CN115790200A - 一种干湿联合消雾型闭式冷却塔及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种干湿联合消雾型闭式冷却塔及工作方法，冷却塔包括外部支撑框架、沿着外部支撑框架的中部依次排列设置的若干个湿冷装置以及依次排列设置在湿冷装置的两侧的若干个干冷装置；干冷装置位于湿冷装置的上方，且干冷装置与湿冷装置具有重叠区域；两侧的干冷装置之间形成混合消雾区域；干冷装置的输出端与湿冷装置的输入端相连接；湿冷装置的底部设置有喷淋水池，且湿冷装置与喷淋水池相连通；湿冷装置内设置有喷淋结构，且喷淋结构通过喷淋水泵与喷淋水池相连通。本发明的优点在于：能够方便对整台干湿联合消雾型闭式冷却塔进行运行调试和控制，且具有很好的消雾效果。

Description

一种干湿联合消雾型闭式冷却塔及工作方法

【技术领域】

本发明涉及冷却塔技术领域，特别涉及一种干湿联合消雾型闭式冷却塔及工作方法。

【背景技术】

冷却塔是用水作为循环冷却剂，从系统中吸收热量排放至大气中，以降低水温的装置。冷却塔是集空气动力学、热力学、流体学、静和动态结构力学等多种学科为一体的综合产物，其一般呈桶状结构。

干湿联合冷却塔是使用较为广泛的冷却塔，其为湿式塔和干式塔的结合，干部在上、湿部在下；采用干湿联合冷却塔除了能够达到节约用水的目的，还有利于达到消雾(即消白)的效果。如申请号为CN202220983566.0的中国实用新型专利公开了一种干湿联合冷却塔，该干湿联合冷却塔包括冷却塔本体；引风机；能够与待冷却液体导通的空冷散热器，空冷散热器铺设于冷却塔本体的外侧，以形成干冷段；与空冷散热器的出水口连通的蒸发冷却盘管，蒸发冷却盘管铺设于冷却塔本体的内部；设置于冷却塔本体的内部且位于蒸发冷却盘管的上方的喷淋装置，喷淋装置用于向蒸发冷却盘管喷淋冷却液，以形成湿冷段；喷淋液回收池；以及喷淋水泵；该干湿联合冷却塔能够对冷却水进行循环利用，提高水资源的利用率，减少耗水量，缓解内陆缺水的压力。又如，申请号为CN202220319978.4的中国实用新型专利公开了一种新型干湿联合节水消雾冷却塔，所述冷却塔包括塔体，所述塔体的下方设有集水池，所述集水池的上方、所述塔体的内部设有填料，所述填料的上方、所述塔体内设有喷淋器，所述喷淋器的上方设有收水器，所述收水器的上方、所述塔体的内部设有预混区，所述预混区的两侧、所述塔体上设有换热模块，两个所述换热模块的一侧均设有散热模块，两个所述散热模块的一端均设于所述集水池内，所述预混区的上方设有风机；通过对原冷却塔进行改造，实现冷却塔排除湿热空气时降低温度湿度，从而达到冬季节水消雾，夏季节能的最终目标。但是，现有干湿联合冷却塔的消雾效果不佳，且采用在塔顶设置一个大风机共用，工作时会相互影响，运行调节不方便。鉴于上述存在的问题，本案发明人对该问题进行深入研究，遂有本案产生。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种干湿联合消雾型闭式冷却塔，解决现有干湿联合冷却塔的消雾效果不佳，且采用在塔顶设置一个大风机共用，工作时会相互影响，运行调节不方便的问题。

本发明是这样实现的：

第一方面，一种干湿联合消雾型闭式冷却塔，包括外部支撑框架、沿着所述外部支撑框架的中部依次排列设置的若干个湿冷装置以及依次排列设置在所述湿冷装置的两侧的若干个干冷装置；所述干冷装置位于所述湿冷装置的上方，且所述干冷装置与湿冷装置具有重叠区域；两侧的所述干冷装置之间形成混合消雾区域；所述干冷装置的输出端与所述湿冷装置的输入端相连接；所述湿冷装置的底部设置有喷淋水池，且所述湿冷装置与喷淋水池相连通；所述湿冷装置内设置有喷淋结构，且所述喷淋结构通过喷淋水泵与所述喷淋水池相连通。

