CN204027617U - 用于测量蒸发冷却、蒸发冷凝设备淋水参数的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于测量蒸发冷却、蒸发冷凝设备淋水参数的装置，包括淋水收集测量装置、移动定位归零装置，淋水收集测量装置包括一个内部装有液位计和热电阻的存水容器、一个位于冷却冷凝设备外的存水量与水温显示器，液位计和热电阻连接存水量与水温显示器，移动定位归零装置连接淋水收集测量装置，将淋水收集测量装置移动到被测点进行定位以及测量完成后倒空存水进行归零。使用该装置可校验冷却系统中其淋水流量仪表是否正常工作，同时可以得出蒸发冷却冷凝设备中测点的局部淋水密度，从而了解整塔的淋水均匀性。

Description

用于测量蒸发冷却、蒸发冷凝设备淋水参数的装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于测量淋水参数的装置，尤其是一种用于测量蒸发冷却或蒸发冷凝设备淋水参数的装置。

背景技术

在工业生产中，会产生大量的废热，为了维持机器的正常运转，一般采用大量的冷却水将废热带走。现实中的需要大大推动了冷却技术的发展，于是就产生了蒸发冷却冷凝设备。蒸发冷却冷凝设备的作用就是将携带废热的冷却水在塔内与空气进行热交换，使废热传播给空气，散入大气中。由此可见，蒸发冷却冷凝设备在工业生产中的重要性。蒸发冷却冷凝设备的主要构造部件有通风系统、配水系统、淋水装置。在蒸发冷却冷凝设备的设计和使用中，有几项重要指标，主要有冷却效率、耗电比、飘水率、噪声等，这些指标都是衡量蒸发冷却冷凝设备在实际应用中的效率的重要参数。为了保证冷却冷凝设备行业健康可持续发展，相关主管部门制定了一系列的生产、测试规范，如GB/T 7190.1—2008以及DB 31/T204—2010要优化这些指标，淋水密度是一个十分关键的设计参数。

蒸发冷却（冷凝）设备的配水系统是在于将热水均匀地分配到整个淋水面积上，从而使喷淋水发挥最大的冷却能力。分布的均匀与否决定了热交换的效率。因此，需要研究解决配水系统里淋水分布问题。测量淋水单位时间的流量和以及检验淋水分布是否均匀。

发明内容

本实用新型是为解决目前测量蒸发冷却（冷凝）设备淋水密度测量的技术问题，而提供一种用于测量蒸发冷却、蒸发冷凝设备淋水参数的装置，该装置与现有的通过超声波流量计等装置测量总淋水量除以淋水截面积得到平均淋水密度相比，最大的特点是能够了解局部淋水密度和水温，从而了解淋水的均匀性和冷却效果，并在没有流量计的情况下可反推算出总淋水量，或者校核现场流量测量装置是否可靠，增加了淋水参数测量的信息量，使测量淋水参数对了解冷却设备运行状态和改善冷却设备性能更有意义。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种用于测量蒸发冷却、蒸发冷凝设备淋水参数的装置，包括一个用于测量被测点喷淋水量的淋水收集测量装置,以及一个带动淋水收集测量装置完成全部被测点测量的移动定位归零装置，其特点是：淋水收集测量装置包括一个内部装有液位计和热电阻的存水容器、一个位于冷却冷凝设备外的存水量与水温显示器，液位计和热电阻连接存水量与水温显示器；所述移动定位归零装置连接淋水收集测量装置；对于小型设备测量，所述移动定位归零装置由可伸缩连接杆、可伸缩支撑架组成，一根可伸缩连接杆与二个可伸缩支撑架相互垂直连接，且可伸缩连接杆与可伸缩支撑架之间可移动和转动连接，可伸缩连接杆后端部上设有水平仪；可伸缩支撑架下端设有底座；可伸缩连接杆前端与存水容器前侧面中部的连接孔固定连接；对于大中型设备测量，移动定位归零装置包括缆绳固定板、缆绳、拉绳，紧绳器、滑动装置，滑动装置前端设有连接孔，连接孔两侧面各有一个开槽，后端设有缆绳滑道孔，位于缆绳滑道孔与连接孔之间的连接块两侧对称设有拉绳环，两个滑动装置分别通过其上的连接孔与存水容器上部左、右两侧的连接转轴配合可转动连接，并用定位螺栓分别从两侧的开槽插入后与连接转轴上的定位连接螺孔连接；滑动装置上的每个拉绳环和存水容器底端上的拉绳环分别连接一根拉绳，每个缆绳滑道孔内穿有缆绳，每根缆绳二端分别与固定在冷却冷凝设备两边的百叶窗上的两块缆绳固定板中同一侧的紧绳器连接。 

