CN1888802A - 一种防冻降雾节水型冷却塔 - Google Patents

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一种防冻降雾节水型冷却塔,涉及一种用于循环水降温的冷却装置。本发明在塔体上下部侧壁上分别设有进风口百叶窗,在塔体内侧紧贴百叶窗分别布置有第一、第二空气冷却器,两类空气冷却器的配水管与循环水进水管连接,而出水管与布水器相连,同时通过旁通管与循环水回水管相连,收水器设置在第一空气冷却器下集水箱之间。本冷却塔因设置空气冷却器对循环水预冷,减小填料段冷却负荷,减少蒸发水量而节水;而出塔气为第一空气冷却器与收水器出口气的混和物,其露点温度等较现有塔小得多,故可消除或降低塔口水雾,有利于环保;第二空气冷却器可增大循环水在空气冷却器中的降温负荷,大大提高节水率,并且对进塔空气有预热作用,可以防止冬季的结冰。

Description

一种防冻降雾节水型冷却塔
技术领域
本发明涉及一种用于循环水降温的冷却塔,可广泛应用于石油、化工、纺织及火力发电等多个技术领域。
背景技术
冷却塔的作用是将携带余热的循环水在塔内与空气进行热交换,把水的热量传输给空气并散入大气,对循环水进行降温。冷却塔按循环水与空气的接触方式分为湿式冷却塔和干式冷却塔两种形式。
在湿式冷却塔中,被播撒在填料表面的循环水与空气直接接触,通过接触传热和蒸发散热,把水的热量传输给空气。湿塔的热交换效率高,水被冷却的极限温度为空气的湿球温度。但是,水因蒸发而造成损耗;且蒸发又使循环的冷却水含盐度增加,为了稳定水质,常采用加药旁滤法及排污法,其中排污法因投资及运行费用低而广为应用,其处理方法即排掉一部分含盐度较高的水,依靠补充水来降低含盐度,即存在排污损失,必须有新水补充,此外,飘水也会造成水的损失。同时,在冷却塔出口处湿热空气会凝结成水雾,造成环境光污染及影响当地气候环境。另外,在寒冷的冬季,进风口的上方会出现结冰现象。
在干式冷却塔中,循环水与空气的热交换是通过散热器壁面传热,将管内水的热量传输给散热器外流动的空气。因为水与空气不直接接触,故干塔没有水的蒸发,所以没有水的蒸发损失,冷却塔出口也无水雾。但由于干塔的冷却极限温度为空气的干球温度,且空气的比热小,干塔的热交换能力远低于湿塔,所以干塔需要大量的金属等材料,因此其造价远比同冷却负荷的湿式塔要高。
发明内容
本发明的目的是提供一种防冻降雾节水型冷却塔,旨在解决湿式冷却塔水损失大、出塔口有水雾和冬天的结冰现象,以及干式冷却塔热交换效率低的问题,以综合湿、干式冷却塔的优点,使其具有较好的防结冰、环保和节水效果。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的:一种防冻降雾节水型冷却塔,含有塔体,设置在塔体内的收水器、布水器、设置在塔体中部的填料层、设置在塔体底部的贮水池,设置在填料层下方塔体侧壁上的填料进风口百叶窗、循环水进水管、循环水回水管以及相应的阀门,其特征在于:在布水器上方塔体侧壁上布置有空气冷却器进风口百叶窗,在塔体内侧紧贴空气冷却器进风口百叶窗对称布置两个第一空气冷却器,所述的收水器设置在两个第一空气冷却器之间;在塔体内侧紧贴填料进风口百叶窗对称布置有两个第二空气冷却器,上述进风口百叶窗的开度均可调,可实现变负荷运行及满足防风沙要求。第一空气冷却器和第二空气冷却器内侧的配水管分别与循环水进水管连接,空气冷却器的出水管与布水器连接,第一空气冷却器的下集水箱和第二空气冷却器的下集水箱分别通过旁通管与循环水回水管相连,设置在旁通管上的旁通阀可用于控制填料层的循环水流量,实现最大限度的节水及防结冰。
本发明的技术特征还在于:第一空气冷却器和第二空气冷却器的配水管与循环水进水管间分别设有阀门。
本发明所述的空气冷却器采用板翅翅片管式、螺旋翅片管式或套装翅片管式结构,基管为圆管、椭圆管或多孔扁管,所述的翅片为平直翅、螺纹翅、波纹翅或百叶窗式翅。所述的布水器采用上喷或下喷布水结构。所述的第一空气冷却器和第二空气冷却器中空气均以循环水呈交叉逆流方式换热。在所述的塔体的顶部设有风机。空气冷却器进水量控制阀可用于调节各空气冷却器的流量,以优化冷却塔运行性能及变负荷运行。第一、第二空气冷却器可实现表面清洗及污水回收要求。
本发明通过改变冷却塔的结构形式,与现有技术相比,具有以下有益效果:①由于设置了空气冷却器对循环水进行预冷,降低了填料段的冷却负荷,减少了蒸发水量,可以节水。②由于从收水器上来的近饱和湿空气要与第一空气冷却器出来的热干空气混合后排出塔外,其含湿量和露点温度较现有常规冷却塔出口空气的含湿量和露点温度小得多,可消除或降低塔口处的水雾,有利于环保。③从空气流动路线来看,第二空气冷却器与填料段串联,之后再与第一空气冷却器并联,这样可以增大循环水在空气冷却器与填料中降温量之比,提高节水率。④由于第二空气冷却器对进塔空气有预热的作用,可以防止寒冷冬季的结冰。
附图说明
图1为本发明提供的防冻降雾节水型冷却塔采用机械通风时的结构示意图。
图2为本发明提供的防冻降雾节水型冷却塔采用自然通风时的结构示意图。
图3为本发明采用的管翅式空气冷却器外形结构示意图。
