CN110986619A - 一种抽风式机械均匀通风冷却塔 - Google Patents

一种抽风式机械均匀通风冷却塔 Download PDF

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孙奉仲
陈学宏
李欣
宋华东
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C1/00—Direct-contact trickle coolers, e.g. cooling towers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明涉及一种抽风式机械均匀通风冷却塔，包括冷却塔的塔体，塔体内的上部设置除水器，除水器的上方设置导流板，冷却塔顶部出风口的位置设置引风机，导流板位于冷却塔的顶部靠近出风口的位置，导流板的数量为2‑5个，若干导流板分别为上窄下宽的圆环形结构，由冷却塔的中心向边缘同轴设置，若干导流板上顶点和下顶点的连线与水平方向的夹角为45°～90°。提高了中间区域部分的风的抽力，中间区域的风的风力较大，中间通风区域的热水换热效果提升。

Description

一种抽风式机械均匀通风冷却塔
技术领域
本发明属于冷却塔技术领域，具体涉及一种抽风式机械均匀通风冷却塔。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
机械通风冷却塔广泛应用于我国的电力、化工、制冷等领域，其主要用途是冷却工业过程产生的热水。按照风机位置，机械通风冷却塔主要分为抽风式和鼓风式。抽风式机械通风冷却塔的抽力主要由塔顶风机提供，冷却塔形状有方形和圆形两种。其中，按照进风口类型，方形冷却塔主要分为单面进风冷却塔、双面进风冷却塔和四面进风冷却塔。
抽风式机械通风冷却塔内气-水换热区域主要包括三部分，从上到下依次为配水区、填料区和雨区。冷却塔的基本原理为：热水经塔外竖管送入冷却塔配水系统，在配水系统内通过喷嘴形成水滴，然后下落至填料；热水在填料中以水膜的形式下落，离开填料后，继续以水滴的形式下落至集水池。同时，塔外空气经塔底进风口进入冷却塔，在抽力的作用下不断上升，通过雨区、填料区、配水区、除水器和塔顶风机，最后离开冷却塔。
在抽风式机械通风冷却塔的运行过程中，由于塔体等结构因素、侧风等环境因素以及风机转动空气动力场等因素的共同影响，塔顶风机形成的抽力在冷却塔内的分布不合理，导致部分换热区域内的热水发生冷却不足现象，严重影响冷却塔的冷却能力。对于单面进风的方形冷却塔而言，其内部区域的通风量明显低于外部区域；对于圆形冷却塔和双面进风、四面进风的方形冷却塔而言，其中心区域的通风量明显不及外围区域。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种抽风式机械均匀通风冷却塔。实现冷却塔内部风力抽力的强制分配，解决机械通风冷却塔顶部风机形成的风力和抽力在冷却塔内分布不合理的问题。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
一种抽风式机械均匀通风冷却塔，包括冷却塔的塔体，塔体内的上部设置除水器，除水器的上方设置导流板，冷却塔顶部出风口的位置设置引风机，导流板位于冷却塔的顶部靠近出风口的位置，导流板的数量为2-5个，若干导流板分别为上窄下宽的圆环形结构，由冷却塔的中心向边缘同轴设置，若干导流板上顶点和下顶点的连线与水平方向的夹角为45°～90°。
在一些实施例中，导流板分为第一导流板、第二导流板、第三导流板，第一导流板、第二导流板、第三导流板为上窄下宽的圆环形结构，第一导流板、第二导流板、第三导流板由内向外同轴设置，三个导流板上顶点和下顶点的连线与水平方向的夹角为45°～90°。
风从冷却塔底部进风口进入冷却塔内部。由于冷却塔顶部风机形成的抽力主要分布在中央区域，风在沿纵深方向流动的过程中受抽力作用后向上偏转，因此冷却塔内部区域的通风量较低，而冷却塔中央和靠近进风口区域的通风量较高。本发明的冷却塔，使冷却塔的吸风位置分隔为三个环形空间或三个方形空间，将冷却塔的内部分成了三个导风区，因为导流板的顶部是引风机，所以可以将冷却塔的内部形成三个风力平衡区，当顶部的风区形成时，带动下方的进风被平均带入三个导风区。