存水容器上部左、右两侧分别设有一个连接转轴，且二个连接转轴在同一轴线上，每个连接转轴侧面设有定位连接螺孔；存水容器前侧面中部设有连接孔，底面设有拉绳环。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的主体是一个开口的存水容器，内部安装液位计及热电阻。其测量值可通过外部数显装置读取。测量过程中，当存水容器到达测量位置且将存水归零后，在开始接水的同时开始计时，到规定存水量读数时按停计时器，记录计时器上的用时和通过液位计测量值转换为存水量的读数（即规定存水量），以及记录通过热电阻转换的温度读数。这样能通过一定时间内的存水量除以存水容器开口处的面积，计算出该测量位置的淋水密度。在该容器内，用热电阻可同时测量其水温。使用这个方法，在冷却冷凝设备的其它测量位置进行同样的测量操作，得到各处的淋水密度和水温，用以判断蒸发冷却冷凝设备的淋水分布和冷却效果是否均匀，有利于及时调整。

在蒸发冷却冷凝设备的设计和使用中，淋水密度是优化蒸发冷却冷凝设备冷却效率、耗电比、飘水率、噪声等的关键设计参数。使用该装置可校验冷却系统中其淋水流量仪表的准确性，同时可以得出蒸发冷却冷凝设备中测点的局部淋水密度，淋水的均匀性直接关系冷却效率，因此本装置方便对淋水系统的调试，同时使淋水均匀性纳入国家标准具有了可操作性。

附图说明

图1是逆流开式冷却冷凝设备内淋水参数测试位置的示意图；

图2是逆流闭式冷却冷凝设备内淋水参数测试位置的示意图；

图3是本实用新型用于测量小型冷却冷凝设备的总体结构示意图； 

图4是存水容器示意图；

图5是可伸缩支撑架受力图；

图6是本实用新型用于测量大中型冷却冷凝设备的总体结构示意图； 

图7是用于测量大中型设备时存水容器与滑动装置连接的示意图； 

图8是图7中沿A-A剖视图；

图9是图8中沿B-B剖视图；

图10是滑动装置结构立体示意图； 

图11是缆绳固定板结构立体示意图；

图12是紧绳器结构立体示意图；

图13是冷却冷凝设备横截面等分为九个单元格示意图；

图14是本实用新型测量小型冷却冷凝设备时的示意图；

图15是本实用新型测量大中型冷却冷凝设备时的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

本实用新型的装置主要用于如图1、2所示的逆流开式冷却塔和逆流闭式冷却冷凝设备，在逆流开式冷却塔和逆流闭式冷却冷凝设备的进风区的测试区域A通过多点测量局部淋水密度和平均水温，估算逆流开式冷却塔的冷却水或者逆流闭式冷却塔以及蒸发冷却（冷凝）器的喷淋水的流量，同时检验其淋水均匀度和冷却均匀度。方形塔的测点采用等面积布置，圆形塔的测点采用等环量布置。