进一步的，每个所述干冷装置均包括干冷换热模块以及固设于所述干冷换热模块顶部的干冷风机；

所述干冷换热模块包括换热器外壳以及设于所述换热器外壳内的若干个干冷散热器；各个所述干冷散热器均倾斜布置在所述换热器外壳内，且相邻两个所述干冷散热器的一端固定连接在一起。

进一步的，每个所述干冷散热器均具有第一循环水进口和第一循环水出口；各个所述干冷散热器以两两为一组，且同一组中的一个干冷散热器的第一循环水出口与另一个干冷散热器的第一循环水进口相连接，另一个干冷散热器的第一循环水出口与所述湿冷装置相连接。

进一步的，所述喷淋水池的下部位于地下。

进一步的，所述外部支撑框架在对应所述干冷装置的下方位置围设有手动进风百叶。

进一步的，所述湿冷装置包括湿冷塔体、固设于所述湿冷塔体内的湿冷换热单元以及固设于所述湿冷塔体内的湿冷风机；所述湿冷换热单元位于所述湿冷风机的下方，所述喷淋结构位于湿冷换热单元与湿冷风机之间；所述湿冷塔体的侧壁设置有固定式进风百叶，且所述固定式进风百叶位于所述湿冷换热单元的下方。

进一步的，所述湿冷塔体内在所述湿冷风机的上方形成有口径逐渐缩小的湿冷空气出口，所述干冷装置布置在湿冷空气出口的两侧。

进一步的，所述外部支撑框架采用混凝土结构。

进一步的，所述外部支撑框架的两侧设置有爬梯，且所述外部支撑框架上除了需要通风的位置之外均设置有围护面板。

第二方面，一种干湿联合消雾型闭式冷却塔的工作方法，所述工作方法包括如下步骤：

当空气温度低于等于喷淋结构设定的临界喷水温度时，控制干湿联合消雾型闭式冷却塔进入空冷运行模式，具体包括：控制喷淋水泵停止运行，同时优先调高干冷装置中干冷风机的运行频率，再根据湿冷装置输出的循环水的出水温度，调节湿冷装置中湿冷风机的运行频率，使出水温度满足工艺降温要求；

当空气温度高于喷淋结构设定的临界喷水温度时，控制干湿联合消雾型闭式冷却塔进入串联运行模式，具体包括：优先调高干冷装置中干冷风机和湿冷装置中湿冷风机的运行频率，再根据湿冷装置输出的循环水的出水温度，控制喷淋水泵将喷淋水池内的喷淋水抽至喷淋结构，喷淋结构对湿冷装置的表面进行喷淋，使出水温度满足工艺降温要求。

通过采用本发明的技术方案，至少具有如下有益效果：

1、将湿冷装置和干冷装置分开设置，并且每个湿冷装置都独立配设有湿冷风机，每个干冷装置都独立配设有干冷风机，使得在工作时湿冷装置与干冷装置之间不会相互影响，湿冷装置与湿冷装置之间以及干冷装置与干冷装置之间也彼此不会相互影响，使得对整台干湿联合消雾型闭式冷却塔的运行调试和控制都十分方便。

2、干冷装置排列设置在湿冷装置的两侧，干冷装置位于湿冷装置的上方，干冷装置与湿冷装置具有重叠区域，且在两侧的干冷装置之间形成有混合消雾区域，使得在工作的过程中，干冷装置输出的干燥热空气与湿冷装置输出的饱和湿热空气能够在混合消雾区域内充分混合，使饱和湿热空气变成非饱和热空气，具有很好的消雾效果。

3、将干冷风机直接固定在干冷换热模块的顶部，这样干冷装置可以采用模块的方式进行出厂，现场安装工作量小，安装起来十分方便。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种干湿联合消雾型闭式冷却塔的正视图；

