳钢覆铝管，本发明湿段主要材料为聚氯乙烯或聚丙烯塑料，所以设备投资费用低。此外，干湿联合循环水冷却塔湿段可以承担更大热负荷，所需风量小，电耗低。综上本发明节水性能优、技术经济性好，较闭式系统蒸发空冷器易于推广。

本发明的积极作用是：提供了个一种水耗介于闭式系统蒸发空冷器与开式凉水塔之间的新型循环水冷却设备，具有水耗少、电耗低、设备投资费用省，可保证工业循环水装置稳定、安全、长周期运行，该设备符合我国工业装置节能、节水、环保基本国策。

本发明可应用于冶金、电力、炼油、化工等企业循环水冷却工位。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明干管束的结构示意图；

图3为本发明树枝状配水装置示意图；

图4为本发明环状配水装置示意图。

具体实施方式

下面通过实施案例进一步阐明本发明，但本发明并不限定于下面的实施案例。

图1为干湿联合循环水冷却塔的结构示意图，包括：通风筒1、风机2、电机3、干管束4、塔体5、除水器6、配水装置7、喷淋填料8、百叶窗9、水箱10，干管束出口阀门11，配水总管阀门12，水箱出口阀门13。

干湿联合循环水冷却塔采用引风式结构，通风筒1、风机2、电机3布置在冷却塔顶部，通风筒1为动能回收型风筒，由进风收缩段、风筒、扩散筒组成，材质为碳钢或玻璃钢。回收出风口空气动能，节约风机能耗；风机2叶片材质为铝合金或玻璃钢。风机2为引风式轴流风机，小型冷却塔风机采用电机直连驱动叶片，中型冷却塔电机与叶片采用齿轮箱或皮带传动，大型冷却塔风机与电机采用传动轴及齿轮箱与风机2轮毂叶片连接，风机叶片材质为铝合金或玻璃钢。

干湿联合循环水冷却塔分干冷却段和湿冷却段，干冷却段主要部件是干管束4，干管束4设置在风机2下方，干管束4由进口接管401、管箱402、换热管403、出口接管404组成，管箱402为集合管管箱（参照图2），为提高传热效率换热管402采用U型翅片管，循环水通过翅片管与空气间壁，属于闭式冷却。管排数为1，管程数为2。

湿冷却段采用逆流通风冷却塔结构，自上而下依次在塔体5上布置除水器6、布水装置7、喷淋填料8、百叶窗9、水箱10。在湿冷却段循环水在喷淋填料8上与空气接触进行传质传热，属于开式冷却。

除水器6采用除水效率高、通风阻力小的BO型除水器，除去空气中夹带的水滴，减少风吹损失的同时，也防止水滴喷溅到干管束4，造成翅片管束结垢，换热效率降低。

配水装置7为固定管式配水系统，包括配水总管701、配水支管702、喷嘴703，配水支管702采用树枝状或环状布置（参照图3、4），喷嘴703设置在配水支管702上，喷嘴703为上喷式喷嘴，可以减小配水系统7到淋水填料8的距离，配水管线可采用碳钢管或PVC管，喷嘴材质为金属或ABS塑料。固定管式配水系统结构简单，在整个淋水面积上能够达到较好的循环水分配效果，循环水的分配效果直接影响空冷塔的冷却效率。

喷淋填料8为凸凹形模板淋水填料，材料为聚氯乙烯或聚丙烯，填料层高度由喷淋密度、风量确定，喷淋填料8为循环水蒸发冷却过程提供传质传热场所。选用凸凹形模板喷淋填料可延缓水流下降的速度，有利于水膜在下降过程中破碎和再分配，提高填料的冷却效果。

百叶窗9为循环水冷却塔进风通道，同时防止喷淋填料8下来的循环水向外喷溅。

水箱10设置于冷却塔底部，用于收集从喷淋填料上流下的循环水，水箱10内部设有浮阀自动补水装置，自动补水装置通过检测水箱10的液位来调整浮阀开度，保障循环水系统水量稳定。

冷却塔塔体5采用钢结构框架，外加玻璃钢防护面，塔体5为冷却空气提供一个密闭流道，引导空气穿过喷淋填料8、干管束4，从而实现冷却循环水。钢结构框架与钢筋混凝土框架相比，工作量小、工期短、成本低，技术经济好。

本发明循环水流程如下：

环境温度低时，循环水冷却塔开干管束出口阀门11，关配水总管阀门12和水箱出口阀门13，循环水只流经翅片管束4不与空气接触，通过翅片管403与空气间壁换热，冷却塔处于干式运行状态，冷却水不与空气接触，没有蒸发损失、风吹损失、排污损失，水耗低。环境温度高时，关干管束出口阀门11，开配水总管阀门12和水箱出口阀门13，循环水流经干管束4、配水装置7、喷淋填料8、水箱10，循环水冷却负荷由干段和湿段共同承担，冷却塔处于干湿混合运行状态，通过部分冷却水蒸发带走热量，弥补由于气温升高冷热介质温差减小，冷却塔冷却能力的不足。

Claims (9)

1.一种干湿联合循环水冷却塔，包括塔体，其特征在于：冷却塔采用引风式结构，该引风式结构下方的塔体（5）上依次安装干冷却段和湿冷却段；所述干冷却段主体为水平布置的干管束（4）；而湿冷却段依次包括除水器（6）、配水装置（7）、喷淋填料（8）、百叶窗（9）、水箱（10）；所述干管束（4）的出口处分两路，一路安装干管束出口阀门（11）后和循环水给水管道连通并通过水箱出口阀门（13）通入水箱（10）中，另一路安装配水总管阀门（12）后和配水装置（7）的配水总管（701）连通。

2.根据权利要求1所述的干湿联合循环水冷却塔，其特征在于：所述干管束（4）为U型翅片管。

3.根据权利要求1所述的干湿联合循环水冷却塔，其特征在于：所述除水器（6）选用BO型除水器。

4.根据权利要求1所述的干湿联合循环水冷却塔，其特征在于：所述水箱（10）内设浮球阀自动补水装置。

5.根据权利要求1所述的干湿联合循环水冷却塔，其特征在于：所述配水装置（7）采用固定管式配水系统，由配水总管（701）、配水支管（702）、喷嘴（703）组成；该配水总管（701）和配水支管（702）之间为树枝状或环状布置连接，而喷嘴（703）设置在配水支管（702）上。

6.根据权利要求1所述的干湿联合循环水冷却塔，其特征在于：所述喷嘴（703）为上喷式喷嘴。

7.根据权利要求1所述的干湿联合循环水冷却塔，其特征在于：所述喷淋填料（8）为凸凹形模板喷淋填料。

8.根据权利要求1所述的干湿联合循环水冷却塔，其特征在于：所述引风式结构的通风筒为动能回收式风筒。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的干湿联合循环水冷却塔，其特征在于：所述塔体（5）采用钢结构框架，外加玻璃钢防护面。