图中:1-循环水进水管、2-旁通管、3-循环水回水管、4-回水管控制阀、5-贮水池、6-填料进风口百叶窗、7-填料层、8-布水器控制阀、9-布水器、10-收水器、11-下集水箱、12-空气冷却器进风口百叶窗、13-第一空气冷却器、14-上集水箱、15-风机、16-配水管、17-塔体、18-旁通阀、19-固定支架、20-空气冷却器出水管、21-翅片管、22-翅片、23-下集水箱挡板、24-上集水箱挡板、25-第二空气冷却器、26-空气冷却器进水量控制阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明专利作进一步的说明。
图1为本发明提供的防冻降雾节水型冷却塔采用机械通风时的结构示意图。该冷却塔含有塔体17,设置在塔体内的收水器10、布水器9、填料层7、贮水池5,设置在填料层下方塔体侧壁上的填料进风口百叶窗6、循环水进水管1、循环水回水管3以及相应的阀门。在冷却塔的塔体侧壁上对称布置有空气冷却器进风口百叶窗12,在塔体内侧紧贴空气冷却器进风口百叶窗对称布置有第一空气冷却器13a和第一空气冷却器13b,在塔体内侧紧贴填料进风口百叶窗6对称布置有第二空气冷却器25a和第二空气冷却器25b。第一空气冷却器和第二空气冷却器均采用板翅翅片管式、螺旋翅片管式或套装翅片管式结构;基管为圆管、椭圆管或多孔扁管;所述的翅片22为平直翅、螺纹翅、波纹翅或百叶窗式翅。所述的第一空气冷却器设置在布水器的上方,第一空气冷却器安装在固定支架19上,支架固定于冷却塔的承重支撑体上,收水器10设置在两个第一空气冷却器之间。所述的第一空气冷却器和第二空气冷却器内侧的配水管16a、16b和与循环水进水管1连接,将循环水分配到空气冷却器中,第一空气冷却器的水被空气冷却器进风口百叶窗12引入的空气冷却,第二空气冷却器的水被填料进风口百叶窗6引入的空气冷却,第一、第二空气冷却器中的循环水与空气呈交叉逆流换热,经冷却的循环水汇流于空气冷却器的下集水箱11a、11b,循环水由空气冷却器出水管20a、20b经布水器控制阀8进入布水器9,被播撒到冷却塔热交换填料层7上,与空气热交换冷却后,落入贮水池5。空气冷却器的下集水箱11a、11b通过旁通管2与循环水回水管3相连,根据空气条件的不同调控旁通阀18和回水管控制阀4,以最大限度的节水。空气冷却器进风口百叶窗12及填料层7下方填料进风口百叶窗6的开度均可调,以匹配二者的进风量。经过第一空气冷却器后的干热空气和经过填料层换热后的湿热空气混合后在风机15抽吸作用下由塔口排出。
图2为本发明提供的防冻降雾节水型冷却塔采用自然通风时的结构示意图。该冷却塔含有塔体17,设置在塔体内的收水器10、布水器9、填料层7、贮水池5,设置在填料层下方塔体侧壁上的填料进风口百叶窗6、循环水进水管1、循环水回水管3以及相应的阀门。在冷却塔的塔体侧壁上对称布置有空气冷却器进风口百叶窗12,在塔体内侧紧贴空气冷却器进风口百叶窗对称布置有第一空气冷却器13a和第一空气冷却器13b,在塔体内侧紧贴填料进风口百叶窗6对称布置有第二空气冷却器25a和第二空气冷却器25b。第一空气冷却器和第二空气冷却器均采用板翅翅片管式、螺旋翅片管式或套装翅片管式结构;基管为圆管、椭圆管或多孔扁管;所述的翅片22为平直翅、螺纹翅、波纹翅或百叶窗式翅。所述的第一空气冷却器设置在布水器的上方,第一空气冷却器安装在固定支架19上,支架固定于冷却塔的承重支撑体上,收水器10设置在两个第一空气冷却器之间。所述的第一空气冷却器和第二空气冷却器内侧的配水管16a、16b和与循环水进水管1连接,将循环水分配到空气冷却器中,第一空气冷却器的水被空气冷却器进风口百叶窗12引入的空气冷却,第二空气冷却器的水被填料进风口百叶窗6引入的空气冷却,第一、第二空气冷却器中的循环水与空气呈交叉逆流换热,经冷却的循环水汇流于空气冷却器的下集水箱11a、11b,循环水由空气冷却器出水管20a、20b经布水器控制阀8进入布水器9,被播撒到冷却塔热交换填料层7上,与空气热交换冷却后,落入贮水池5。空气冷却器的下集水箱11a、11b通过旁通管2与循环水回水管3相连,根据空气条件的不同调控旁通阀18和回水管控制阀4,以最大限度的节水。空气冷却器进风口百叶窗12及填料层7下方填料进风口百叶窗6的开度均可调,以匹配二者的进风量。经过第一空气冷却器后的干热空气和经过填料层换热后的湿热空气混合后由塔口排出。
图3为本发明采用的管翅式空气冷却器外形结构示意图。循环水由空气冷却器的配水管16进入空气冷却器的上集水箱14,循环水被上集水箱挡板24分配到空气冷却器的翅片管21中顺流而下被冷却,汇流于下集水箱5,循环水再被下集水箱挡板23分配到空气冷却器的翅片管中逆流而上被冷却。冷空气分别从开设在冷却塔塔体侧壁的空气冷却器进风百叶窗12和填料进风口百叶窗6进入第一、第二空气冷却器与翅片管中的循环水呈交叉逆流换热,第一空气冷却器中被加热后的干热空气在第一空气冷却器出风口与经填料层换热后的热湿空气混合后从塔口排出,第二空气冷却器中被加热后的干温空气进入填料与循环水进行蒸发散热,空气冷却器固定支架采用金属或高分子有机复合材料制作,固定支架固定于冷却塔的承重支撑体上。空气冷却器可固定在固定支架上或摆放于固定支架上,也可以通过键栓紧固组件加以固定。空气冷却器布置设计应便于拆换、维护、检修。