而且本申请的导流板具有上窄下宽的结构，下部具有收风的作用，每个导风区内均形成独自的低压导风区，冷却塔下部的进风在导流板的作用下，会在冷却塔内均匀分布，均匀地与填料和雨区内的循环水进行接触，提高了冷却塔内部区域的换热效率，同时提高冷却塔靠近内侧壁边缘区域的通风能力。
本发明的冷却塔重点将部分风机抽力强制分配到内部区域，提高了内部区域的通风性能，增强了内部区域气-水间的换热效果。
在一些实施例中，冷却塔为圆形抽风式机械通风冷却塔和方形抽风式机械通风冷却塔，其中方形塔包括单面进风、双面进风和四面进风冷却塔。
在一些实施例中，第三导流板为弧形的结构，弧形向冷却塔侧壁弯曲。弧形结构的导流板具有缓冲风的作用，当风沿着侧壁流动的时候，风在第三导流板和第二导流板形成的环形区域时，由于风的速度较弱，导致风压增高，所以会减弱这一区域的风的流量。
在一些实施例中，第一导流板、第二导流板、第三导流板的倾斜角度逐渐减小。倾斜角度的设置有助于平均分配三个环形区域的风力和风量。
优选的，第一导流板的倾斜角度为60°～90°，第二导流板的倾斜角度为50°～80°，第三导流板的倾斜角度为45°～70°。
在一些实施例中，除水器位于冷却塔的上部配水区与导流板之间的位置。
在一些实施例中，除水器的下方由高至低依次设置配水管、填料，冷却塔的进风口位于冷却塔的底部。
本发明的有益效果：
本发明针对抽风式机械通风冷却塔顶部风机形成的风力抽力在冷却塔内部分布不合理，提出了一种抽风式机械通风冷却塔的风力抽力分配装置，采用本发明的风力抽力分配装置后，虽然整体阻力有所增加，但是塔顶风机形成的风力抽力被合理分配到冷却塔内部的特定区域。对于圆形冷却塔、双面进风方形冷却塔和四面进风方形冷却塔，可增大冷却塔中心区域的风力和抽力，强化冷却塔中心区域气-水之间的传热传质，均匀了气水比，提高整塔空气动力场均匀性；对于单面进风方形冷却塔，可增大冷却塔内部区域的抽力，提高内部区域的进风量，优化整塔的空气动力场。总之，采用本发明所述的风力抽力分配装置后，抽风式机械通风冷却塔的冷却性能显著增强。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例1的抽风式单面进风方形机械通风冷却塔的风力抽力分配装置的结构示意图；
图2为本发明实施例1的抽风式单面进风方形机械通风冷却塔的风力抽力分配装置的俯视图；
图3为本发明实施例2的抽风式双面进风方形机械通风冷却塔的风力抽力分配装置的结构示意图；
图4为本发明实施例2的抽风式双面进风方形机械通风冷却塔的风力抽力分配装置的俯视图；
图5为本发明实施例3的抽风式双面进风方形机械通风冷却塔的风力抽力分配装置的结构示意图；
图6为本发明实施例3的抽风式双面进风方形机械通风冷却塔的风力抽力分配装置的俯视图；
图7为本发明实施例4的抽风式圆形机械通风冷却塔的风力抽力分配装置的结构示意图；
图8为本发明实施例4的抽风式圆形机械通风冷却塔的风力抽力分配装置的俯视图；
其中，1-塔顶风机、2-除水器、3-配水管、4-填料、5-第一导流板、6-第二导流板、7-第三导流板。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明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。
正如前文所述，由于环境因素和结构因素的影响，抽风式机械通风冷却塔顶部风机提供的风力和抽力在塔内的分布极不合理，冷却塔部分区域的通风能力不足，整塔的空气动力场十分复杂。因此，本发明提出一种抽风式机械通风冷却塔的风力抽力分配装置；现结合附图和具体实施方式对本发明进一步进行说明。
实施例1
参考图1和2，一种单面进风的、方形的抽风式机械通风冷却塔，包括：塔顶风机1、除水器2、配水管3、填料4和由流线型导流板5～7组成的风力抽力分配装置，导流板5为第一导流板，导流板6为第二导流板，导流板7为第三导流板；所述导流板5～7均放置于除水器上方，且导流板顶部与风机的距离为0.4m；所述导流板5～7顶部均为圆形，导流板5～6底部为圆形，而导流板7底部为正方形；所述导流板5的安装角度α1为82°，且其顶部圆形的半径R1u为2.5m,底部圆形的半径R1d为3.4m；所述导流板6的安装角度α2为65°，且其顶部圆形的半径R2u为4.5m,底部圆形的半径R2d为6m；所述导流板7的安装角度α3为52°，且其顶部圆形的半径R3u为6.5m,底部圆形的半径R3d为8m。
实施例2
