CN108759507A - 一种填料双层布置的蒸发预冷进风空冷塔及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种填料双层布置的蒸发预冷进风空冷塔及其工作方法，包括冷却塔本体，冷却塔本体底部的空气入口段，在空气入口段沿冷却塔本体塔壳外围布置一周呈放射状分布的填料总成，所述填料总成包括多个填料机构，相邻两个填料机构呈“A”字型分布，且利用铰链进行连接，每个填料机构配套设有喷淋装置，所述喷淋装置位于填料总成外周侧面的外侧，用于向填料机构的迎风面进行喷水，所述冷却塔本体的塔壳内位于填料总成上方的位置处布满换热器，本发明的空冷塔安装方便、有效提高了电厂的循环热效率。

Description

一种填料双层布置的蒸发预冷进风空冷塔及其工作方法

技术领域

本发明涉及能源与动力工程设备技术领域，具体涉及一种填料双层布置的蒸发预冷进风空冷塔及其工作方法。

背景技术

自然通风空冷塔作为冷端系统的主要设备之一，其性能的好坏在很大程度上影响发电厂的经济性和稳定性。低冷却效率的冷却塔将会使循环水的温度升高、凝汽器的真空度降低，导致汽轮机组的工作效率下降，从而降低整个机组的循环热效率。

自然通风空冷塔，初投资比机械通风塔高，换热效率比湿冷塔低。但是，由于不需要消耗水，无风机、维护费用低等优势，近年来越来越受位于干旱缺水地区热力发电厂的青睐。

自然通风空冷塔，夏季高温时，冷却效率极低，而此时正值用电高峰，严重影响电厂的经济效益。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种填料双层布置的蒸发预冷进风空冷塔，改善了夏季高温天气时自然通风空冷塔的换热性能，解决电站空冷塔夏季工况下难以满足电厂对冷端负荷要求的问题。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种填料双层布置的蒸发预冷进风空冷塔，包括冷却塔本体，冷却塔本体底部具有空气入口段，在空气入口段沿冷却塔本体塔壳外围布置一周呈放射状分布的填料总成，所述填料总成包括多个填料机构，相邻两个填料机构呈“A”字型分布，且利用铰链进行连接，每个填料机构均配套设有喷淋装置，所述喷淋装置位于填料总成外周侧面的外侧，用于向填料机构的迎风面喷水，所述冷却塔本体的塔壳内位于填料总成上方的位置处布满换热器。

进一步的，所述填料机构包括填料支架，所述支架上固定有外层填料、内层填料，所述外层填料、内层填料利用填料支架上的上层填料压板及下层填料压板进行上、下压紧，所述外层填料与内层填料之间具有空腔，既可延长水与空气的换热时间，又可以减少填料处阻力，同时内层填料可起到除水作用，防止水滴被空气夹带至换热器而产生腐蚀。

进一步的，所述上层填料压板采用密封板，防止空气旁通；下层填料压板为填料压紧栅板或填料压紧网板。

进一步的，所述内层填料、外层填料均为波纹纤维素填料。

进一步的，所述喷淋装置包括位于填料机构下方的水池，所述水池通过配水管、水泵连接有多个喷嘴，水池内的水利用水泵通过配水管进入喷嘴，并喷出。

进一步的，所述喷嘴的轴向与填料机构所在的平面垂直。

进一步的，所述水泵与喷嘴之间的配水管上安装流量计及控制阀。

进一步的，所述冷却塔本体的塔壳外部安装有环境温度监测装置及湿度监测装置，用以监测环境温湿度，以控制喷淋装置的启动和停止。

本发明还公开了一种填料双层布置的蒸发预冷进风空冷塔的工作方法：

高温天气时，利用铰链将填料总成展开在冷却塔本体的外周，喷淋装置工作，向每个填料机构喷水，水均匀湿润填料，形成水膜，空气在自然浮力的作用下，流经填料并与填料中的水膜形成交叉流，水膜表面的水蒸气分压力高于空气中的水蒸气分压力，形成压力差，在压力差的驱动下，水膜蒸发，并从空气中吸取蒸发所需热量，冷却空气，冷却后的空气流过换热器，与换热器内的循环水换热，吸取换热器内水的热量并排到大气中，降低循环水的温度。

