CN108444310A - 一种超低温机械通风冷却塔出塔水温降低方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种超低温机械通风冷却塔出塔水温降低方法，具体如下：首先在填料层下方倾斜设置收水板；在每块收水板底部设置集水槽。集水槽与间壁式换热器连通。最后，将所有间壁式换热器的出水端与一根母管连通排入冷却塔水池。热水由进水管输入塔的配水系统，经填料落在收水板后流入集水槽，并随集水槽流入间壁式换热器，在间壁式换热器中与进塔空气接触传热换热后经母管流入水池；外界空气从进风口进入后，经间壁式换热器进行热交换，在间壁式换热器中与冷却塔的出塔冷却水进行间壁式换热，进塔空气得到预冷，湿球温度降，再进入塔内换热得到更低的出塔水温。
Description
技术领域
本发明新型设计一种冷却塔，具体来说是一种超低温机械通风冷却塔出塔水温降低方法。
背景技术
在发电及工业生产过程中，有大量废热需要排放至大气中，通常采用冷却塔来完成废热排放。机械通风开式冷却塔是最常用的冷却塔形式之一，机械通风逆流式冷却塔由风筒、风机、塔体、塔芯材料支撑结构、淋水填料、配水系统、收水器及集水池组成，如图1所示。热水由管输入塔的配水系统，配水系统将热水喷洒在填料顶面上，经过填料与填料下的进风空间(又称为雨区)落入集水池；空气在填料区中与热水发生热交换，使水得到冷却，空气吸热增湿后，由风筒排向大气。
冷却塔的出塔水温越低工业生产过程中能耗就越低，出塔水温的高低与热负荷和大气的气象参数有关。冷却塔出塔水温的冷却极限是大气的湿球温度，而实践工程中冷却塔的出塔水温常常比湿球温度高约3～5℃。冷却塔中空气的状态变化如图2所示，编号1处为大气的空气特性状态，对应的气温为空气的干球温度，等焓变化与饱和线交点TW对应的温度为空气的湿球温度，等含湿变化与饱和线交点TD对应的温度为空气的露点温度。空气进入冷却塔后与热水进行传热传质，空气的特性状态由1变化至2，编号2即冷却塔的出口空气状态。在冷却塔换热特性不变时，冷却塔的出塔水温主要与湿球温度相关，湿球温度低出塔水温就低。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种超低温机械通风冷却塔出塔水温降低方法，将冷却后的水高位收集，与间壁式换热器连接，使进入冷却塔的空气得到预冷。通过下述步骤实现：
步骤1：在填料层下方倾斜设置收水板；收水板等间隔设置，且同向倾斜设置；
步骤2：在每块收水板底部设置集水槽，所述集水槽为条形槽，固定安装于收水支架底部，且集水槽沿收水板底边方向设置，使每个收水板底端下方均具有一个集水槽；
步骤3：在每个集水槽的下方设置一个间壁式换热器，集水槽的出水端与间壁式换热器的入水端连通。
步骤4：将所有间壁式换热器的出水端与一根母管连通，母管的出水端与冷却塔的高位水池连通。
由此，集水槽中水流入间壁式换热器，在间壁式换热器中与进塔空气接触传热换热后流入母管，最终经母管流入冷却塔的水池。在外界空气通过间壁式换热器进行换热过程中，外界空气含湿量没有变化，仅温度降。外界空气进入冷却塔后首先在间壁式换热器中与冷却塔的出塔冷却水进行间壁式换热，空气的湿球温度降低，冷却后的空气再进入冷却填料区与热水进行换热，便可得到更低的冷却水温，如此循环，便可将冷却塔的出塔水温降低至外界空气湿球温度或更低，从面实现超低温冷却。
本发明的优点在于：
1、本发明一种超低温机械通风冷却塔出塔水温降低方法，对进入冷却塔空气预冷无需增设新的循环水系统；
2、本发明一种超低温机械通风冷却塔出塔水温降低方法，冷却塔减少了淋雨区，进入冷却塔的气流阻力低。
3、本发明一种超低温机械通风冷却塔出塔水温降低方法，收水器结构简单，可靠，节能。
附图说明
图1为现有超低温机械通风冷却塔结构示意图；
图2为现有超低温机械通风冷却塔含湿图；
图3为本发明超低温机械通风冷却塔出塔水温降低方法原理图；
图4为本发明中超低温机械通风冷却塔内增设的高位收水装置工艺原理图；
图5为本发明中超低温机械通风冷却塔含湿图。
图中：
1-收水板 2-集水槽 3-间壁式换热器
4-喷管安装架 5-吊装钢丝 6-收水支架
7-定位钢丝 8-母管