图2是本发明一种干湿联合消雾型闭式冷却塔的俯视图；

图3是本发明一种干湿联合消雾型闭式冷却塔的侧视图；

图4是本发明中干冷装置的结构图；

图5是本发明中干冷装置内干冷散热器的分布图。

附图标记说明：

冷却塔100；

外部支撑框架1，爬梯11，围护面板12；

湿冷装置2，湿冷塔体21，湿冷换热单元22，第二循环水进口221，第二循环水出口222，湿冷风机23，固定式进风百叶24，湿冷空气出口25；

干冷装置3，冷换热模31，换热器外壳311，干冷散热器312，第一循环水进口3121，第一循环水出口3122，干冷风机32；

混合消雾区域4；

喷淋水池5；

喷淋水泵6；

手动进风百叶7。

【具体实施方式】

为了更好地理解本发明的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对本发明的技术方案进行详细的说明。

在此需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述这些实施方式和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

实施例1

请参阅图1至图5所示，本发明一种干湿联合消雾型闭式冷却塔100的较佳实施例，包括外部支撑框架1、沿着所述外部支撑框架1的中部依次排列设置的若干个湿冷装置2以及依次排列设置在所述湿冷装置2的两侧的若干个干冷装置3；其中，所述外部支撑框架1用于对湿冷装置2、干冷装置3等进行支撑，所述湿冷装置2和干冷装置3都用于对待冷却介质(如高温循环水)进行换热，使高温循环水的温度降低至所需的温度。

所述干冷装置3位于所述湿冷装置2的上方，且所述干冷装置3与湿冷装置2具有重叠区域，这样湿冷装置2输出的饱和湿热空气能够更好地与干冷装置3输出的干燥热空气混合；两侧的所述干冷装置3之间形成混合消雾区域4，在具体工作时，湿冷装置2输出的饱和湿热空气与干冷装置3输出的干燥热空气能够在该混合消雾区域4进行混合，使饱和湿热空气变成非饱和热空气，从而实现消白(即消雾)效果；所述干冷装置3的输出端与所述湿冷装置2的输入端相连接，以实现将经过干冷装置3换热后的介质输送至湿冷装置2内继续进行换热；所述湿冷装置2的底部设置有喷淋水池5，且所述湿冷装置2与喷淋水池5相连通，这样，喷淋到湿冷装置2上的喷淋水能够往下掉落至喷淋水池5内进行循环使用；所述湿冷装置2内设置有喷淋结构(未图示)，喷淋结构为现有结构，在现有蒸发空冷器内都设置有喷淋结构，因此在此就不对喷淋结构进行详细介绍了；所述喷淋结构通过喷淋水泵6与所述喷淋水池5相连通，以利用喷淋水泵6将喷淋水池5内的喷淋水输送给喷淋结构进行喷淋；本发明在具体实施时，在干湿联合消雾型闭式冷却塔100内可以配设多台喷淋水泵6和多个喷淋结构，这样在使用时可以根据实际需要调节喷淋的水量。

在本发明的较佳实施例中，每个所述干冷装置3均包括干冷换热模块31以及固设于所述干冷换热模块31顶部的干冷风机32，工作时通过干冷风机32将冷空气输送至干冷换热模块31进行换热，并将换热后的干燥热空气输出至混合消雾区域4；

所述干冷换热模块31包括换热器外壳311以及设于所述换热器外壳311内的若干个干冷散热器312；各个所述干冷散热器312均倾斜布置在所述换热器外壳311内，且相邻两个所述干冷散热器312的一端固定连接在一起。本发明在具体实施时，需要将相邻的两个干冷散热器312分别向两侧倾斜设置，并且将两个干冷散热器312相互靠近的一端固定连接在一起，这样冷空气可以从干冷散热器312面向下方的一侧进入至干冷散热器312，再从干冷散热器312面向上方的一侧输出，从而实现换热。

