CN116952003B - 一种空冷岛移动式喷淋降温系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空冷岛移动式喷淋降温系统，属于空冷岛降温技术领域。该空冷岛移动式喷淋降温系统设置于空冷岛内部的支架上，包括一组设置在支架上的喷淋结构，一组喷淋结构包括一个吹风单元和多个喷淋单元；吹风单元设置于所述支架上，吹风单元吹出的风朝向所述空冷岛上设有的散热器；各喷淋单元均包括滑轨、齿条、滑块、齿轮、电机和喷嘴，所述滑轨水平设置于所述支架上，滑轨固定连接与滑轨互相平行的齿条，齿条啮合齿轮，齿轮固定连接在电机的输出轴。本空冷岛移动式喷淋降温系统能够用于实现对散热器上温度更高的部位进行快速降温，有利于散热器的正常运行，保证了机组运行的安全性和稳定性，同时有效的节约用水。
Description
技术领域
本发明涉及空冷岛降温技术领域，具体涉及一种空冷岛移动式喷淋降温系统。
背景技术
我国的能源禀赋决定了未来很长一段时间，火力发电仍将占据主导地位。火力发电过程中通常利用冷却水对设备降温，火电厂的规模化和大型化导致对冷却水的需求量也急剧升高，加剧了水资源的紧张局面，这一点在我国的北方地区尤为明显，但同时北方地区煤炭资源十分丰富，这一尖锐的矛盾，大大限制了我国北方地区火电的发展。
当夏季气温较高时，火电机组满负荷下背压可高达30kpa，有可能达到机组的背压保护动作值，使汽轮机组保护动作跳闸，难以保证汽轮机组运行的安全性和稳定性，同时会导致煤耗过高。
为解决这一问题，人们开始利用空气冷却系统对汽轮机空冷机组上的散热器进行降温，所需的冷却空气通常由机械通风方式供给，空冷岛系统应运而生。
目前大部分空冷岛都具有喷淋降温系统，由于空冷岛上的散热器温度分布复杂，目前的喷淋降温技术应用于散热器时，由于空冷岛内部的流动场和散热器的温度场分布不均匀，对于温度更高的位置不能够及时降温。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种空冷岛移动式喷淋降温系统，用于实现对散热器上温度更高的部位进行快速降温，有利于散热器的正常运行，保证了机组运行的安全性和稳定性，同时有效的节约用水。
本发明提供了一种空冷岛移动式喷淋降温系统设置于空冷岛内部的支架上，包括一组设置在支架上的喷淋结构，一组喷淋结构包括一个吹风单元和多个喷淋单元；吹风单元设置于所述支架上，吹风单元吹出的风朝向所述空冷岛上设有的散热器；各喷淋单元均包括滑轨、齿条、滑块、齿轮、电机和喷嘴，所述滑轨水平设置于所述支架上，滑轨固定连接与滑轨互相平行的齿条，齿条啮合齿轮，齿轮固定连接在电机的输出轴，电机和所述喷嘴均设置在滑块上，喷嘴连通水源朝向上方喷水，滑块滑动设置在滑轨上；多个喷淋单元在同一水平面矩阵排列。
较佳地，所述喷淋结构为多组，多组喷淋结构均水平设置在支架上的同一平面；所述的空冷岛移动式喷淋降温系统还包括监控单元，监控单元包括处理器和多个温度传感器，所述多个温度传感器均匀分布在所述空冷岛表面设有的散热器上，并将散热器上各处的温度实时发送给控制器，控制器接收到各处温度信号后，作出判断，并控制多组喷淋结构上对应的电机动作。
较佳地，管路单元包括进水总管和多个进水分管，各所述喷嘴连通进水分管的一端，进水分管上设置有能够改变水流量的第一手动阀和第一电磁阀，多个进水分管的另一端共同连通进水总管。
较佳地，所述管路单元还包括喷淋水泵、喷淋水箱、喷淋水箱呼吸阀、补水管和第二电磁阀，所述喷淋水泵设置在所述进水总管上，进水总管连通所述喷淋水箱，喷淋水箱上设置有喷淋水箱呼吸阀，喷淋水箱连通补水管，补水管上设置有第二电磁阀。