蒸发冷却冷凝设备指将循环冷却水（工质）携带的废热通过自身（对开塔）或者喷淋水（对闭塔、蒸发冷却器、蒸发冷凝器）与空气间的蒸发以及对流换热，最终排放给空气。

如图3至图12所示，本实用新型的用于测量蒸发冷却、冷凝设备淋水参数的装置，由淋水收集测量装置和移动定位归零装置组成。

淋水收集测量装置包括存水容器1、液位计15、热电阻16、导线紧固件10。存水容器1内装有液位计15和热电阻16，液位计15和热电阻16通过导线17连接存水量与水温显示器18。

如图4所示，存水容器1上部左、右两侧分别设有一个连接转轴12，且二个连接转轴12在同一轴线上，每个连接转轴12侧面设有定位连接螺孔21，定位连接螺孔21径向贯穿连接转轴12；前侧面上端设有导线紧固件10，中部设有连接孔11，底面设有拉绳环13。

如图3所示，用于测量小型蒸发冷却、冷凝设备淋水参数的装置，包括淋水收集测量装置、移动定位归零装置。

移动定位归零装置由带有刻度的可伸缩连接杆2、可伸缩支撑架3、水平仪7组成。其中：一根可伸缩连接杆2与二个可伸缩支撑架3相互垂直连接，并且可伸缩连接杆2与可伸缩支撑架3之间可移动和转动连接，可伸缩连接杆1后端部上设有水平仪7。可伸缩连接杆1由固定杆和伸缩移动杆组成，伸缩移动杆为多节杆，可根据测量需要增加节数或减少节数。每根可伸缩支撑架3上端设有套环，下端设有底座，起着支撑整个测试装置的作用，借助力的平衡使测量装置保持水平。在测试中可根据被测单元格的远近，调整两个可伸缩支撑架3之间的距离，以避免可伸缩连接杆受力过大。套环、底座与可伸缩支撑杆通过螺纹连接，可拆卸方便携带。

使用时，将可伸缩连接杆2通过可伸缩支撑架3顶部的套环后，可伸缩连接杆2前端旋入淋水收集测量装置的存水容器1的连接孔11中，并固定连接好。可伸缩连接杆2上标有详细的刻度，利用可伸缩连接杆2，能调节合适的长度至测试点，同时利用可伸缩支撑架3调节到合适的高度。利用套环，将可伸缩连接杆2置于可伸缩支撑架3上，使整个装置保持平衡，比手持可伸缩连接杆2省力并且稳定，可伸缩连接杆2上的水平仪7可用来判断测试装置的平衡。同时调整两个可伸缩支撑架3到合适的距离，避免与盘管或者填料的距离过短。

具体使用时，旋转可伸缩连接杆2，使存水容器1的开口朝下，避免水进入容器，导致实验测试结果不准确。选取好第一个被测单元后，按动秒表的同时旋转可伸缩连接杆2，使存水容器1开口朝上接水测量。到规定存水量读数时按停计时器，同时记录计时器上的用时和通过液位计测量值转换为存水量的读数，以及通过热电阻转换的温度读数；然后旋转可伸缩连接杆2倾倒掉存水容器1内的水归零，并保持存水容器1开口朝下的状态。通过移动定位归零装置中的可伸缩连接杆2和可伸缩支撑架3将存水容器1移至下一个被测单元格。重复开始测试，也可在某个单元格进行两次测试后，再移至下一个单元格进行测试，这样对于单个单元格，可取两次测试的平均值作为测试结果。

如图6所示，用于测量大中型蒸发冷却冷凝设备淋水参数的装置，包括淋水收集测量装置，移动定位归零装置。

移动定位归零装置由缆绳固定板4、缆绳5、拉绳6、紧绳器8、滑动装置9组成。其中：滑动装置9（图10）前端设有连接孔，连接孔19开有开槽20；后端设有缆绳滑道孔14，位于缆绳滑道孔14与连接孔19之间的连接块的两侧对称设有拉绳环13。滑动装置9中缆绳滑道孔14是安装缆绳5，安装后，滑动装置9可沿着缆绳5方向运动。滑动装置9两边拉绳环13是接上拉绳6之后，可用其向运动方向使力，进而运动到被测单元格。

