CN114562894B - 一种雨区结构的机械通风逆流湿式冷却塔群 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种雨区结构的机械通风逆流湿式冷却塔群，属于冷却塔技术领域，包括若干排冷却塔组，每排冷却塔组设置多个冷却塔本体，冷却塔本体邻接设置；所述冷却塔本体内部设有塔芯元件，塔芯元件包括由上至下依次设置的喷淋区、填料以及雨区；相邻冷却塔本体的雨区之间通过塔壁隔开，且塔壁设置为多孔结构以利于环境风的流动。

Description

一种雨区结构的机械通风逆流湿式冷却塔群

技术领域

本发明涉及冷却塔技术领域，特别是涉及一种雨区结构的机械通风逆流湿式冷却塔群。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

冷却塔作为一种换热设备广泛应用于电力、冶金和制冷等领域，其工作原理为将携带工业废热的循环水在塔内将热量传递给大气，实现循环水降温。

按照通风形式，冷却塔可分为自然通风冷却塔和机械通风冷却塔。机械通风冷却塔因其较小的体积，灵活的工况调节机制，受到越来越多的关注。机械通风冷却塔通常以塔群的形式出现。

发明人发现，现有的冷却塔运行时常伴有环境风出现，机械通风冷却塔群中的单个冷却塔形成的一个个小的进风单元易受到环境风的严重影响，其中，冷却塔远离进风口的内部及塔群背风面是换热的低效区，塔群雨区之间的塔壁也是一个不容忽视的换热低效区，影响冷却塔的换热效率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种雨区结构的机械通风逆流湿式冷却塔群，将塔群雨区之间的塔壁设置成多孔结构，从迎风面进入机械塔群的环境风可以在迎风塔之间流动，也可以穿过迎风塔进入背风塔，增加背风塔的通风量，均衡塔内空气动力场，降低塔群雨区的通风阻力，解决了现有冷却塔群内部和背风面换热效率低的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提出一种雨区结构的机械通风逆流湿式冷却塔群，包括若干排冷却塔组，每排冷却塔组设置多个冷却塔本体，冷却塔本体邻接设置；所述冷却塔本体内部设有塔芯元件，塔芯元件包括由上至下依次设置的喷淋区、填料以及雨区；相邻冷却塔本体的雨区之间通过塔壁隔开，且塔壁设置为多孔结构以利于环境风的流动。

作为进一步的技术方案，每排冷却塔组的相邻冷却塔本体雨区之间通过第一塔壁隔开，多个第一塔壁相互平行且间隔设置，冷却塔组的第一塔壁之间形成进风空间。

作为进一步的技术方案，所述冷却塔组设置一排，冷却塔组双面进风，第一塔壁为板状结构，第一塔壁开设多排多列通风孔，通风孔在第一塔壁均匀布设。

作为进一步的技术方案，所述第一塔壁的孔隙率为0～0.4。

作为进一步的技术方案，所述冷却塔组设置两排，冷却塔组单面进风，两排冷却塔组之间通过第二塔壁隔开，第一塔壁和第二塔壁相垂直设置，且第一塔壁和第二塔壁固定连接。

作为进一步的技术方案，所述第一塔壁为板状结构，第一塔壁开设多排多列通风孔，通风孔在第一塔壁均匀布设，第一塔壁的孔隙率为0.5～0.9；第二塔壁为不开孔板状结构。

作为进一步的技术方案，所述第二塔壁为板状结构，第二塔壁开设多排多列通风孔，通风孔在第二塔壁均匀布设，第二塔壁的孔隙率为0.2～1；第一塔壁为不开孔板状结构。

作为进一步的技术方案，所述第一塔壁为板状结构，第一塔壁开设多排多列通风孔，通风孔在第一塔壁均匀布设；第二塔壁为板状结构，第二塔壁开设多排多列通风孔，通风孔在第二塔壁均匀布设；第一塔壁和第二塔壁的孔隙率为0～0.8。