Claims (7)

1.一种防冻降雾节水型冷却塔,含有塔体(17),设置在塔体内的收水器(10)、布水器(9)、设置在塔体中部的填料层(7)、设置在塔体底部的贮水池(5),设置在填料层下方塔体侧壁上的填料进风口百叶窗(6)、循环水进水管(1)、循环水回水管(3)以及相应的阀门,其特征在于:在布水器上方塔体侧壁上对称布置有空气冷却器进风口百叶窗(12),在塔体内侧紧贴空气冷却器进风口百叶窗对称布置两个第一空气冷却器(13a、13b),所述的收水器设置在两个第一空气冷却器之间;在塔体内侧紧贴填料进风口百叶窗对称布置两个第二空气冷却器(25a、25b);第一空气冷却器和第二空气冷却器内侧的配水管(16a、16b)分别与循环水进水管(1)连接,空气冷却器的出水管(20a、20b)与布水器连接,第一空气冷却器的下集水箱(11a)和第二空气冷却器的下集水箱(11b)分别通过旁通管(2)与循环水回水管(3)相连。
2.按照权利要求1所述的防冻降雾节水型冷却塔,其特征在于:第一空气冷却器和第二空气冷却器的配水管与循环水进水管间分别设有阀门(26a、26b)。
3.按照权利要求1或2所述的防冻降雾节水型冷却塔,其特征在于:在所述的旁通管(2)上设有用于控制填料层的流量的调节阀(18)。
4.按照权利要求1所述的环保节水型冷却塔,其特征在于:在所述塔体的顶部设有风机(15)。
5.按照权利要求1所述的防冻降雾节水型冷却塔,其特征在于:所述的第一空气冷却器和第二空气冷却器中空气均以循环水呈交叉逆流方式换热。
6.按照权利要求1所述的防冻降雾节水型冷却塔,其特征在于:所述的空气冷却器采用板翅翅片管式、螺旋翅片管式或套装翅片管式结构,所述的翅片管为圆管、椭圆管或多孔扁管,所述的翅片为平直翅、螺纹翅、波纹翅或百叶窗式翅。
7.按照权利要求1所述的防冻降雾节水型冷却塔,其特征在于:所述的布水器采用上喷或下喷布水结构。
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