CN205138257U - 一种复合型闭式冷却塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于冷却技术领域，提出一种复合型闭式冷却塔，提出的一种复合型闭式冷却塔的壳体内由上至下分别设置有轴流风机（15）、空冷管束（2）、喷淋装置（5）、蒸发冷管束（6）和水箱（8）；壳体相对应的两侧壁面上分别设置有用以为空冷管束提供进风的百页窗Ⅰ（3）；空冷管束（2）的下端连接有百叶窗Ⅱ（13），空冷管束（2）与百页窗Ⅱ（13）连接构成上端开口的倒梯形管束；所设置的喷淋水装置（5）位于空冷管束（2）与蒸发冷管束（6）之间；蒸发冷管束（6）水平布置；蒸发冷管束（6）的下部设置有进风格栅。本实用新型便于空冷和蒸发冷空气流动的配置和调节，能很好实现工业生产节水节能的目的。

Description

一种复合型闭式冷却塔

技术领域

本实用新型属于冷却技术领域，主要提出一种复合型闭式冷却塔。

背景技术

水是人类生存的基本条件，也是工业生产和发展的必备条件。我国是一个水资源紧缺的国家，人均水资源量仅为世界水资源量的四分之一，为世界倒数第四位。由《中国统计年鉴》可知，2014年全国工业用水量为1420亿m³，占总用水量的22.83%，而作为冷却介质的冷却用水占工业总用水量的70%~80%。同时我国工业用水的循环利用率很低，2010年水的综合重复利用率仅为67%，发达国家一般达到了85%~90%，所以提高工业用水特别是冷却用水的重复利用率对缓解水资源短缺问题意义重大。

冷却塔是能够达到水的循环利用效果并被普遍采用的冷却设备之一。它利用空气与高温热水直接或间接接触，降低水温，达到循环利用工业用水的目的，被广泛应用于发电、石油、化工、制冷、冶金、造纸、食品等各个行业。按照循环水和空气的接触方式，冷却塔可分为开式冷却塔和闭式冷却塔两种，现在工业应用中的大部分冷却塔为开式冷却塔，且普遍存在循环水质差、耗水量大、能量损失大、运行费用大等问题。

相对于开式循环冷却系统，闭式循环冷却系统的主要区别在于冷却塔设备，它通过间壁式换热将循环水热量散发至环境空气中，避免了循环水与环境的直接接触，在长期运行中没有循环水量损失（忽略系统渗漏原因）并降低了循环水泵的压头，实现了节水节能的目的。

闭式循环冷却系统一般采用空气冷却或蒸发冷却。空气冷却闭式冷却塔不额外消耗水分，但是空气换热系数低，需要很大的换热面积，造成一次投资大，且在环境温度较高时很难满足循环水的工艺要求；蒸发冷却闭式冷却塔虽然可以利用潜热换热，在环境温度较高时满足循环水工艺要求，但仍需要消耗部分水资源，在严重缺水地区不能满足用户节水指标要求。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提出一种复合型闭式冷却塔。

本实用新型为完成上述目的，采用如下技术方案：

一种复合型闭式冷却塔，所述复合型闭式冷却塔的壳体内由上至下分别设置有轴流风机、空冷管束、喷淋装置、蒸发冷管束和水箱；所述的空冷管束由上向下倾斜、对称设置；所述的空冷管束的进口均与工艺介质进口相连；所述空冷管束的出口与蒸发冷管束的进口相连，使工艺介质先进入空气冷却的空冷管束进行预冷降温后再进入蒸发冷管束；所述壳体相对应的壁面上分别设置有用以为空冷管束提供进风的百页窗Ⅰ；所述空冷管束的下端连接有百叶窗Ⅱ，所述的空冷管束与所述的百页窗Ⅱ连接构成上端开口的倒梯形管束；所设置的喷淋水装置位于空冷管束与蒸发冷管束之间；所述的蒸发冷管束水平布置，且蒸发冷管束的换热管可根据需要设计一定倾斜角度，便于管内介质的排空；所述蒸发冷管束的下部设置有用以为轴流风机提供空气的进风格栅；当环境温度低于设计停水温度时，所述的百叶窗I打开、所述的百叶窗II和喷淋水装置关闭，管内介质与外界空气主要通过空冷段进行换热，绝大部分热量由空冷段排向环境，蒸发冷换热管束作为空冷管束的补充；当环境温度高于设计停水温度时，所述百叶窗I关闭、所述百页窗Ⅱ和喷淋水装置开启，管内介质热量主要由所述蒸发冷管束排向环境，空气由所述蒸发冷管束下部设置的所述进风格栅进入，携带蒸发段产生的水蒸汽经百叶窗II，由轴流风机排向环境，避免了空冷管束外由于湿空气夹带水而引起的结垢、腐蚀的问题，并减小了复合型闭式冷却塔喷水运行时的系统阻力；实际运行操作过程中，可以调节所述百叶窗I、百叶窗II的开度和所述喷淋水装置的启停，调节空冷管束和蒸发冷管束的散热负荷，起到系统节水、节能运行的目的。