较佳地，所述空冷岛包括蒸汽母管、集水箱、两个散热器和多个散热翅片，所述蒸汽母管同时架设在两个散热器的上方，两个散热器呈人字形设置，两个散热器的下端共同搭设在集水箱的箱体上，散热器内部分布多个散热翅片，蒸汽母管的管体上设有多个朝向两个散热器内部喷射蒸汽的喷射孔。
较佳地，一个所述喷淋单元包括两个所述喷嘴，两个所述喷嘴通过三通管共同连通所述进水分管，三通管固定设置在滑块上。
较佳地，所述各喷淋单元均包括两个滑轨，两个滑轨上下互相平行设置，且分别滑动连接滑块的上下两端，各滑轨的两端均设有限位开关。
较佳地，所述第二电磁阀与所述喷淋水箱之间的管路上设有手动补水阀，同时所述补水管还通过补水旁路手动阀连通所述喷淋水箱。
较佳地，所述喷淋水泵的数量为两个，两个喷淋水泵并联设置在所述进水总管上，各喷淋水泵的前后管路上均同时设置入口手动阀和出口逆止阀，进水总管的出口端分别设置总逆止阀和第三电磁阀。
较佳地，所述吹风单元为风机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：空冷岛使用过程中，启动吹风单元，吹风单元向上产生气流，同时喷嘴向上喷出水雾，水雾在气流的引导下向上移动并附着在散热器的下表面，实现与散热器下表面之间的换热，当散热器上的温度出现不均匀分布时，控制电机转动，在齿轮驱动齿条移动的情况下，使得滑块带动喷嘴朝向温度更高的散热器的位置移动，用于实现对散热器上温度更高的部位进行快速降温，有利于散热器的正常运行，保证了机组运行的安全性和稳定性，同时有效的节约用水。
附图说明
图1为本发明的空冷岛示意图；
图2为本发明的喷淋单元示意图；
图3为本发明的喷淋单元管路图；
图4为本发明的管路单元示意图；
图5为图4的局部俯视图；
图6为散热器的横向剖视图。
附图标记说明：
1.空冷岛，2.吹风单元，3.滑轨，4.齿条，5.滑块，6.齿轮，7.喷淋水泵，8.喷嘴，9.处理器，10.温度传感器，11.进水分管，12.第一手动阀，13.进水总管，14.喷淋水箱，15.喷淋水箱呼吸阀，16.补水管，17.第二电磁阀，18.蒸汽母管，19.集水箱，20.散热器，21.三通管，22.限位开关，23.手动补水阀，24.补水旁路手动阀，25.入口手动阀，26.出口逆止阀，27.第一电磁阀，28.总逆止阀，29.第三电磁阀。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种空冷岛移动式喷淋降温系统设置于空冷岛1内部的支架上，如图1-3包括一组设置在支架上的喷淋结构，一组喷淋结构包括一个吹风单元2和多个喷淋单元；吹风单元2设置于所述支架上，吹风单元2吹出的风朝向所述空冷岛1上设有的散热器20；各喷淋单元均包括滑轨3、齿条4、滑块5、齿轮6、电机和喷嘴8，所述滑轨3水平设置于所述支架上，滑轨3固定连接与滑轨3互相平行的齿条4，齿条4啮合齿轮6，齿轮6固定连接在电机的输出轴，电机和所述喷嘴8均设置在滑块5上，喷嘴8连通水源朝向上方喷水，滑块5滑动设置在滑轨3上；多个喷淋单元在同一水平面矩阵排列。
空冷岛1使用过程中，启动吹风单元2，吹风单元2向上产生气流，同时喷嘴8向上喷出水雾，水雾在气流的引导下向上移动并附着在散热器20的下表面，实现与散热器20下表面之间的换热，当散热器20上的温度出现不均匀分布时，控制电机转动，在齿轮6驱动齿条4移动的情况下，使得滑块5带动喷嘴8朝向温度更高的散热器20的位置移动，用于实现对散热器20上温度更高的部位进行快速降温，有利于散热器20的正常运行，保证了机组运行的安全性和稳定性，同时有效的节约用水。