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明
本发明一种超低温机械通风冷却塔出塔水温降低方法，是在现有机械通风开式冷却塔的淋水填料下方设置高位收水装置，如图3所示。具体通过下述步骤实现：
步骤1：在填料层下方倾斜设置n块收水板1，n>1，n为正整数。收水板1沿x轴方向等间隔设置于填料下方，且同向倾斜设置，倾斜角度为43～46度；且收水板1在水平面上的投影，全部覆盖填料层在水平面上的投影。如图4所示，上述收水板1顶端与底端分别固定于冷却塔内部喷管安装架4顶部上沿x轴方向等间隔由吊装钢丝5吊装的收水支架6上，每相邻的两个收水支架6间安装一块收水板1；并使所有收水板1在水平面上的投影，全部覆盖填料层在水平面上的投影，保证填料层的水可全部落在收水板1上。上述各个收水板1上等间隔设计有条形收水槽，用于收集填料层落下的水，并使水流向收水板1底端。由收水板1收集填料层落下的水。
步骤2：在每块收水板底部设置集水槽，所述集水槽2为条形槽，固定安装于收水支架6底部，且集水槽2沿y轴方向(收水板底边方向)设置，使每个收水板1底端下方均具有一个集水槽2，通过集水槽2来收集由收水槽流下的水。
步骤3：在每个集水槽2的下方设置一个间壁式换热器3，集水槽2的出水端与间壁式换热器3的入水端连通。
步骤4：将所有间壁式换热器3的出水端与一根母管8连通，母管8的出水端与冷却塔的水池连通。由此，集水槽2内的水流入间壁式换热器3，在间壁式换热器3中与进塔空气接触传热换热后流入母管8，最终经母管8流入冷却塔的水池。
本发明中还将各个集水槽2两端分别固定于一根沿x轴方向设置的定位钢丝7上，并将定位钢丝7固定于喷管安装架4两侧支撑柱上，由此通过定位钢丝7实现各个收水板x轴方向的移动限制。
通过本发明超低温机械通风冷却塔出塔水温降低方法，热水由进水管输入塔的配水系统，配水系统将热水喷洒在填料顶面上，经过填料落在收水板1上，后流入集水槽2内，集水槽2中水流入间壁式换热器3，在间壁式换热器3中与进塔空气接触传热换热后流入母管8，最终经母管8流入冷却塔的水池。通过间壁式换热器进行换热过程中，外界空气含湿量没有变化，仅温度降。如图5所示，冷却塔外界空气从人字柱进风口进入冷却塔内，首先经过间壁式换热器3进行热交换，在间壁式换热器3中与冷却塔的出塔冷却水进行间壁式换热，空气的状态由1变化至2，其对应的湿球温度就由外界空气的TW降低至TW’，外界空气含湿量没有变化，仅温度降低。冷却后的空气再进入冷却填料区与热水进行换热，便可得到更低的冷却水温，如此循环，便可将冷却塔的出塔水温降低至外界空气和温度或更低，出塔水温的降低理论上可打破大气湿球温度的极限，可以使出塔水温低于大气湿球温度，而使其理论冷却极限达到露点温度，从面实现超低温冷却。
Claims (4)
1.一种超低温机械通风冷却塔出塔水温降低方法，其特征在于：通过下述步骤实现：
步骤1：在填料层下方倾斜设置收水板；收水板等间隔设置，且同向倾斜设置；
步骤2：在每块收水板底部设置集水槽，所述集水槽为条形槽，固定安装于收水支架底部，且集水槽沿收水板底边方向设置，使每个收水板底端下方均具有一个集水槽；
步骤3：在每个集水槽的下方设置一个间壁式换热器，集水槽的出水端与间壁式换热器的入水端连通。
步骤4：将所有间壁式换热器的出水端与一根母管连通，母管的出水端与水池连通。
2.如权利要求1所述一种超低温机械通风冷却塔出塔水温降低方法，其特征在于：收水板在水平面上的投影，全部覆盖填料层在水平面上的投影。
3.如权利要求1所述一种超低温机械通风冷却塔出塔水温降低方法，其特征在于：收水板倾斜角度为43～46度。
4.如权利要求1所述一种超低温机械通风冷却塔出塔水温降低方法，其特征在于：热水由进水管输入塔的配水系统，配水系统将热水喷洒在填料顶面上，经过填料落在收水板上，后流入集水槽内，集水槽中水流入间壁式换热器，在间壁式换热器中与进塔空气接触传热换热后流入母管，最终经母管流入冷却塔的高位水池；冷却塔外界空气从人字柱进风口进入冷却塔内，首先经过间壁式换热器进行热交换，在间壁式换热器中与冷却塔的出塔冷却水进行间壁式换热，空气的湿球温度降低。
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