所述的空冷管束为翅片管。

所述的空冷管束和蒸发冷管束均设置有排气阀门和排液阀门，用于排除管束内的气体和污水或存液。

所述的轴流风机为引风式风机，位于复合型闭式冷却塔的顶部；所述的水箱位于复合型闭式冷却塔的底部，用于收集蒸发换热的喷淋水，水箱型式可为设备自带集水箱或混凝土水池。

所述的复合型闭式冷却塔的工艺介质可为工业生产中的循环冷却用水、乙二醇水溶液或其它各种用于工艺冷却的介质。

所述的空冷管束上部设置有清洗装置，定期对空冷管束进行清洗，从而防止长时间运行后空冷管束表面的灰尘和其他原因造成的污垢等影响散热效果。

本实用新型所提出的复合型闭式冷却塔的工艺流程为：在环境温度低于设计停水温度的情况下，开启百页窗Ⅰ，关闭喷淋装置及百页窗Ⅱ，工艺介质由工艺介质进口进入空冷管束，经空冷管束降温冷却后进入蒸发冷管束，此时蒸发冷管束作为空冷管束的补充，与从进风格栅进入闭式冷却塔的空气进行辅助空冷换热，并通过控制百页窗Ⅰ开启的大小或风机运行频率控制换热后工艺介质的出口温度，最后经空冷管束、蒸发冷管束空冷换热后的工艺介质沿工艺介质出口流向用水设备；

随着环境温度的升高，当环境温度高于设计停水温度时，开启喷淋水装置，工艺介质由工艺介质进口先进入空冷管束进行辅助降温冷却后进入蒸发冷管束，工艺介质在蒸发冷管束内的流动过程中，与管外喷淋水和空气进行换热，由湿空气将热量带出设备，降低管内循环水的温度，并通过控制百页窗Ⅰ和百叶窗II的开度和风机的运行频率控制换热后工艺介质的出口温度，经空冷管束、蒸发冷管束空冷换热后的工艺介质沿工艺介质出口流向用水设备。

本实用新型提出的一种复合型闭式冷却塔，采用空气冷却和蒸发冷却联合运行的方式，充分发挥空冷换热不耗水和蒸发式换热少耗水、冷却水出口温度低的优点，使两种冷却方式有机结合、相互补充；采用上述技术方案对工业生产的循环水进行冷却，符合冷热流体的流动规律，便于空冷和蒸发冷空气流动的配置和调节，能很好地实现工业生产节水节能的目的。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1、空冷框架，2、空冷管束，3、百页窗Ⅰ，4、收水器，5、喷淋装置，6、蒸发冷管束，7、进风格栅，8、水箱，9、上水装置，10、工艺介质出口，11、连接管道，12、工艺介质进口，13、百页窗Ⅱ，14、维护板，15、轴流风机。

具体实施方式

结合附图和具体实施例对本实用新型加以说明：

如图1所示，一种复合型闭式冷却塔，所述复合型闭式冷却塔的壳体内由上至下分别设置有轴流风机15、空冷管束2、喷淋装置5、蒸发冷管束6和水箱8；所述的空冷管束2由上向下倾斜、对称设置；所述的空冷管束2的进口均与工艺介质进口12相连；两组所述空冷管束2的出口与蒸发冷管束6的进口相连，使工艺介质在环境温度高于停水温度低于设计温度时先进入空气冷却的空冷管束2进行强化换热、预冷降温后再进入蒸发冷管束6；所述壳体相对应的两侧壁面上分别设置有用以为空冷管束提供进风的百页窗Ⅰ3，用以在环境温度低于停水温度时，通过控制百页窗Ⅰ3开启的大小控制进入闭式冷却塔的空气量，使空冷管束2对工艺介质进行空冷换热；所述的百页窗Ⅰ3在环境温度高于设计温度时关闭，所述的空冷管束3作为蒸发冷管束6的辅助散热管束；所设置的喷淋装置5位于空冷管束3与蒸发冷管束6之间，在环境温度高于停水温度低于设计温度时用以对由空冷管束进入蒸发冷管束的工艺介质进行降温，对工艺介质先进行空冷换热再进行蒸发换热；所设置的喷淋装置5在环境温度低于停水温度时关闭；所述的蒸发冷管束6横向倾斜布置，保证停机运行时盘管内部循环冷却水能够排尽，避免冬天停机结冰冻坏。