参考图3和4，一种双面进风的、方形的抽风式机械通风冷却塔，包括：塔顶风机1、除水器2、配水管3、填料4和由流线型导流板5～7组成的风力抽力分配装置，导流板5为第一导流板，导流板6为第二导流板，导流板7为第三导流板；所述导流板5～7均放置于除水器上方，且导流板顶部与风机的距离为0.4m；所述导流板5～7顶部均为圆形，导流板5～6底部为圆形，而导流板7底部为正方形；所述导流板5的安装角度α1为80°，且其顶部圆形的半径R1u为2m,底部圆形的半径R1d为3m；所述导流板6的安装角度α2为70°，且其顶部圆形的半径R2u为4m,底部圆形的半径R2d为5m；所述导流板7的安装角度α3为48°，且其顶部圆形的半径R3u为6m,底部圆形的半径R3d为8m。
实施例3
参考图5和6，一种四面进风的、方形的抽风式机械通风冷却塔，包括：塔顶风机1、除水器2、配水管3、填料4和由流线型导流板5～7组成的风力抽力分配装置，导流板5为第一导流板，导流板6为第二导流板，导流板7为第三导流板；所述导流板5～7均放置于除水器上方，且导流板顶部与风机的距离为0.5m；所述导流板5～7顶部均为圆形，导流板5～6底部为圆形，而导流板7底部为正方形；所述导流板5的安装角度α1为85°，且其顶部圆形的半径R1u为2.2m,底部圆形的半径R1d为3.5m；所述导流板6的安装角度α2为78°，且其顶部圆形的半径R2u为4.5m,底部圆形的半径R2d为5.5m；所述导流板7的安装角度α3为42°，且其顶部圆形的半径R3u为6m,底部正方形的边长R3d为8m。
实施例4
参考图1和2，一种圆形抽风式机械通风冷却塔，包括：塔顶风机1、除水器2、配水管3、填料4和由流线型导流板5～7组成的风力抽力分配装置，导流板5为第一导流板，导流板6为第二导流板，导流板7为第三导流板；所述导流板5～7均放置于除水器上方，且导流板顶部与风机的距离为0.4m；所述导流板5～7顶部均为圆形，导流板5～6底部为圆形，而导流板7底部为正方形；所述导流板5的安装角度α1为80°，且其顶部圆形的半径R1u为2m,底部圆形的半径R1d为3m；所述导流板6的安装角度α2为70°，且其顶部圆形的半径R2u为4m,底部圆形的半径R2d为5m；所述导流板7的安装角度α3为48°，且其顶部圆形的半径R3u为6m,底部圆形的半径R3d为8m。
通过上述实施例可知，本发明的一种抽风式机械均匀通风冷却塔，可以适用于冷却塔为圆形抽风式机械通风冷却塔和方形抽风式机械通风冷却塔，其中方形塔包括单面进风、双面进风和四面进风冷却塔。本发明的冷却塔内部区域和其它区域的风量基本均匀分布，而且相比于现有技术提高了内部区域的通风量和风力。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种抽风式机械均匀通风冷却塔，其特征在于：包括冷却塔的塔体，塔体内的上部设置除水器，除水器的上方设置导流板，冷却塔顶部出风口的位置设置引风机，导流板位于冷却塔的顶部靠近出风口的位置，导流板的数量为2-5个，若干导流板分别为上窄下宽的圆环形结构，由冷却塔的中心向边缘同轴设置，若干导流板上顶点和下顶点的连线与水平方向的夹角为45°～90°。
2.根据权利要求1所述的抽风式机械均匀通风冷却塔，其特征在于：导流板分为第一导流板、第二导流板、第三导流板，第一导流板、第二导流板、第三导流板为上窄下宽的圆环形结构，第一导流板、第二导流板、第三导流板由内向外同轴设置，三个导流板上顶点和下顶点的连线与水平方向的夹角为45°～90°。
3.根据权利要求2所述的抽风式机械均匀通风冷却塔，其特征在于：冷却塔为圆形抽风式机械通风冷却塔和方形抽风式机械通风冷却塔，其中方形塔包括单面进风、双面进风和四面进风冷却塔。
4.根据权利要求2所述的抽风式机械均匀通风冷却塔，其特征在于：第三导流板为弧形的结构，弧形向冷却塔侧壁弯曲。
5.根据权利要求2所述的抽风式机械均匀通风冷却塔，其特征在于：第一导流板、第二导流板、第三导流板的倾斜角度逐渐减小。
6.根据权利要求1所述的抽风式机械均匀通风冷却塔，其特征在于：除水器位于冷却塔的上部配水区与导流板之间的位置。
7.根据权利要求1所述的抽风式机械均匀通风冷却塔，其特征在于：除水器的下方由高至低依次设置配水管、填料，冷却塔的进风口位于冷却塔的底部。
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