如图7所示，存水容器1两侧分别连接一个滑动装置9，存水容器1的连接转轴12套入滑动装置9中的连接孔19内，两侧用定位螺栓22插入开槽20后与连接转轴12上的定位连接螺孔21连接（图8，9），使得存水容器1能绕两个滑动装置9转动，但轴向不会移动。

每个拉绳环13上连接一根拉绳6，存水容器1底端通过拉绳环13也连接一根拉绳6，每个缆绳滑道孔14内穿有缆绳5，每根缆绳5二端分别与固定在冷却冷凝设备两边的百叶窗上的两块缆绳固定板4中同一侧的紧绳器8连接。

组装时，先将两个滑动装置9和存水容器1组装好（图7），将五根拉绳分别系在存水容器1和滑动装置9上的拉绳环13上，四根在滑动装置9上，一根在存水容器1底端。接下来将两个缆绳5穿过滑动装置9的缆绳滑道孔14。滑动装置9连接作用有两个：一是在拉动存水容器1底端的拉绳6时，能够保证存水容器1绕着滑动装置9旋转，可倒空存水；二是在拉动滑动装置9上的拉绳6时，能够保证滑动装置9拽着存水容器1一起沿着缆绳5滑动，使存水容器1到达测试点位置。

选取好第一列测点时，将两个缆绳固定板4（图11）固定于冷却冷凝设备百叶窗上，塔对称两边一边一个缆绳固定板4，要保持同一水平线上，再将测量装置穿过缆绳5后，借助图12中紧绳器8使缆绳5处于拉直状态，则可保证测量装置在上面水平滑动。将所有拉绳顺向引出所测设备外，便于测量操作，其中存水容器1底端的拉绳6引出端要高于存水容器1的连接转轴12，确保能够倒空存水。

具体测量时，基本步骤同小型设备的测量，先拉动存水容器1底端的拉绳6，使存水容器1的开口朝下，避免水进入存水容器1，选取好第一个被测单元后，按动秒表的同时放下存水容器1底端的拉绳6使其开口向上并竖直，即处于接水状态。到规定存水量读数时按停计时器，同时记录计时器上的用时和通过液位计测量值转换为存水量的读数，以及通过热电阻转换的温度读数；然后倾倒掉存水容器1内的水归零，并保持存水容器1开口朝下的状态。与滑动装置9相连的拉绳6上标有刻度，拉动拉绳6，将存水容器1移至下一个被测单元格。重复开始测试，也可在某个单元格进行两次测试后，再移至下一个单元格进行测试，这样对于单个单元格，可取两次测试的平均值作为测试结果。

垂直缆绳5方向沿百叶窗水平移动两个缆绳固定板4，重复上述步骤，可进行下一列测点的测量。

本实用新型设计的存水容器1相关尺寸为：圆筒外径D=8cm，圆筒内径d=7cm，圆筒设计的停止计时水位下的净空间802cm³。

根据《机械通风冷却塔工艺设计规范》GB/T50392-2006，在大多数情形下对于逆流式冷却塔，大中型冷却塔的淋水密度12～14                                               ；小型冷却塔的淋水密度为13～15。

按最大淋水密度15计，存水容器1到达停止计时水位的最小时间为50.015s，如果计时偏差为1s，则所测淋水密度的相对偏差为2%，这也是本方法的最大测量偏差。

以冷却塔为例，《机械通风冷却塔工艺设计规范》GB/T50392-2006规定了冷却冷凝设备大、中、小型界限的划分：

大型：单格冷却水量大于等于3000；

中型：单格冷却水量大于等于1000且小于3000；

小型：单格冷却水量小于1000。

考虑到实际测量过程中塔的大小及装置的受力分析，存水容器1的连接方式采取两种方案，小型冷却冷凝设备、大中型冷却冷凝设备。下面的说明及本申请中的图都以小型设备尺寸为2m×2m、大中型设备的尺寸为20m×10m为例。

