CN201748846U - 冷却塔配水装置及冷却塔群组 - Google Patents

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张红星
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Abstract

本实用新型涉及一种向并联运行冷却塔群各冷却塔均衡配水的配水装置及整体能效高的并联运行冷却塔群组,其特征是各冷却塔配水进水管出水口加装有周面有竖向槽或竖向有相间孔或槽的进水配水筒,以及各冷却塔接水盘出水口加装有能随水位高低变化同步调节出水流量大小的排水均衡阀。可以简便实现各塔配水均衡,以及排水均衡,从而克服了现有技术因各塔排水不均衡而导致冷却水的浪费或者吸空进空气,影响安全运行,以及配水不均衡导致的降低了冷却塔群组整体效率,造成被冷却设备运行能耗居高不下的缺陷。

Description

冷却塔配水装置及冷却塔群组
技术领域
实用新型涉及一种向并联运行冷却塔群各冷却塔均衡配水的配水装置及整体能效高的冷却塔群组。
背景技术
配合空调制冷机组的冷却塔,在系统设计上通常采用多塔并联运行方案,各冷却塔间通过管道连接。然而,客观上由于管路系统配置(例如管路长短、管路结构)、运行工况变化、管道内流速变化,以及管道及阀门阻力等因素,会造成并联运行各冷却塔,特别是配水近端冷却塔与远端冷却塔配水不均衡,甚至未端或阻力大的部分冷却塔少水或无水配入,此配水不均衡现象在管路总流量较低,例如配水管道内流量只有额定流量30-50%或更低的小流量时更为严重,配水阻力小的冷塔会得到较多配水流量,配水阻力较大的则流量过小或者没有流量。造成进水配水量大的,易发生水外溢,造成不必要的循环冷却水流失浪费;进水配水量小的,易发生缺水,严重会导致水管路进空气,给各冷却塔平稳及安全运行造成严重隐患。特别是各冷却塔配水不均匀,直接影响冷却塔运行效率,不能充分、均衡发挥各冷却塔效率,从而降低了冷却塔群组整体效率,是造成被冷却设备运行能耗居高不下的一个重要原因。
现有技术为解决此问题,通常采用在冷却塔群的各塔上增加在线检测,各塔进水管上加装电控阀(例如电动或电磁阀),通过检测各冷却塔进水流量,相应调整各塔进水电控阀开启度,力求使并联运行各冷却塔配水均匀,确保冷却塔群组高的冷却效率。然而,增加在线检测、电控阀以及控制系统,不仅增加成本较高,而且可靠性不高易损坏;其次,进水流量有时变化频繁,检测、电控阀调节速度又相对缓慢,造成快变慢调控制困难甚至调控失败,实际调控效果不明显。此外,现有技术也有采用在各塔进水端,安装机械恒流阀或压力平衡阀控制各塔流量,机械阀不仅会导致水泵损耗增加,而且特别在水流量较小时,机械阀实际很难平衡,特别是水泵变频或水泵数量增减,造成配水主管道流量变化频繁、幅度大,更是增加了流量均衡自适应控制困难;其次,机械阀的损坏率较高,可靠性不高,加之增加成本较大,实际人们不愿使用。客观上上述原因,使得目前冷却塔群组能效不能充分发挥,造成运行能耗较高。
此外,上述配水不均衡还会造成并联各冷却塔出水不相等,从而导致各冷却塔底部接水盘水位不平衡。造成出水量小的冷却塔,会发生冷却水外溢浪费循环水;出水量大的会发生缺水,造成回水管路进空气,影响安全运行。
为实现平衡接水盘水位,中国专利CN201032231多组冷却塔水位平衡连通系统,提出在各冷却塔接水盘之间并联有一或多个U形连通管,连通管出口设有排污阀门,通过各塔出水两两连接实现各并联冷却塔接水盘水位平衡。然而多个冷却塔间两两连通,不仅需增加较多辅助管路,增加投资成本,在两塔间距离较远时不仅施工难度大,而且有时还难以实现,并且由于管路阻力造成的出不不均衡现象仍得不到消除;其次,当并联塔数量过多,或塔高度有高低差,平衡管仍难以彻底解决各塔接水盘水位相对平衡。