采用机械雾化喷嘴8，将水流雾化成直径可达100μm以下的水滴，极大地增加了水滴与散热器20的接触面积，实现节约用水的目的。
优选地，如图1-5所述喷淋结构为多组，多组喷淋结构均水平设置在支架上的同一平面；所述的空冷岛移动式喷淋降温系统还包括监控单元，监控单元包括处理器9和多个温度传感器10，所述多个温度传感器10均匀分布在所述空冷岛1表面设有的散热器20上，并将散热器20上各处的温度实时发送给控制器9，控制器9接收到各处温度信号后，作出判断，并控制多组喷淋结构上对应的电机动作。
温度传感器10为红外测温传感器，进行无接触式实时温度监测，控制器实时接收多个温度传感器10检测到的温度值，根据检测到的温度值判断散热器20表面的温度分布状态，当某处的温度超过设定阈值或者某处温度明显升高时，控制器输出动作信号，使得各处电机工作，并且滑块5带动喷嘴8自动朝向温度较高的位置移动，实现对散热器20上较高温度位置进行自动地快速降温的目的。
优选地，如图3-5管路单元包括进水总管13和多个进水分管11，各所述喷嘴8连通进水分管11的一端，进水分管11上设置有能够改变水流量的第一手动阀12和第一电磁阀27，多个进水分管11的另一端共同连通进水总管13。
使用之前，手动开启第一手动阀12，然后通过控制器9控制第一电磁阀27打开，使得进水总管13内的水流能够进入进水分管11内，再经过喷嘴8实现喷淋的目的；散热器20表面某处温度较高时，控制器9控制温度较高位置周围的喷嘴8全部快速移动到散热器20上温度较高位置的正下方，控制器9控制第一电磁阀27的开度增大，增加喷雾量，实现快速精准降温；而当远离温度较高位置的喷淋单元，附近的温度较低时，控制器9控制此处的部分喷淋单元上的第一电磁阀27开度减小，能够在散热器20正常使用的状态下，减少用水量。
优选地，如图4所述管路单元还包括喷淋水泵7、喷淋水箱14、喷淋水箱呼吸阀15、补水管16和第二电磁阀17，所述喷淋水泵7设置在所述进水总管13上，进水总管13连通所述喷淋水箱14，喷淋水箱14上设置有喷淋水箱呼吸阀15，喷淋水箱14连通补水管16，补水管16上设置有第二电磁阀17；所述第二电磁阀17与所述喷淋水箱14之间的管路上设有手动补水阀23，同时所述补水管16还通过补水旁路手动阀24连通所述喷淋水箱14。
当环境温度较高、背压较高时，检查喷淋水箱14的水位情况，判断本空冷岛移动式喷淋降温系统是否具备启动条件；当喷淋水箱14的水位高度不足2/3时，手动开启手动补水阀23、通过控制器9控制第二电磁阀17开启，实现对喷淋水箱14进行补水，若所需补水量过高时可以同时开启补水旁路手动阀24，加快喷淋水箱14的补水；当喷淋水箱14水位高于1/2时，本空冷岛移动式喷淋降温系统具备启动条件，手动将入口手动阀25打开，向喷淋水泵7注水，喷淋水箱14水位不够高时，水箱内部所含空气量较高，若直接打开入口手动阀并启动喷淋水泵，喷淋水会携带空气流经水泵，容易发生气蚀造成损坏，因此喷淋降温系统设置了水箱内高水位才能启动的条件，防止携带大量空气，且需要先打开入口手动阀向水泵内注水，注水完毕后再启动水泵，用于消除气蚀带来的危害。
优选地，如图1、图4和图6所述空冷岛1包括蒸汽母管18、集水箱19、两个散热器20和多个散热翅片，所述蒸汽母管18同时架设在两个散热器20的上方，两个散热器20呈人字形设置，两个散热器20的下端共同搭设在集水箱19的箱体上，散热器20内部分布多个散热翅片，蒸汽母管18的管体上设有多个朝向两个散热器内部喷射蒸汽的喷射孔。