在本发明的较佳实施例中，每个所述干冷散热器312均具有第一循环水进口3121和第一循环水出口3122；各个所述干冷散热器312以两两为一组，且同一组中的一个干冷散热器312的第一循环水出口3122与另一个干冷散热器312的第一循环水进口3121相连接，另一个干冷散热器312的第一循环水出口3122与所述湿冷装置2相连接。在工作时，待冷却介质在从同一组中的一个干冷散热器312的第一循环水进口3121后，又能够从该干冷散热器312的第一循环水出口3122进入至另一个干冷散热器312，之后再从该另一个干冷散热器312的第一循环水出口3122进入至湿冷装置2，这样能够更好地对待冷却介质进行干冷降温，进而能够减少湿冷装置2中喷淋水的使用量。

作为本发明的一种具体实施方式，每个所述干冷换热模块31内均倾斜布置有4个所述干冷散热器312，4个干冷散热器312正好可以在换热器外壳311内形成W形结构，这样能够实现更好的换热效果，且整体成本也不会过高。当然，本发明并不仅限于此，在具体实施时完全可以根据实际需要增加干冷散热器312的数量。

在本发明的较佳实施例中，所述喷淋水池5的下部位于地下，即该喷淋水池5采用半地下式，这样可以防止喷淋水在冬季出现冰冻的情况。在具体使用的过程中，当需要对干湿联合消雾型闭式冷却塔100进行整机检修时，可以将干冷装置3和湿冷装置2内的水直接泄至喷淋水池5中，以达到节约用水的目的。

在本发明的较佳实施例中，所述外部支撑框架1在对应所述干冷装置3的下方位置围设有手动进风百叶7，使得外部冷空气可通过手动进风百叶7进入干冷装置3的下方。

在本发明的较佳实施例中，所述湿冷装置2包括湿冷塔体21、固设于所述湿冷塔体21内的湿冷换热单元22以及固设于所述湿冷塔体21内的湿冷风机23；所述湿冷换热单元22位于所述湿冷风机23的下方，所述喷淋结构位于湿冷换热单元22与湿冷风机23之间，这样喷淋结构才能够将水喷淋到湿冷换热单元22的表面，同时换热后产生的饱和湿热空气可通过湿冷风机23往上输送并排出至混合消雾区域4；所述湿冷塔体21的侧壁设置有固定式进风百叶24，且所述固定式进风百叶24位于所述湿冷换热单元22的下方，这样在工作时，湿冷风机23能够带动外部的冷空气通过固定式进风百叶24进入至湿冷塔体21内，之后冷空气会往上进入至湿冷换热单元22内换热管的外部，以实现对管内的介质进行换热，换热后的饱和湿热空气通过湿冷风机23排出至混合消雾区域4。

在本发明的较佳实施例中，所述湿冷换热单元22具有第二循环水进口221和第二循环水出口222，其中，所述第二循环水进口221与干冷散热器312的第一循环水出口3122相连接，使得干冷散热器312内的介质能够进入湿冷换热单元22内继续换热，第二循环水出口222输出的冷却循环水可以输送到相关工艺使用。

在本发明的较佳实施例中，所述湿冷塔体21内在所述湿冷风机23的上方形成有口径逐渐缩小的湿冷空气出口25，所述干冷装置3布置在湿冷空气出口25的两侧。本发明通过在湿冷塔体21的上部形成口径逐渐缩小的湿冷空气出口25，这样能够使湿冷风机23排出的饱和湿热空气汇集在混合消雾区域4的中间位置，使得两侧的干冷风机32输出的干燥热空气能够更好地与饱和湿热空气充分混合，从而实现更好的消白效果。

在本发明的较佳实施例中，所述外部支撑框架1采用混凝土结构，这样可以保证整个外部支撑框架1的牢固性，并保证在使用的过程中湿冷风机23和干冷风机32不易振动，能够对湿冷装置2和干冷装置3进行可靠支撑。

在本发明的较佳实施例中，所述外部支撑框架1的两侧设置有爬梯11，以便于在安装、检修、巡查等过程中，工作人员可以借助爬梯11爬到外部支撑框架1上，且所述外部支撑框架1上除了需要通风的位置之外均设置有围护面板12，即除了安装固定式进风百叶24和手动进风百叶7的位置之外，其他位置均设置有围护面板12。