此外,现有技术也有采用分别检测并联各塔接水盘水位,控制电动阀等电控阀门,控制各冷却塔排水量,以保持各冷却塔接水盘水位相对平衡。此法不仅成本过高,而且电子部件、机械损坏率高,维修率高,可靠性不高,使用极不方便。
上述原因,造成目前并联运行冷却塔能效不高,能耗相对较大,且此缺陷长期存在未能得到根本解决,已成为行业一大难题,上述不足仍有值得改进的地方。
实用新型内容
实用新型目的在于克服上述已有技术的不足,提供一种结构简单成本低,可靠性高,且能自适应流量快速变化,能够自适应均衡配水的冷却塔配水装置。
实用新型另一目的在于提供一种能使各冷却塔运行在高能效,且各塔能效均衡,冷却塔群组能效高的冷却塔群组。
实用新型第一目的实现,主要改进是在并联运行冷却塔群组的各冷却塔配水进水管出水口,增加一个有竖向槽或竖向有相间孔或槽的进水配水筒,造成在配水低额定流量时,使得管路阻力较小(来水流量大)的进水配水筒水位升高,从而产生水压势能反作用于进水管,促使此塔进水阻力增加,根据连通管平衡原理,达到向原高进水阻力(例如进水远端)冷却塔配水流量加大,使得各冷却塔进水阻力自动趋向一致,从而平衡了各并联冷却塔进水配水,克服了现有技术的不足,解决了并联运行冷却塔长期存在问题,实现实用新型目的。具体说,实用新型冷却塔配水装置,其特征在于所说配水装置为周面有竖向槽和/或竖向相间孔或槽的进水配水筒。
实用新型所说带竖向槽和/或竖向相间孔或槽的进水配水调节装置,其原理及作用是:在冷却塔进水出口安装后,如果进水流量增加,便会造成水位升高,从而产生水压势能反作用于进水管,使得流量减少。这样在并联冷却塔群间低额定流量配水不均匀时,通过此配水筒产生水压的调节作用,促使各冷却塔进水阻力趋向一致,从而达到平衡各并联冷却塔进水配水。按此原理其结构形式可以有多种,例如单筒周面有竖向槽、周面有竖向相间出水孔和/或槽结构,其中周面相间竖孔和/或槽,或者竖向连续槽,可以是垂直竖向,也可以是螺旋竖向;进水配水筒还可以是进水、出水分开的双筒结构,或者进水、出水分开的内外套筒结构。其中较好为内筒上有不同高度出水孔和/或槽的套筒式结构。
为提高调节灵敏度,进水配水筒高度相对高比低要好,高度高其产生的反作用水压势能大,调节灵敏、空间大,调节效果好,试验表明,其中高度较适宜在500-1500mm,如果在配水管道阻力大时,还可以通过增加配水筒高度提高调节灵敏度。
实用新型第二目的实现,主要是在并联各冷却塔的进水管出口安装有周面有竖向槽和/或竖向相间孔或槽的进水配水筒。从而达到自动均衡并联各冷却塔进水配水量,使各冷却塔冷却能效均衡,从而提高并联设置冷却塔群组的整体能效。
此外,为防止冷却塔群组中冷却水外溢浪费循环水,或者回水管路进空气,均衡各冷却塔接水盘水位很重要,一种较好是在各冷却塔接水盘出水口有能随水位高低变化同步调节出水流量大小的排水均衡阀,使之能根据各自接水盘水位自动调节出水量,以均衡各冷却塔接水盘水位,防止出现上述不良现象。
根据水位自动调节出水量的均衡阀,其作用是使得在接水盘水位高,能自动调节排水阀开启度加大排水流量,水位低能自动减小排水阀开启度减少排水流量,从而达到并联各塔接水盘能随水位变化自动调节排水量,确保并联各冷却塔接水盘水位趋向相对一致(排除塔本身高差不同影响)。根据前述功能原理,排水均衡阀阀具体结构不限,可以是采用浮体拉动控制阀门开度,也可以是通过其他方法检测水位控制阀门开度,例如电子检测电控阀,其中最为简单采用浮体控制阀门开度,例如类似水箱进水用浮球阀、如浮球拉动控制开口球形或半球阀,浮球拉动控制闸板阀等。