蒸汽母管18内流通高温蒸汽，同时高温蒸汽能够通过喷射孔喷向两个散热器20的内部，导致散热器20温度升高，下方的吹风单元2向上产生气流，同时喷嘴8向上喷出水雾，水雾在气流的引导下向上移动并附着在散热器20下表面，实现与散热器20下表面之间的换热，期间，高温蒸汽冷凝的水流沿着散热器20的倾斜方向流向集水箱19，进行重新利用。
优选地，如图2-3一个所述喷淋单元包括两个所述喷嘴8，两个所述喷嘴8通过三通管21共同连通所述进水分管11，三通管21固定设置在滑块5上。
优选地，如图2所述各喷淋单元均包括两个滑轨3，两个滑轨3上下互相平行设置，且分别滑动连接滑块5的上下两端，各滑轨3的两端均设有限位开关22。
滑块5移动时触碰到限位开关22，限位开关22发送信号到控制器9，控制器9判断滑块5已经移动到极限位置，输出电机反向转动的动作命令。
优选地，如图4所述喷淋水泵7的数量为两个，两个喷淋水泵7并联设置在所述进水总管13上，各喷淋水泵7的前后管路上均同时设置入口手动阀25和出口逆止阀26，进水总管13的出口端分别设置总逆止阀28和第三电磁阀29。
两个并联的喷淋水泵7互为备用，能够单独使用，也能够共同使用，当其中一个喷淋水泵7故障或者喷淋水压力较低时，启动另一个喷淋水泵7，两个喷淋水泵7均为高压柱塞泵。
优选地，所述吹风单元2为风机。
本发明的空冷岛移动式喷淋降温系统的使用方法如下：
在使用时，蒸汽母管18内流通高温蒸汽，同时高温蒸汽能够通过喷射孔喷向两个散热器20的内部，导致散热器20温度升高；
为了降低散热器20出现的局部高温，解决机组背压升高的问题，进行以下操作：
首先，当喷淋水箱14水位高于1/2时，本空冷岛移动式喷淋降温系统具备启动条件，对喷淋水泵7注水完毕后，通过控制器9控制第三电磁阀29打开，随后启动喷淋水泵7，提供喷淋水；当喷淋水箱14的水位高度不足2/3时，手动开启手动补水阀23、通过控制器9控制第二电磁阀17开启，实现对喷淋水箱14进行补水，若所需补水量过高时可以同时开启补水旁路手动阀24，加快喷淋水箱14的补水；
控制器9实时接收多个温度传感器10检测到的温度值，根据检测到的温度值判断散热器20表面的温度分布状态，当某处的温度超过设定阈值或者某处温度明显升高时，控制器9输出动作信号，使得各处电机工作，并且滑块5带动喷嘴8自动朝向温度较高的位置移动；
同时，开启各个位置的手动阀，控制器9控制温度较高位置周围的喷嘴8全部快速移动到散热器20上温度较高位置的正下方，控制器9控制第一电磁阀27的开度增大，增加喷雾量，实现快速精准降温和对散热器20上较高温度位置进行自动地快速降温的目的；
最后，降温后，控制器9接收到温度降低的信号，适应性关小第一电磁阀27的开度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种空冷岛移动式喷淋降温系统，设置于空冷岛(1)内部的支架上，其特征在于，包括一组设置在支架上的喷淋结构，一组喷淋结构包括一个吹风单元(2)和多个喷淋单元；
吹风单元(2)，设置于所述支架上，吹风单元(2)吹出的风朝向所述空冷岛(1)上设有的散热器(20)；
各喷淋单元，均包括滑轨(3)、齿条(4)、滑块(5)、齿轮(6)、电机和喷嘴(8)，所述滑轨(3)水平设置于所述支架上，滑轨(3)固定连接与滑轨(3)互相平行的齿条(4)，齿条(4)啮合齿轮(6)，齿轮(6)固定连接在电机的输出轴，电机和所述喷嘴(8)均设置在滑块(5)上，喷嘴(8)连通水源朝向上方喷水，滑块(5)滑动设置在滑轨(3)上；多个喷淋单元在同一水平面矩阵排列；