作为进一步的技术方案，所述第一塔壁为板状结构，第一塔壁开设多排多列通风孔，通风孔在第一塔壁均匀布设，第一塔壁的孔隙率为0～0.5；第二塔壁为不开孔板状结构。

作为进一步的技术方案，所述塔芯元件还包括高位收水装置，高位收水装置悬挂在填料底部且位于雨区处。

上述本发明的有益效果如下：

本发明将雨区之间的壁面设置成多孔结构，使机械塔群雨区相互连通，减少机械塔群雨区阻力，均衡雨区内空气动力场，减少因机械塔群结构引起的塔内气流流动不畅，降低塔内旋涡生成概率，减少换热低效区的影响范围，提高了机械塔群的冷却效率。

本发明多孔结构设置灵活，广泛适用于单面进风、双面进风形式以及常规收水、高位收水形式的机械塔群，应用范围广，可有效解决现有机械塔群冷却效率低的问题。

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发明的进一步理解，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是本发明根据一个或多个实施方式的背靠背机械塔群雨区纵向塔壁多孔结构的结构示意图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的背靠背机械塔群雨区横向塔壁多孔结构的结构示意图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的背靠背机械塔群雨区横向塔壁、竖向塔壁多孔复合结构的结构示意图；

图4是本发明根据一个或多个实施方式的双面进风机械塔群雨区塔壁多孔结构的结构示意图；

图5是本发明根据一个或多个实施方式的背靠背高位机械塔群群雨区塔壁多孔结构的结构示意图；

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；

其中，1、冷却塔本体；2、第一塔壁；3、第二塔壁；4、高位收水装置。

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，本发明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。

正如背景技术所介绍的，现有的冷却塔运行时常伴有环境风出现，机械通风冷却塔群中的单个冷却塔形成的一个个小的进风单元易受到环境风的严重影响，导致冷却塔远离进风口的内部、塔群背风面及塔群雨区之间的塔壁是换热的低效区的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种雨区结构的机械通风逆流湿式冷却塔群。

在本发明中，将塔群雨区之间的塔壁设置成多孔结构，从迎风面进入机械塔群的环境风可以在迎风塔之间流动，也可以穿过迎风塔进入背风塔，增加背风塔的通风量，均衡塔内空气动力场，降低塔群雨区的通风阻力；将机械塔群内雨区连通，均衡雨区内的空气动力场，降低雨区内旋涡形成的概率，不仅能减弱机械塔群内部和塔群背风面的换热低效区，还可以减少塔群雨区之间塔壁附近换热低效区影响范围。

实施例1

本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出一种雨区结构的机械通风逆流湿式冷却塔群，包括，若干排冷却塔组，每一排冷却塔组设置多个冷却塔本体1，冷却塔组形成机械通风逆流湿式冷却塔群(其后简称机械塔群)。

冷却塔本体1内部设有塔芯元件，塔芯元件包括喷淋区、填料以及雨区，喷淋区位于雨区的上部，填料设置在喷淋区与雨区之间。

机械塔群的冷却塔本体邻接设置，相邻冷却塔本体雨区之间通过塔壁隔开，且将相邻冷却塔本体雨区之间的塔壁设置成多孔结构，便于环境风的流动。

其中，喷淋区通过上水管与外界系统连接，喷淋区内设有槽式或管式的配水系统，能够是热水沿塔平面成网状均匀分布，此段的水温较高，可提前将热量传给空气，便于后续的冷却，提高了冷却效率，冷却塔本体1的上部即喷淋区的上部还设有收水器、抽风机。

填料在冷却塔中的作用就是增加冷却水的散热量，延长冷却水在冷却塔中停留时间，增加在冷却塔中与空气之间的换热面积，增加换热量，并均匀布水，使进入到冷却塔中的冷却水全部得到热交换处理。

本实施例中设为多孔结构的为机械塔群雨区之间的第一塔壁2，第一塔壁2呈纵向排列在机械塔群雨区之间。本发明中，以机械塔群冷却塔组为基准对横向、纵向进行定义，横向即为冷却塔组的长度方向，纵向为冷却塔组的宽度方向。