如对于一个水平横截面为2m×2m的小型冷却冷凝设备，将横截面等分为九个单元格（3×3）（图13），采用淋水收集测量装置和计时器测量每个单元的中心位置到一定存水量所需的时间，由体积和时间得出淋水流量，再除以存水容器1入口的面积，得到淋水密度，同时记录水温。在测量每个单元格中心的淋水密度后，通过平均值计算，得出冷却冷凝设备的淋水密度。由设备面积和淋水密度我们又可得出冷却冷凝设备的喷淋水流量。

在实际操作过程中，为了得到更准确地实验数据，可将横截面划分成4×4、5×5、6×6、甚至更多的单元格，但要求每个单元格的面积相同。

测量的第一步是用卷尺测量出冷却冷凝设备横截面尺寸，然后根据冷却冷凝设备的横截面积，将其划分为合适的单元格，如4×4或5×5。同时测量出测量点距离地面的高度h；同时选择相应的测量装置组合。该步骤可以在冷却冷凝设备停机时进行，也可以在冷却冷凝设备工作时进行。

测量的第二步为组装相应的测量装置，根据第一步选的部件，按照图1,2组装，即将存水容器1和可伸缩连接杆2固定连接好，再将可伸缩连接杆2套在两个可伸缩支撑架3上，并将液位计15和热电阻16的导线17与位于冷却冷凝设备外的存水量与水温显示器18连接，导线17接口引出时要避免内部进水。通过水平仪7调整可伸缩连接杆2和可伸缩支撑架3使装置保持水平并且平衡。

将测量装置中的存水容器1伸至测量点—被测单元格的中心，为了测量的精确性，确保测试之前，保持存水容器1内不进水，则需要保持存水容器1开口处于喷淋水下落方向垂直或向下倾斜。

测量的第三步是利用秒表开始计时并同时旋转可伸缩连接杆2使存水容器1开口朝上，此时被测点喷淋水会落入到存水容器1内，待到规定存水量读数时按停计时器，记录计时器上的用时和通过液位计测量值转换为存水量的读数，以及通过热电阻转换的温度读数。通过可伸缩连接杆2上的刻度将装置移至下一个单元格中心位置进行测试。同时可如图14上移动整个装置至其他测试点，虚线表示测试其他单元格时的位置。依次测量并记录每一个单元格中心位置的淋水参数。测量过程应该在冷却冷凝设备喷淋水循环稳定的情况下进行，喷淋水循环越稳，测量结果准确度越高。

测量的第四步统计数据并计算：根据第三步所得的数据，计算出每个单元格的淋水密度，再利用均值得出整个塔的淋水密度；同时根据横截面积可计算出整个塔的喷淋水流量；并列表给出喷淋水温度的分布。