所述喷淋结构为多组，多组喷淋结构均水平设置在支架上的同一平面；
所述的空冷岛移动式喷淋降温系统还包括监控单元，监控单元包括处理器(9)和多个温度传感器(10)，所述多个温度传感器(10)均匀分布在所述空冷岛(1)表面设有的散热器(20)上，并将散热器(20)上各处的温度实时发送给控制器(9)，控制器(9)接收到各处温度信号后，作出判断，并控制多组喷淋结构上对应的电机动作。
2.如权利要求1所述的空冷岛移动式喷淋降温系统还包括管路单元，其特征在于，管路单元包括进水总管(13)和多个进水分管(11)，各所述喷嘴(8)连通进水分管(11)的一端，进水分管(11)上设置有能够改变水流量的第一手动阀(12)和第一电磁阀(27)，多个进水分管(11)的另一端共同连通进水总管(13)。
3.如权利要求2所述的空冷岛移动式喷淋降温系统，其特征在于，所述管路单元还包括喷淋水泵(7)、喷淋水箱(14)、喷淋水箱呼吸阀(15)、补水管(16)和第二电磁阀(17)，所述喷淋水泵(7)设置在所述进水总管(13)上，进水总管(13)连通所述喷淋水箱(14)，喷淋水箱(14)上设置有喷淋水箱呼吸阀(15)，喷淋水箱(14)连通补水管(16)，补水管(16)上设置有第二电磁阀(17)。
4.如权利要求1所述的空冷岛移动式喷淋降温系统，其特征在于，所述空冷岛(1)包括蒸汽母管(18)、集水箱(19)、两个散热器(20)和多个散热翅片，所述蒸汽母管(18)同时架设在两个散热器(20)的上方，两个散热器(20)呈人字形设置，两个散热器(20)的下端共同搭设在集水箱(19)的箱体上，散热器(20)内部分布多个散热翅片，蒸汽母管(18)的管体上设有多个朝向两个散热器(20)内部喷射蒸汽的喷射孔。
5.如权利要求2所述的空冷岛移动式喷淋降温系统，其特征在于，一个所述喷淋单元包括两个所述喷嘴(8)，两个所述喷嘴(8)通过三通管(21)共同连通所述进水分管(11)，三通管(21)固定设置在滑块(5)上。
6.如权利要求1所述的空冷岛移动式喷淋降温系统，其特征在于，所述各喷淋单元均包括两个滑轨(3)，两个滑轨(3)上下互相平行设置，且分别滑动连接滑块(5)的上下两端，各滑轨(3)的两端均设有限位开关(22)。
7.如权利要求3所述的空冷岛移动式喷淋降温系统，其特征在于，所述第二电磁阀(17)与所述喷淋水箱(14)之间的管路上设有手动补水阀(23)，同时所述补水管(16)还通过补水旁路手动阀(24)连通所述喷淋水箱(14)。
8.如权利要求3所述的空冷岛移动式喷淋降温系统，其特征在于，所述喷淋水泵(7)的数量为两个，两个喷淋水泵(7)并联设置在所述进水总管(13)上，各喷淋水泵(7)的前后管路上均同时设置入口手动阀(25)和出口逆止阀(26)，进水总管(13)的出口端分别设置总逆止阀(28)和第三电磁阀(29)。
9.如权利要求1所述的空冷岛移动式喷淋降温系统，其特征在于，所述吹风单元(2)为风机。
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2023
- 2023-07-31 CN CN202310950575.9A patent/CN116952003B/zh active Active
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