非高温天气时，将填料总成利用铰链收起，防止填料总成对空气产生压损而影响空冷塔的工作。

进一步的，所述填料机构中未蒸发的水利用水池进行收集，在水泵的作用下循环利用。

本发明的有益效果：

1.本发明的空冷塔，冷却塔外周的填料总成呈A字型布置，可以提高空气与水的接触面积，水和空气有足够的空间来进行换热，换热效果好，并且方便设置铰链。

2.本发明的空冷塔，填料机构采用铰链进行连接，非高温天气时，可以将多个填料机构利用铰链折叠收起，防止填料总成对空气产生压损而影响空冷塔的工作。

3.本发明的空冷塔，填料机构包括外层填料、内层填料，外层填料及内侧填料之间具有空腔，既可延长水与空气的换热时间，又可减少填料处阻力，同时内层填料可起到除水作用，防止水滴被空气夹带至换热器而产生腐蚀。

4.本发明的空冷塔，喷淋装置将水喷向填料的迎风面，充分利用了波纹纤维素填料的设计优势，即迎风面换热强度大、需要更多的水，同时避免了水对换热器的腐蚀，填料中的配水也更加均匀。

5.本发明的空冷塔，将进入塔内的空气进行预冷，预冷后的空气再与换热器处的热水换热，能够更好地降低循环冷却水的温度，提高电厂的循环热效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本发明填料总成布置主视示意图；

图2为本发明填料总成布置俯视示意图；

图3为本发明填料机构侧视示意图；

图4为本发明相邻填料机构连接示意图；

图5为本发明喷淋装置工作原理示意图；

其中，1.冷却塔本体，2.填料机构，21.支撑杆，22.上层填料压板，23.下层填料压板，24.外层填料，25.内层填料，26.空腔，27.铰链，3.换热器，4.水池，5.配水管，6.水泵，7.喷嘴，8.流量计，9.控制阀。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，自然通风空冷塔，夏季高温时，冷却效率极低，而此时正值用电高峰，严重影响电厂的经济效益，针对上述问题，本申请提出了一种填料双层布置的蒸发预冷进风空冷塔。

本申请的一种典型实施方式中，如图1-5所示，一种填料双层布置的蒸发预冷进风空冷塔，包括冷却塔本体1，冷却塔本体底部的空气入口段，在空气入口段沿塔壳外围布置一周呈放射状分布的填料总成，所述填料总成包括六个填料机构2，所述相邻两个填料机构呈“A”字型分布，整个填料总成呈放射状的六角星形状，所述相邻填料机构之间利用上下分布的铰链27进行连接，所述填料总成的外周侧面的外侧，每个填料机构均配套设有喷淋装置，用于向填料机构的迎风面进行喷水，所述冷却塔本体的塔壳内部位于填料总成上方的位置处布满换热器3。

所述填料机构包括填料支架，所述之间包括四根竖直设置的支撑杆21及位于支撑杆上下两端的上层填料压板22和下层填料压板23，所述上层填料压板及下层填料压板之间固定有外层填料24、内层填料25，所述外层填料、内层填料利用上层填料压板及下层填料压板进行上下压紧，所述外层填料至内层填料之间具有空腔26，采用此三层式结构，既可延长水与空气的换热时间，又可以减少填料处阻力，同时内层填料可起到除水作用，防止水滴被空气夹带至换热器而产生腐蚀。

相邻两个填料机构填料支架的支撑杆与上下分布的铰链连接，形成填料机构的铰链连接。

所述内层填料、外层填料均为波纹纤维素填料，能够提供较好的冷却性能，而且运行阻力小，寿命长，所述上层填料压板采用密封板，防止空气旁通；下层填料压板采用填料压紧栅板或填料压紧网板。

所述喷淋装置包括位于填料机构下方的水池4，每个填料机构共用一个水池，所述水池的形状与填料总成的形状相匹配，所述水池通过配水管5、水泵6连接有喷嘴7，每个填料机构对应多个喷嘴，能够保证喷嘴喷出的水均匀的湿润填料机构，水池内的水利用水泵通过配水管进入喷嘴，并喷出，所述喷嘴的轴向与填料机构所在的平面相垂直，采用喷嘴向填料机构迎风面进行喷水的方式，充分利用了波纹纤维素填料的设计优势，即迎风面换热强度大、需要更多的水，同时避免了水对换热器的腐蚀，填料中的配水也更加均匀。

