CN111435055B - 一种完全消除冷却塔羽雾的方法 - Google Patents

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Abstract

一种完全消除冷却塔羽雾的方法，属于大气环境保护和节能节水领域。本发明包括：1)在保持常规冷却塔的原有结构和长宽高尺寸，保持原有风机配置的情况下，通过季节运行模式转换，使该冷却塔在冬季不产生羽雾；2)淋水通过填料段时，空气与热水各行其道，上升的空气不带走水分；3)淋水穿过填料段后，继续与进塔空气传热而不传质，散热过程不蒸发水分；4)本消除羽雾的方法，在新建逆流冷却塔和已建成的常规冷却塔上，均易于实施，且投资低。

Description

一种完全消除冷却塔羽雾的方法
技术领域
本发明涉及一种完全消除冷却塔羽雾的方法，属于大气环境保护和节能节水领域。
背景技术
国内常规机械通风冷却塔的设计，遵循GB/T50392工艺设计规范，常规冷却塔工艺为，从化工装置换热器出来的热水，带压回到冷却塔上部的配水布水管路系统，经喷溅系统分散为水滴颗粒，淋洒到填料顶面，在填料表面形成水膜；空气在冷却塔风机的抽吸作用下，由冷却塔下部的进风口进入塔内，经填料底面的缝隙分散，自下而上穿过填料。热水主要通过蒸发散热而被冷却。目前，国内冷却塔设计温差△t一般在10℃左右，根据蒸发损失水率Pe＝Ke×△t，冬季夏季从气温-10℃～40℃，Ke取值在0.08～0.16之间，因而冷却塔蒸发损失水量占循环水量的8～16％，以单台处理量4000m3/h的冷却塔为例，每小时蒸发损失的水量达32～64m3/h，而一套1000万吨/年的炼化装置，需要15台这样的冷却塔，其每小时蒸发损失水量在480～960m3/h(以下为便于叙述，以平均值720m3/h为近似数)。为实现冷却塔对水的冷却作用，这部分水的损失，是不可避免的，特别是夏季。
这部分水量从冷却塔的出风口排出，在冬季便形成相当可观的羽雾，并在冷却塔风机的作用下冲向高空，形成高度为10至30米的羽雾，在不同的天气，这羽雾又会反复无常，上下翻腾，飘忽不定，不仅造成环境的污染、生产设备的锈蚀、推助大气雾霾形成，还对冬季附近交通造成安全隐患。
这部分从冷却塔出风口排出的水汽羽雾，仍以一套1000万吨/年的炼化装置为例，每小时蒸发水量大约在720m3/h，在淡水资源日益紧缺的今天，水资源的浪费是显而易见的，这部分水量，占到炼化装置总新鲜水用量的60—90％，工业用水价格以7.8元/m3计算，年运行时间按8000小时，其每年这部分水费为4492.8万元/年。
迄今为止，还没有任何一间常规冷却塔，在保持原有高度和风机配置的情况下实现明显消雾的，也就是说，通过对老塔进行改造，还没有明显实现消雾的。现有冷却塔消雾的技术路线是，开设高空进风口，在低空进风口的空气吸收水中热量产出湿热空气后，再利用高空引入的冷空气冷却或稀释湿热空气，使湿热蒸汽被冷凝回收一部分，减少羽雾量。常用的方法有两种：
一、冷却塔气室增设冷凝模块法，是在冷却塔气室中安装塑料材质双通道冷凝模块，利用从高空引入的冷空气，冷凝湿热空气中的部分水分，减少雾羽稠度，以美国SPX公司为代表，其公布的数据显示，节水率接近20％，也就是排出冷却塔的羽雾，大约减少20％，实际运行的效果是，在冬季气温不低于-5℃时，通过仔细观察，可以看出羽雾有所变稀，在低于-5℃时，肉眼就看不出消雾效果，并且，由于气室内大面积大体积冷凝模块的安装，造成冷却塔整体风阻增大，风机能耗大幅度增加。
二、干湿式冷却法，是在冷却塔上部设翅片管干段，利用高空进塔空气对进塔高温水预冷却，减少后续湿段的冷却负荷，同时提升高空干空气温度，以备与湿段产生的湿热空气混合，降低出塔空气湿度，达到消雾目的。该技术在二十世纪七十年代在大庆的等寒冷地区曾经有使用，近年被深度开发采用。其应用的消雾效果仍然不彻底，节水率低，并且只适于新塔建设，塔体总高大幅度加大，能耗大幅度提高。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种全部消除冷却塔羽雾的方法，在不增加冷却塔高度和不更换冷却塔风机的情况下，实现羽雾全消、显著节水的效果，进而减少雾霾成因，改善大气环境，减少周围设备腐蚀，消除冬季周围道路的交通安全隐患，节省水资源消耗，并最大程度的降低运行成本，把已经建成的传统冷却塔改造成冬无羽雾的冷却塔，见附图。
本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的：
1.一种完全消除冷却塔羽雾的方法，其特征在于：1)在保持常规冷却塔的长宽高尺寸和风机配置的情况下，通过运行模式转换，使冷却塔在冬季不产生羽雾，转换哪一间塔，哪一间塔就不排出湿热空气，不形成羽雾；2)调整整体通高填料片之间配水配气方式，使上升空气与淋水各行其道，上升的空气不带走水分；3)淋水至填料下部后经集水槽管向下流动，与进塔空气传热不传质，散热过程不蒸发水分；4)本消除羽雾的方法，在新建逆流冷却塔和已建成的常规冷却塔上，均易于实施。
2.根据权利要求1所述的一种完全消除冷却塔羽雾的方法，其特征在于：在步骤1)中，保持冷却塔常规配置，不做加高冷却塔或在气室侧壁开孔等结构改变，只在季节转换时运行模式相应进行转换，控制水的下淋喷溅通道，夏季充分完成冷却任务，冬季保持冷却并消除羽雾。
3根据权利要求1所述的一种完全消除冷却塔羽雾的方法，其特征在于：在步骤2)中，调节配水配气在填料片之间的一加一或一加二或二加一间隔方式中的一种或多种组合。
4.根据权利要求1所述的一种完全消除冷却塔羽雾的方法，其特征在于：在步骤2)中，采用的整体填料片的材质包括碳钢、不锈钢、铝板、石墨板、镍板、镍网、钛板、各类塑胶中的一种、两种或更多种的组合，包括各类涂覆复合材料。
5.根据权利要求1所述的一种完全消除冷却塔羽雾的方法，其特征在于：在步骤3)中，通过调整填料下部槽管的收集和分布，包括隔一收一或隔二收一的方式，水的流动冷却不产生水汽。
6.根据权利要求1所述的一种完全消除冷却塔羽雾的方法，其特征在于：在已经建成的常规冷却塔中便于采用，也可用于新建塔上。
附图说明
图1常规冷却塔图
图2消雾冷却塔图
图中，1.羽雾，2.冷却塔出风口，3.湿热空气，4.配水系统，5.进塔热水，6.冷却塔喷淋系统，7.填料，9.冷却塔进风口，8.集水槽管，10.进塔干冷空气，11.集水池
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步具体说明，但是本发明并不限于这些实施例。
【实施例1】
对于多间塔的整座塔群，在冬季来临时，逐步开启冬季运行模式。开启每间塔时，调整配水系统4和冷却塔喷淋系统6，使淋水间隔在填料7间隙通过，淋水的冷却不与进塔干冷空气10直接对流，在填料7下部或冷却塔进风口9上部，淋水经集水槽管8分散进入集水池11，进塔热水5始终不与空气接触，进塔干冷空气10变成干热空气离开冷却塔出风口2，热水变凉过程中而不产出羽雾1。冬季结束，陆续开启塔群中的一些塔间的夏季模式，随着天气转暖变热，直至全部恢复至夏季模式。
【实施例2】
对于单间塔的场合，开启塔内部分区域的冬季运行模式。在冬季模式的部分，调整配水系统4和冷却塔喷淋系统6，使淋水间隔在填料7间隙通过，淋水的冷却不与进塔干冷空气10直接对流，在填料7下部或冷却塔进风口9上部，淋水经集水槽管8分散进入集水池11，进塔热水5始终不与空气接触，进塔干冷空气10变成干热空气；在未开启冬季模式的部分，仍有湿热空气3产生。两种模式的空气混合后，离开冷却塔出风口2时，雾气浓度很低或不见羽雾1。冬季结束，陆续开启塔内部分的夏季模式，随着天气转暖变热，直至全部恢复至夏季模式。