在本发明中，因为干空冷不需要消耗喷淋水，所以是最节水的；但是在炎热的夏季，因环境温度比较高，但靠空气冷却是无法满足降温需求的；因此本发明采用在干冷装置3的基础上，再串联一级湿冷装置2构成干湿联合消雾型闭式冷却塔100，使得在具体使用时，可以根据当地的气象条件、水电费成本、占地、造价等综合因素，设定合适的喷淋结构的临界喷水温度，并对干空冷和湿冷进行合理的配置，从而更好地达到节能的目的。

综上，通过采用本发明的上述技术方案，至少具有如下有益效果：

1、将湿冷装置2和干冷装置3分开设置，并且每个湿冷装置2都独立配设有湿冷风机23，每个干冷装置3都独立配设有干冷风机32，使得在工作时湿冷装置2与干冷装置3之间不会相互影响，湿冷装置2与湿冷装置2之间以及干冷装置3与干冷装置3之间也彼此不会相互影响，使得对整台干湿联合消雾型闭式冷却塔100的运行调试和控制都十分方便。

2、干冷装置3排列设置在湿冷装置2的两侧，干冷装置3位于湿冷装置2的上方，干冷装置3与湿冷装置2具有重叠区域，且在两侧的干冷装置3之间形成有混合消雾区域4，使得在工作的过程中，干冷装置3输出的干燥热空气与湿冷装置2输出的饱和湿热空气能够在混合消雾区域4内充分混合，使饱和湿热空气变成非饱和热空气，具有很好的消雾效果。

3、将干冷风机32直接固定在干冷换热模块31的顶部，这样干冷装置3可以采用模块的方式进行出厂，现场安装工作量小，安装起来十分方便。

实施例2

请参阅图1至图5所示，本发明一种干湿联合消雾型闭式冷却塔100的工作方法的较佳实施例，所述干湿联合消雾型闭式冷却塔100的具体结构请参照实施例1的详细介绍，在此就不再赘述了；所述工作方法包括如下步骤：

当空气温度低于等于喷淋结构设定的临界喷水温度时，控制干湿联合消雾型闭式冷却塔100进入空冷运行模式，例如在寒冷的冬季，空气温度一般都比较低，此时就可以充分利用低温的冷空气来对介质进行换热，而不需要消耗水资源；具体包括：控制喷淋水泵6停止运行，以达到节水的目的，同时优先调高干冷装置3中干冷风机32的运行频率，再根据湿冷装置2输出的循环水的出水温度，调节湿冷装置2中湿冷风机23的运行频率，使出水温度满足工艺降温要求；在具体实施时，喷淋结构的临界喷水温度可以根据实际的工艺降温需求进行设定，空气温度可以利用设置在干湿联合消雾型闭式冷却塔100外部的温度传感器(未图示)进行检测。

当空气温度高于喷淋结构设定的临界喷水温度时，控制干湿联合消雾型闭式冷却塔100进入串联运行模式，例如在炎热的夏季，空气温度一般都比较高，此时单靠空气是无法满足对介质的降温需求的，因此需要开启喷淋水泵6抽水进行喷淋，具体包括：优先调高干冷装置3中干冷风机32和湿冷装置2中湿冷风机23的运行频率，再根据湿冷装置2输出的循环水的出水温度，控制喷淋水泵6将喷淋水池5内的喷淋水抽至喷淋结构，这样能够最大限度地节约水资源，喷淋结构对湿冷装置2的表面进行喷淋，使出水温度满足工艺降温要求；因干湿联合消雾型闭式冷却塔100内可配设多个喷淋水泵6，因此在具体实施时，可以先开启一个喷淋水泵6进行工作，如果湿冷装置2输出的水的温度可以满足工艺降温要求，则不再开启其他的喷淋水泵6，如果湿冷装置2输出的水的温度无法满足工艺降温要求，则继续开启喷淋水泵6，直至湿冷装置2输出的水的温度能够满足工艺降温要求。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种干湿联合消雾型闭式冷却塔，其特征在于：包括外部支撑框架、沿着所述外部支撑框架的中部依次排列设置的若干个湿冷装置以及依次排列设置在所述湿冷装置的两侧的若干个干冷装置；所述干冷装置位于所述湿冷装置的上方，且所述干冷装置与湿冷装置具有重叠区域；两侧的所述干冷装置之间形成混合消雾区域；所述干冷装置的输出端与所述湿冷装置的输入端相连接；所述湿冷装置的底部设置有喷淋水池，且所述湿冷装置与喷淋水池相连通；所述湿冷装置内设置有喷淋结构，且所述喷淋结构通过喷淋水泵与所述喷淋水池相连通。