实用新型冷却塔配水装置,及应用此装置于并联运行冷却塔,相对于现有技术,由于并联运行各冷却塔采用此进水配水调节装置,使得在配水管路流量相对较小造成配水不均衡现象得到克服,例如当并联运行某一冷却塔管道阻力相对较小流量增加,由于出水是通过高度方向上孔、槽排出,造成在配水装置中进水与出水流量不完全相等,导致配水装置内水位上升(根据来水流量大小,产生不同压力),从而增加了水位势能压力,此水位势能压力反作用于进水管路,从而使得因进水阻力增加流量降低,根据连通管压力平衡原理,增加了向小流量(高阻力区)的流量,从而解决了在30%~100%流量间各塔间均匀进水,从而达到均衡各塔配水,实现了并联冷却塔机组联合运行时,各塔配水持续稳定,各冷却塔能效得到充分发挥,提高了整体运行能效。首创了利用实用新型进水配水调节装置,使进水流量变化转变为压力变化,反作用于进水管,从而调节并达到平衡各塔进水(低流速易平衡)。此外,在各冷却塔接水盘出水口增设排水随水位变化调节出水流量的调节阀,使得能根据各冷却塔接水盘水位自动调节流出水量,均衡了各冷却塔接水盘水位,较好解决了因各塔排水不均衡产生的冷却水外溢流失或水位过低排空造成水管进空气影响安全运行的缺陷,即使各塔高低不平也不会出现前述现象。并且此控制不受塔间距离、数量限制,大大降低了为改变此现象的工程造价。特别是利用浮体拉动改变阀开口大小的浮体控制阀门,更是结构简单,成本低,动作反应灵敏可靠,故障率低。实用新型冷却塔配水装置,同样适用于单个冷却塔进水配水。
以下结合若干个具体实施例,示例性说明及帮助进一步理解实用新型,但实施例具体细节仅是为了说明实用新型,并不代表实用新型构思下全部技术方案,因此不应理解为对实用新型总的技术方案限定,一些在技术人员看来,不偏离实用新型构思的非实质性增加和/或改动,例如以具有相同或相似技术效果的技术特征简单改变或替换,均属实用新型保护范围。
附图说明
图1为实施例1冷却塔配水装置结构示意图。
图2为实施例2冷却塔配水装置结构示意图。
图3为图2剖视结构示意图。
图4为实施例3冷却塔配水装置结构示意图。
图5为图4剖视结构示意图。
图6为实施例4冷却塔配水装置结构示意图。
图7为实施例5冷却塔配水装置结构示意图。
图8为并联冷却塔群组安装配水装置结构示意图。
图9为并联冷却塔群组安装出水流量自动调节均衡阀结构示意图。
图10为均衡阀为浮球阀结构示意图。
具体实施方式
实施例1:参见图1,实用新型冷却塔配水装置,有高约1米左右的内筒1和外筒3松套合组成,内外筒底部分别有进水口5和出水口4,内筒周面有呈螺旋纵向上升排列的多个相间通孔2,通孔总截面积≥进水管截面。使用时,将内筒进水端口5与冷却塔进水管连接。
工作原理:进水首先进入内筒,然后通过内筒周面上的相间通孔溢出进入外筒向冷却塔配水,如果进水流量大时,则进入内筒水量增加,由于采用通孔出水,使得部分孔出水流量总是低于进水流量,造成内筒水位升高,升高水位产生水压反作用于进水管增加了进水阻力,使得进水流量减少。由连通管路压力平衡原理,增加了向原进水阻力相对大的冷却塔配水量,从而使得各冷却塔进水量趋于大致平衡。同时设置在内筒上的总开孔截面≥进水截面,因此不会出现进水流量特大时产生溢出。
实施例2:参见图2、3,冷却塔配水装置,包括一个封闭筒6,由纵向隔板7分隔成左进水腔、右出水腔,两腔下端分别有进水口8和出水口9,纵向隔板上有纵向V形槽10,使左右腔体连通,V形槽总截面积≥进水管截面。
