CN108458602A - 一种超低温自然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自然通风冷却塔出塔水温降低方法，在填料层下方倾斜设置多块收水板，收集填料层落下的水；在每块收水板底部设置集水槽，收集收水板流下的水；将各个集水槽的出水端分别连接一个间壁式换热器；并将各个换热器的出水端通过母管连接至高位水池。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高位水池。在外界空气通过间壁式换热器进行换热过程中，空气含湿量没有变化，仅温度降，因此，冷却后的空气比进入冷却塔的空气的湿球温度低，这样进入冷却塔换热的空气湿球温度低，换热后的出塔水温更低。
Description
技术领域
本发明设计一种冷却塔，具体来说是一种超低温自然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。自然通风逆流式冷却塔是发电厂最常用的冷却塔形式之一，自然通风逆流式冷却塔由塔筒(或壳体)、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。热水由管或压力沟送入塔的配水系统，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，空气吸热，温度升高，密度变小，与塔外的空气密度形成密度差，在塔筒内产生抽力，向塔筒上方运动至塔出口进入大气，新的空气从进风口经过人字柱，再经过雨区,再补进填料区。
冷却塔的出塔水温越低发电机组的效率就越高，出塔水温的高低与机组需要的热负荷和大气的气象参数有关。冷却塔的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，点1为大气的状态，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，由点1变化至点2，点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，湿球温度越低出塔水温也就越低。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种超低温自然通风冷却塔出塔水温降低方法，具体如下：
首先，使冷却水从喷头喷出后经过填料，落在收水板上，并沿收水板流入集水槽内；随后使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。
在外界空气通过间壁式换热器进行换热过程中，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执，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，从而实现超低温冷却。
本发明的优点在于：
1、本发明超低温自然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，结构简单节能；
2、本发明超低温自然通风冷却塔出塔水温降低方法，采用了高位收水方法减少了淋雨区，进入冷却塔的气流阻力低。
附图说明
图1为现有超低温自然通风冷却塔结构示意图；
图2为现有超低温自然通风冷却塔含湿图；
图3为本发明超低温自然通风冷却塔出塔水温降低方法原理图
图4为本发明超低温自然通风冷却塔出塔水温降低方法中在超低温自然通风冷却塔内增设的高位收水装置工艺原理图；
图5为应用本发明超低温自然通风冷却塔出塔水温降低方法后，超低温自然通风冷却塔含湿图。
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
本发明一种超低温自然通风冷却塔出塔水温降低方法，如图3、图4所示，具体如下：使冷却水从喷头喷出后经过填料，落在收水板1上，并沿收水板1流入集水槽2内；
随后使集水槽2中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流入冷却塔的高位水池。
上述收水板1为n块，同相倾斜设置于填料层下方n>1，倾斜角度为43～46度。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。
上述每块收水板1底部设置集水槽2。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。上述各个集水槽2两端分别固定与一根横向设置的定位钢丝7上，该定位钢丝7固定于喷管安装架4两侧支撑柱上，由此通过定位钢丝实现各个收水板x轴方向的移动限制。
各个集水槽2的出水端分别连通一个间壁式换热器3的入水端；各个间壁式换热器3的出水端通过母管8连接高位水池。
通过上述方法，冷却水从喷头喷出后经过填料、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流入冷却塔的高位水池；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，在间壁式换热器中与冷却塔的出塔冷却水进行间壁式换执，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’，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湿球温度或更低，从理论上打破了蒸发冷却出塔水温为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，从而实现超低温冷却。
Claims (4)
1.一种超低温自然通风冷却塔出塔水温降低方法，使冷却水从喷头喷出后经过填料，落在收水板上，并沿收水板流入集水槽内；随后使集水槽中的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执，使对应的湿球温度降低，含湿量不变；冷却后的空气再进入冷却填料区与热水进行换热，得到更低的冷却水温，如此循环，将冷却塔的出塔水温降低。
2.如权利要求1所述一种超低温自然通风冷却塔，其特征在于：所述收水板为n块，n>1；n块收水板等间隔同向倾斜设置；每块收水板底部设置集水槽，各个集水槽的出水端分别连通一个间壁式换热器的入水端；各个间壁式换热器的出水端通过母管连接高位水池。
3.如权利要求2所述一种超低温自然通风冷却塔，其特征在于：收水板倾斜角度为43～46度。
4.如权利要求1所述一种超低温自然通风冷却塔，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。
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