2.如权利要求1所述的一种干湿联合消雾型闭式冷却塔，其特征在于：每个所述干冷装置均包括干冷换热模块以及固设于所述干冷换热模块顶部的干冷风机；

所述干冷换热模块包括换热器外壳以及设于所述换热器外壳内的若干个干冷散热器；各个所述干冷散热器均倾斜布置在所述换热器外壳内，且相邻两个所述干冷散热器的一端固定连接在一起。

3.如权利要求2所述的一种干湿联合消雾型闭式冷却塔，其特征在于：每个所述干冷散热器均具有第一循环水进口和第一循环水出口；各个所述干冷散热器以两两为一组，且同一组中的一个干冷散热器的第一循环水出口与另一个干冷散热器的第一循环水进口相连接，另一个干冷散热器的第一循环水出口与所述湿冷装置相连接。

4.如权利要求1所述的一种干湿联合消雾型闭式冷却塔，其特征在于：所述喷淋水池的下部位于地下。

5.如权利要求1所述的一种干湿联合消雾型闭式冷却塔，其特征在于：所述外部支撑框架在对应所述干冷装置的下方位置围设有手动进风百叶。

6.如权利要求1所述的一种干湿联合消雾型闭式冷却塔，其特征在于：所述湿冷装置包括湿冷塔体、固设于所述湿冷塔体内的湿冷换热单元以及固设于所述湿冷塔体内的湿冷风机；所述湿冷换热单元位于所述湿冷风机的下方，所述喷淋结构位于湿冷换热单元与湿冷风机之间；所述湿冷塔体的侧壁设置有固定式进风百叶，且所述固定式进风百叶位于所述湿冷换热单元的下方。

7.如权利要求6所述的一种干湿联合消雾型闭式冷却塔，其特征在于：所述湿冷塔体内在所述湿冷风机的上方形成有口径逐渐缩小的湿冷空气出口，所述干冷装置布置在湿冷空气出口的两侧。

8.如权利要求1所述的一种干湿联合消雾型闭式冷却塔，其特征在于：所述外部支撑框架采用混凝土结构。

9.如权利要求1所述的一种干湿联合消雾型闭式冷却塔，其特征在于：所述外部支撑框架的两侧设置有爬梯，且所述外部支撑框架上除了需要通风的位置之外均设置有围护面板。

10.一种基于权利要求1-9任意一项所述干湿联合消雾型闭式冷却塔的工作方法，其特征在于：所述工作方法包括如下步骤：

当空气温度低于等于喷淋结构设定的临界喷水温度时，控制干湿联合消雾型闭式冷却塔进入空冷运行模式，具体包括：控制喷淋水泵停止运行，同时优先调高干冷装置中干冷风机的运行频率，再根据湿冷装置输出的循环水的出水温度，调节湿冷装置中湿冷风机的运行频率，使出水温度满足工艺降温要求；

当空气温度高于喷淋结构设定的临界喷水温度时，控制干湿联合消雾型闭式冷却塔进入串联运行模式，具体包括：优先调高干冷装置中干冷风机和湿冷装置中湿冷风机的运行频率，再根据湿冷装置输出的循环水的出水温度，控制喷淋水泵将喷淋水池内的喷淋水抽至喷淋结构，喷淋结构对湿冷装置的表面进行喷淋，使出水温度满足工艺降温要求。

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