冷却塔组可设置一排、两排或更多排，在设置为两排时，两排冷却塔组背靠背设置，具体为：每排冷却塔组的多个冷却塔本体依次邻接设置，每排冷却塔组的冷却塔本体雨区之间通过第一塔壁2隔开，第一塔壁2沿纵向设置，两排冷却塔组之间通过第二塔壁3隔开，第二塔壁沿横向设置，第二塔壁3沿冷却塔组通长设置，第一塔壁和第二塔壁相垂直设置，且第一塔壁和第二塔壁固定连接；

冷却塔组的多个第一塔壁相互平行，且间隔设置，冷却塔组的第一塔壁2之间形成进风空间。

具体的，本实施例为背靠背机械塔群，机械塔群中机械塔为单面进风，采用背靠背形式布置，每排设置4台机械塔，分2排布置，共8台机械塔，每一排的4台机械塔形成一个冷却塔组。

机械塔群雨区之间的纵向壁面为多孔结构，即第一塔壁2为多孔结构，孔隙率根据机械塔群的运行工况、当地主导风速、风向以及气温等因素进行设置，设置区间为0.5～0.9之间。

根据塔群结构、排列方式及开孔位置、塔群运行工况、环境条件，确定机械塔群塔壁的孔隙率。

第一塔壁2为板状结构，第一塔壁开设多排多列通风孔，通风孔在第一塔壁均匀布设。

第二塔壁3也为板状结构，在本实施例中，第二塔壁不设置开孔，第二塔壁将相邻冷却塔组阻隔开。

当机械塔群进行工作时，热水通过上水管进入机械塔群内，通过槽式或管式配水系统，使热水沿塔平面成网状均匀分布，然后通过喷嘴将热水洒到填料上，热水穿过填料，成雨状通过空气分配区(雨区)，落入塔底水池，变成冷却后的水待重复使用，空气从第一塔壁之间的进风空间进入机械塔群的雨区，并从雨区之间第一塔壁2上的孔洞穿过，进而穿过填料下的雨区，与热水成相反方向(逆流)穿过填料，最后通过收水器、抽风机从风筒排出。

其中，淋水密度一般为q＝12～15t/m2·h)，过大的淋水密度，尤其在使用薄膜式填料时，会引起阻塞现象、气流阻力突然急剧增加；通过填料断面的风速v＝2～2.8m/s，风速不宜太大，否则会带来大的风吹损失及阻力，例如，2.8m/s风速会将直径为0.5mm的相当于小斜雨的水滴吹走；进风空间面积和填料断面面积之比取0.5～0.6为宜。

本实施例将机械塔群雨区之间的第一塔壁2设置成多孔结构，使机械塔群雨区相互连通，均匀塔内气流分布，减少因机械塔群结构引起的塔内气流流动不畅，降低塔内旋涡生成概率，提高机械塔群整体的冷却效率。

实施例2

如图2所示，本实施例中将冷却塔组之间间隔的第二塔壁3设置为多孔结构，第二塔壁3横向设置，用于将机械塔群雨区之间的第一塔壁2连接。

具体的，本实施例为背靠背机械塔群，机械塔群中机械塔为单面进风，采用背靠背形式布置，每排4台机械塔，分2排布置，共8台机械塔。

机械塔群雨区之间的横向壁面为多孔结构，即第二塔壁3为多孔结构，孔隙率根据机械塔群的运行工况、当地主导风速、风向以及气温等因素进行设置，设置区间为0.2～1之间。

第二塔壁3为板状结构，第二塔壁开设多排多列通风孔，通风孔在第二塔壁均匀布设；

第一塔壁2也为板状结构，在本实施例中，第一塔壁不设置开孔，第一塔壁将同一冷却塔组的相邻冷却塔本体阻隔开。

当机械塔群进行工作时，热水通过上水管进入机械塔群内，通过槽式或管式配水系统，使热水沿塔平面成网状均匀分布，然后通过喷嘴将热水洒到填料上，热水穿过填料，成雨状通过空气分配区(雨区)，落入塔底水池，变成冷却后的水待重复使用，空气从第一塔壁之间的进风空间进入机械塔群的雨区，并从雨区之间第二塔壁3上的孔洞穿过，进而穿过填料下的雨区，与热水成相反方向(逆流)穿过填料，最后通过收水器、抽风机从风筒排出。