所述水泵与喷嘴之间的配水管上安装流量计8及控制阀9，所述流量计可对配水管内水的流量进行监测，控制阀可控制水流量的大小，控制喷嘴喷出水量的大小，进而控制填料机构的湿润程度。

所述冷却塔外部安装有环境温度监测装置及湿度监测装置，能够随时监测塔内空气的温度及湿度数值，进而根据实际工况控制喷淋装置的工作与停止。

本发明还公开了一种填料双层布置的蒸发预冷进风空冷塔的工作方法：

高温天气时，利用铰链将填料总成展开在冷却塔本体的外周，喷淋装置工作，向每个填料机构喷水，水均匀湿润填料，形成水膜，空气在自然浮力的作用下，流经填料并与填料中的水膜形成交叉流，水膜表面的水蒸气分压力高于空气中的水蒸气分压力，形成压力差，在压力差的驱动下，水膜蒸发，并从空气中吸取蒸发所需热量，冷却空气，冷却后的空气流过换热器，与换热器内的循环水换热，吸取换热器内水的热量并排到大气中，降低循环水的温度。

非高温天气时，将填料总成利用铰链收起，防止填料总成对空气产生压损而影响空冷塔的工作。

所述填料机构中未蒸发的水利用水池进行收集，在水泵的作用下循环利用。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种填料双层布置的蒸发预冷进风空冷塔，其特征在于，包括冷却塔本体，冷却塔本体底部具有空气入口段，在空气入口段沿冷却塔本体塔壳外围布置一周呈放射状分布的填料总成，所述填料总成包括多个填料机构，相邻两个填料机构呈“A”字型分布，且利用铰链进行连接，每个填料机构均配套设有喷淋装置，所述喷淋装置位于填料总成外周侧面的外侧，用于向填料机构的迎风面喷水，所述冷却塔本体的塔壳内位于填料总成上方的位置处布满换热器。

2.如权利要求1所述的一种填料双层布置的蒸发预冷进风空冷塔，其特征在于，所述填料机构包括填料支架，所述支架上固定有外层填料、内层填料，所述外层填料、内层填料利用填料支架上的上层填料压板及下层填料压板进行上、下压紧，所述外层填料与内层填料之间具有空腔。

3.如权利要求2所述的一种填料双层布置的蒸发预冷进风空冷塔，其特征在于，所述上层填料压板采用密封板，下层填料压板为填料压紧栅板或填料压紧网板。

4.如权利要求2所述的一种填料双层布置的蒸发预冷进风空冷塔，其特征在于，所述内层填料、外层填料均为波纹纤维素填料。

5.如权利要求1所述的一种填料双层布置的蒸发预冷进风空冷塔，其特征在于，所述喷淋装置包括位于填料机构下方的水池，所述水池通过配水管、水泵连接有多个喷嘴，水池内的水利用水泵通过配水管进入喷嘴，并喷出。

6.如权利要求5所述的一种填料双层布置的蒸发预冷进风空冷塔，其特征在于，所述喷嘴的轴向与填料机构所在的平面垂直。

7.如权利要求5所述的一种填料双层布置的蒸发预冷进风空冷塔，其特征在于，所述水泵与喷嘴之间的配水管上安装流量计及控制阀。

8.如权利要求1所述的一种填料双层布置的蒸发预冷进风空冷塔，其特征在于，所述冷却塔本体的塔壳外部安装有环境温度监测装置及湿度监测装置，用以监测环境温湿度，以控制喷淋装置的启动和停止。

9.如权利要求1-8任一项所述的空冷塔的工作方法，其特征在于，高温天气时，利用铰链将填料总成展开在冷却塔本体的外周，喷淋装置工作，向每个填料机构喷水，水均匀湿润填料，形成水膜，空气在自然浮力的作用下，流经填料并与填料中的水膜形成交叉流，水膜表面的水蒸气分压力高于空气中的水蒸气分压力，形成压力差，在压力差的驱动下，水膜蒸发，并从空气中吸取蒸发所需热量，冷却空气，冷却后的空气流过换热器，与换热器内的循环水换热，吸取换热器内水的热量并排到大气中，降低循环水的温度。

非高温天气时，将填料总成利用铰链收起，防止填料总成对空气产生压损而影响空冷塔的工作。

10.如权利要求9所述的空冷塔的工作方法，其特征在于，所述填料机构中未蒸发的水利用水池进行收集，在水泵的作用下循环利用。