如对于一个水平横截面为20m×10m的大中型冷却冷凝设备组，因大中型设备横截面积过大，故采用如图6至图10图装置。

测量步骤与小型设备类似，具体如下：

第一步：用卷尺测量出冷却冷凝设备横截面尺寸，然后根据冷却冷凝设备的横截面积，将其划分为合适的单元格，如20×10或40×20，甚至更多单元格，但要求每个单元格的面积相同。接下来通过测量选取合适的安装缆绳固定板4的位置。第二步：组装相应的测量装置，根据所选的部件，按照图6和图7所示进行组装，即将存水容器1和滑动装置9连接好，穿好二条缆绳5及五条拉绳6；将缆绳固定板4置于进风窗外，缆绳5通过紧绳器8处于拉直状态并将缆绳固定板4定位在进风窗的百叶上；将液位计15和热电阻16的导线17与位于冷却冷凝设备外的存水量与水温显示器18连接，导线17接口引出时要避免内部进水。拉动滑动装置9上的拉绳6，使滑动装置9拽着存水容器1一起沿着缆绳5滑动，使存水容器1到达所测单元格的中心位置。斜向上拉直处于存水容器1下的拉绳6，使存水容器1开口朝下，保证其不进水。第三步：利用秒表开始计时，并同时放松存水容器1下的拉绳6使存水容器1开口朝上（因为存水容器1的连接转轴12位置偏向其开口，重心则偏于底部，放松存水容器1下的拉绳6时，在重力作用下，存水容器1的开口会自动转向朝上）；此时被测点喷淋水会落入到存水容器1内，待到规定存水量读数时按停计时器，记录计时器上的用时和通过液位计测量值转换为存水量的读数，以及通过热电阻转换的温度读数。通过拉动滑动装置9上拉绳6将装置移至下一个单元格进行测试。此拉绳6以50cm做一个标记，便于测试。同时可如图15所示移动整个装置至其他测试点，虚线表示测试其他单元格时的位置。依次测量并记录每一个单元格中心位置的淋水参数。测量过程应该在冷却冷凝设备喷淋水循环稳定的情况下进行，喷淋水循环越稳，测量结果准确度越高。

第四步：统计数据并计算。根据第三步所得的数据，计算出每个单元格的淋水密度，再利用均值得出整个塔的淋水密度；同时根据横截面积可计算出整个塔的喷淋水流量；并列表给出喷淋水温度的分布。

Claims (2)

1.一种用于测量蒸发冷却、蒸发冷凝设备淋水参数的装置，包括一个用于测量被测点喷淋水量的淋水收集测量装置,以及一个带动淋水收集测量装置完成全部被测点测量所需的移动定位归零装置，其特征在于：所述淋水收集测量装置包括一个内部装有液位计（15）和热电阻（16）的存水容器（1）、一个位于冷却冷凝设备外的存水量与水温显示器（18），液位计（15）和热电阻（16）连接存水量与水温显示器（18）；所述移动定位归零装置连接淋水收集测量装置；对于小型设备测量，所述移动定位归零装置由可伸缩连接杆（2）、可伸缩支撑架（3）组成，一根可伸缩连接杆（2）与二个可伸缩支撑架（3）相互垂直连接，且可伸缩连接杆（2）与可伸缩支撑架（3）之间可移动和转动连接，可伸缩连接杆（2）后端部上设有水平仪（7）；可伸缩支撑架（3）上端设有套环，下端设有底座；所述可伸缩连接杆（2）前端与存水容器（1）前侧面中部的连接孔（11）固定连接；对于大中型设备测量，所述移动定位归零装置包括缆绳固定板（4）、缆绳（5）、拉绳（6），紧绳器（8）、滑动装置（9），所述滑动装置（9）前端设有连接孔（19），连接孔（19）两侧面各有一个开槽（20），后端设有缆绳滑道孔（14），位于缆绳滑道孔（14）与连接孔（19）之间的连接块两侧对称设有拉绳环（13），两个所述滑动装置（9）分别通过其上的连接孔（19）与存水容器（1）上部左、右两侧的连接转轴（12）配合可转动连接，并用定位螺栓（22）分别从两侧的开槽（20）插入后与连接转轴（12）上的定位连接螺孔（21）连接；所述滑动装置（9）上的每个拉绳环（13）和存水容器（1）底端上的拉绳环（13）分别连接一根拉绳（6），每个缆绳滑道孔（14）内穿有缆绳（5），每根缆绳（5）的二端分别与固定在冷却冷凝设备两边的百叶窗上的两块缆绳固定板（4）中同一侧的紧绳器（8）连接。

2.根据权利要求1所述的用于测量蒸发冷却、蒸发冷凝设备淋水参数的装置，其特征在于：所述存水容器（1）上部左、右两侧分别设有一个连接转轴（12），且二个连接转轴（12）在同一轴线上，每个连接转轴（12）侧面设有定位连接螺孔（21），定位连接螺孔（21）径向贯穿连接转轴（12）；前侧面中部设有连接孔（11），底面设有拉绳环（13）。