本实施例将机械塔群雨区之间的第二塔壁3设置成多孔结构，使机械塔群雨区相互连通，均匀塔内气流分布，减少因机械塔群结构引起的塔内气流流动不畅，降低塔内旋涡生成概率，提高机械塔群整体的冷却效率。

实施例3

如图3所示，本实施例中设为多孔结构的为机械塔群雨区之间的第一塔壁2和第二塔壁3，其中，第一塔壁2纵向排列设置，第二塔壁3横向设置，通过第二塔壁3将机械塔群雨区之间的第一塔壁2连接。

具体的，本实施例为背靠背机械塔群，机械塔群中机械塔为单面进风，采用背靠背形式布置，每排4台机械塔，分2排布置，共8台机械塔。

机械塔群雨区之间的横向壁面和竖向壁面均为多孔结构，即第一塔壁2和第二塔壁3均为多孔结构，孔隙率根据机械塔群的运行工况、当地主导风速、风向以及气温等因素进行设置，设置区间为0～0.8之间。

第一塔壁2为板状结构，第一塔壁开设多排多列通风孔，通风孔在第一塔壁均匀布设；

第二塔壁3为板状结构，第二塔壁开设多排多列通风孔，通风孔在第二塔壁均匀布设。

当机械塔群进行工作时，热水通过上水管进入机械塔群内，通过槽式或管式配水系统，使热水沿塔平面成网状均匀分布，然后通过喷嘴将热水洒到填料上，热水穿过填料，成雨状通过空气分配区(雨区)，落入塔底水池，变成冷却后的水待重复使用，空气从第一塔壁之间的进风空间进入机械塔群的雨区，并从雨区之间第一塔壁2和第二塔壁3上的孔洞穿过，进而穿过填料下的雨区，与热水成相反方向(逆流)穿过填料，最后通过收水器、抽风机从风筒排出。

本实施例将机械塔群雨区之间的第一塔壁2和第二塔壁3设置成多孔结构，使机械塔群雨区相互连通，均匀塔内气流分布，减少因机械塔群结构引起的塔内气流流动不畅，降低塔内旋涡生成概率，提高机械塔群整体的冷却效率。

实施例4

如图4所示，本实施例中设为多孔结构的为机械塔群雨区之间的第一塔壁2，第一塔壁2呈纵向排列在机械塔群雨区之间。

具体的，本实施例为双面进风机械塔群，机械塔群中机械塔为双面进风，采用单排形式布置，共4台机械塔。即，本实施例设置一排冷却塔组，不再设置第二塔壁，冷却塔组的冷却塔本体之间通过第一塔壁间隔，第一塔壁之间形成进风空间，可由双向进风。

机械塔群雨区之间的纵向壁面为多孔结构，即第一塔壁2为多孔结构，孔隙率根据机械塔群的运行工况、当地主导风速、风向以及气温等因素进行设置，设置区间为0～0.4之间。

第一塔壁2为板状结构，第一塔壁开设多排多列通风孔，通风孔在第一塔壁均匀布设。

当机械塔群进行工作时，热水通过上水管进入机械塔群内，通过槽式或管式配水系统，使热水沿塔平面成网状均匀分布，然后通过喷嘴将热水洒到填料上，热水穿过填料，成雨状通过空气分配区(雨区)，落入塔底水池，变成冷却后的水待重复使用，空气从第一塔壁之间的进风空间进入机械塔群的雨区，并从雨区之间第一塔壁2上的孔洞穿过，进而穿过填料下的雨区，与热水成相反方向(逆流)穿过填料，最后通过收水器、抽风机从风筒排出。

实施例5

如图5所示，本实施例中，冷却塔本体1内部设有塔芯元件，塔芯元件包括喷淋区、填料、雨区以及高位收水装置4，喷淋区位于填料的上部，雨区位于填料的下方，高位收水装置4设置在填料的下方的雨区处，机械塔群雨区之间的塔壁设置成多孔结构。