Claims (2)

1.一种完全消除冷却塔羽雾的方法，其特征在于：1）在保持常规冷却塔的长宽高尺寸和风机配置的情况下，不做加高冷却塔或在气室侧壁开孔结构改变，只在季节转换时运行模式相应进行转换，控制水的下淋喷溅通道，夏季充分完成冷却任务，冬季保持冷却并消除羽雾；通过运行模式转换，使冷却塔在冬季不产生羽雾，转换哪一间塔，哪一间塔就不排出湿热空气，不形成羽雾；2）调整整体通高填料片之间配水配气方式，调节配水配气在填料片之间的一加一或一加二或二加一间隔方式中的一种或多种组合；使上升空气与淋水各行其道，上升的空气不带走水分；3）淋水至填料下部后经集水槽管向下流动，与进塔空气传热不传质，散热过程不蒸发水分；通过调整填料下部槽管的收集和分布，包括隔一收一或隔二收一的方式，水的流动冷却不产生水汽；4）本消除羽雾的方法，在新建逆流冷却塔和已建成的常规冷却塔上，均易于实施。
2.根据权利要求1所述的一种完全消除冷却塔羽雾的方法，其特征在于：在步骤2）中，采用的整体填料片的材质包括碳钢、不锈钢、铝板、石墨板、镍板、镍网、钛板、塑胶中的一种、两种或更多种的组合。
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