工作原理基本同例1,当左侧进水腔进水流量大时,进水腔出水流量,因V形槽仅是部分增大,造成左侧水位升高,从而增加了对进水的压力,导致进水阻力增加,降低进水流量。
实施例3:参见图4、5,如实施例2,冷却塔配水装置,包括一个封闭筒11,由纵向中间隔板12分隔成左进水腔、右出水腔,两腔下端分别有进水口14.1和出水口14.2,纵向隔板12上有纵向相间由小至大通孔13,使左右腔体连通,通孔总截面积≥进水管截面。工作原理同前述实施例。
实施例4:参见图6,冷却塔配水装置,由单个筒体15,周面纵向有出水槽18,底部有进水接口17,出水槽总截面积≥进水管截面。工作原理同前述实施例。
实施例5:参见图7,冷却塔配水装置,包括左右两个并列筒体18.1和18.2,及下端的出水口20和进水口21,两筒间有纵向相间排列若干连通短管19相连,进水筒底部有排污口22。连通管总截截面≥进水管截面。工作原理同前述实施例。
实施例6:参见图8,实用新型冷却塔群组,包括并联运行的冷却塔23.1和23.2(可以为多个,仅用二个说明),分别有配水总管24和排水总管27连接,其中各塔有二个供水分管25.1和25.2,其出口端连接有前述实施例所述冷却塔配水装置26.1和26.2。
实施例7:参见图9,如实施例6,其中各冷却塔接水盘A中有能随水位高低变化同步调节出水流量大小的排水均衡阀28.1和28.2,例如浮体带动阀板的调节阀,使之能根据各自接水盘水位自动调节出水量,以均衡各冷却塔接水盘水位。
实施例8:参见图10,如实施例7,排水均衡阀设置于冷却塔接水盘中,出水端与排水管27连接,中空球阀体29上有开度可调摆动弧形阀板30,摆动弧形阀板通过杠杆32与浮球31连接,其中浮球高度位置可调。当接水盘中水位较高时,浮球作用使得阀板30开度变大,排水流量增多,反之相反。
对于本领域技术人员来说,在本专利构思及具体实施例启示下,能够从本专利公开内容及常识直接导出或联想到的一些变形,本领域普通技术人员将意识到也可采用其他方法,或现有技术中常用公知技术的替代,以及特征间的相互不同组合,例如冷却塔配水装置具体结构形式的改变,排水均衡阀结构的改变,并联冷却塔数量的变化,等等的非实质性改动,同样可以被应用,都能实现与上述实施例基本相同功能和效果,不再一一举例展开细说,均属于本专利保护范围。
为描述上的方便,专利所说进水、配水为同义语。

Claims (9)

1.冷却塔配水装置,其特征在于所说配水装置为周面有竖向槽和/或竖向相间孔或槽的进水配水筒。
2.根据权利要求1所述冷却塔配水装置,其特征在于进水配水筒周面竖向槽和/或竖向相间孔或槽总截面积≥进水管截面。
3.根据权利要求1所述冷却塔配水装置,其特征在于进水配水筒高度500-1500mm。
4.根据权利要求1、2或3所述冷却塔配水装置,其特征在于进水配水筒为内筒上有不同高度出水孔和/或槽的套筒式结构。
5.冷却塔群组,包括并联运行的多个冷却塔,其特征在于各冷却塔配水管出水口有周面有竖向槽和/或竖向相间孔或槽的进水配水筒。
6.根据权利要求5所述冷却塔群组,其特征在于进水配水筒为内筒上有不同高度出水孔和/或槽的套筒式结构。
7.根据权利要求5或6所述冷却塔群组,其特征在于各冷却塔接水盘出水口有能随水位高低变化同步调节出水流量大小的排水均衡阀。
8.根据权利要求7所述冷却塔群组,其特征在于排水均衡阀为浮体带动阀板阀。
9.根据权利要求8所述冷却塔群组,其特征在于浮体带动阀板阀,阀体为中空球体或半球体,与开度可调摆动弧形阀板组成。
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