高位收水装置4悬挂在淋水填料底部，由收水槽和滤网构成，用于将冷却后的循环水在高位收水装置4处收集，并汇入集水流道，保持循环水的势能，并将循环水导入循环水泵进水口。

本实施例中设为多孔结构的为机械塔群雨区之间的第一塔壁2，第一塔壁2呈纵向排列在机械塔群冷却塔本体雨区之间。

具体的，本实施例为背靠背机械塔群，机械塔群中机械塔为高位收水且单面进风，采用背靠背形式布置，每排4台机械塔，分2排布置，共8台机械塔。

机械塔群冷却塔本体雨区之间的纵向壁面为多孔结构，即第一塔壁2为多孔结构，孔隙率根据机械塔群的运行工况、当地主导风速、风向以及气温等因素进行设置，设置区间为0～0.5之间。

当机械塔群进行工作时，热水通过上水管进入机械塔群内，通过槽式或管式配水系统，使热水沿塔平面成网状均匀分布，然后通过喷嘴将热水洒到填料上，热水穿过填料，成雨状落入高位收水装置4内，将冷却后的循环水收集并汇入集水流道，保持循环水的势能，并将循环水导入循环水泵进水口。

上述循环水的冷却空气过程中，空气从第一塔壁之间的进风空间进入机械塔群高位收水装置之间的第一塔壁2，并从第一塔壁2上的孔洞穿过，与热水成相反方向(逆流)穿过填料，最后通过收水器、抽风机从风筒排出。

本实施例将机械塔群冷却塔本体雨区之间的第一塔壁2设置成多孔结构，从而均匀塔内气流分布，减少因机械塔群结构引起的塔内气流流动不畅，降低塔内旋涡生成概率，提高机械塔群整体的冷却效率。

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 (6)

1.一种雨区结构的机械通风逆流湿式冷却塔群，其特征是，包括两排冷却塔组，每排冷却塔组设置多个冷却塔本体，冷却塔本体邻接设置；所述冷却塔本体内部设有塔芯元件，塔芯元件包括由上至下依次设置的喷淋区、填料以及雨区；相邻冷却塔本体的雨区之间通过塔壁隔开，且塔壁设置为多孔结构以利于环境风的流动；

每排冷却塔组的相邻冷却塔本体雨区之间通过第一塔壁隔开，多个第一塔壁相互平行且间隔设置，冷却塔组的第一塔壁之间形成进风空间；

冷却塔组单面进风，两排冷却塔组之间通过第二塔壁隔开，第一塔壁和第二塔壁相垂直设置，且第一塔壁和第二塔壁固定连接。

2.如权利要求1所述的雨区结构的机械通风逆流湿式冷却塔群，其特征是，所述第一塔壁为板状结构，第一塔壁开设多排多列通风孔，通风孔在第一塔壁均匀布设，第一塔壁的孔隙率为0.5~0.9；第二塔壁为不开孔板状结构。

3.如权利要求1所述的雨区结构的机械通风逆流湿式冷却塔群，其特征是，所述第二塔壁为板状结构，第二塔壁开设多排多列通风孔，通风孔在第二塔壁均匀布设，第二塔壁的孔隙率为0.2~1；第一塔壁为不开孔板状结构。

4.如权利要求1所述的雨区结构的机械通风逆流湿式冷却塔群，其特征是，所述第一塔壁为板状结构，第一塔壁开设多排多列通风孔，通风孔在第一塔壁均匀布设；第二塔壁为板状结构，第二塔壁开设多排多列通风孔，通风孔在第二塔壁均匀布设；第一塔壁和第二塔壁的孔隙率为0~0.8。

5.如权利要求1所述的雨区结构的机械通风逆流湿式冷却塔群，其特征是，所述第一塔壁为板状结构，第一塔壁开设多排多列通风孔，通风孔在第一塔壁均匀布设，第一塔壁的孔隙率为0~0.5；第二塔壁为不开孔板状结构。

6.如权利要求5所述的雨区结构的机械通风逆流湿式冷却塔群，其特征是，所述塔芯元件还包括高位收水装置，高位收水装置悬挂在填料底部且位于雨区处。

Images