所述的蒸发冷管束6在环境温度低于停水温度时作为空冷管束，与空气进行直接换热；所述的空冷管束2下端连接有百页窗Ⅱ13，所述的百页窗Ⅱ13位于喷淋装置5的上部；所述的百页窗Ⅱ13在环境温度低于停水温度时关闭；所述的蒸发冷管束与水箱之间设置用以为轴流风机提供空气的进风格栅7；所述的百页窗Ⅱ13在环境温度高于停水温度时开启，通过控制百页窗Ⅱ7开启的大小控制进入闭式冷却塔的空气量，由所述进风格栅7进入复合型闭式冷却塔内的空气由下向上流动，并与喷淋装置的喷淋水形成逆流，对工艺介质进行蒸发换热，由所述进风格栅7进入复合型闭式冷却塔内的空气经喷淋装置蒸发换热后进入作为蒸发冷管束辅助散热管束的空冷管束进行空冷换热；所述的轴流风机15为引风式风机，位于复合型闭式冷却塔的顶部；所述的水箱8位于复合型闭式冷却塔的底部，用于收集蒸发换热的喷淋水，水箱型式可为自带集水箱或混凝土水池。

所述的空冷管束2为翅片管。

所述的复合型闭式冷却塔的工艺介质可为工业生产中的循环冷却用水、乙二醇水溶液或其它各种用于工艺冷却的介质。

所述的空冷管束2和蒸发冷管束6均设置有排气阀门和排液阀门，用于排除管束内的气体和污水或存液。

所述的空冷管束上部设置有清洗装置，定期对空冷管束进行清洗，从而防止长时间运行后空冷管束表面的灰尘和其他原因造成的污垢等影响散热效果。

本实用新型所提出的复合型闭式冷却塔的工艺流程为：在环境温度低于停水温度的情况下，开启百页窗Ⅰ3，关闭喷淋装置5及百页窗Ⅱ13，下部的蒸发冷管束停止蒸发运行和上部的空冷管束一起进入干空冷运行模式，即，工艺介质由工艺介质进口进入空冷管束2，经空冷管束2降温冷却后进入蒸发冷管束6，此时蒸发冷管束6作为空冷管束，与从进风格栅7进入闭式冷却塔的空气进行空冷换热，随着环境温度的改变，通过控制百页窗Ⅰ开启的大小或变频控制轴流风机15来调节进风量，从而控制换热后工艺介质的出口温度，最后经空冷管束、蒸发冷管束空冷换热后的工艺介质沿工艺介质出口流向用水设备；

随着环境温度的升高，当环境温度高于停水温度低于设计温度时，开启喷淋装置5，工艺介质由工艺介质进口先进入空冷管束2进行降温冷却后进入蒸发冷管束6，工艺介质在空冷管束2和蒸发冷管束6内的流动过程中，与来自轴流风机15的空气和喷淋装置5的管外喷淋水进行换热，由空气将热量带出设备，降低管内循环水的温度，并通过控制百页窗Ⅰ3开启的大小控制换热后工艺介质的出口温度，经空冷管束、蒸发冷管束空冷换热后的工艺介质沿工艺介质出口流向用水设备；

随着环境温度的升高，百页窗Ⅰ3逐步关闭，当环境温度高于设计温度时，百页窗Ⅰ3完全关闭，同时开启百页窗Ⅱ13；工艺介质由工艺介质进口进入空冷管束2、蒸发冷管束6进行蒸发换热，并通过控制百页窗Ⅱ13开启的大小控制换热后工艺介质的出口温度，此时空冷管束2作为蒸发冷段的辅助散热管束，经空冷管束2、蒸发冷管束3空冷换热后的工艺介质沿工艺介质出口流向用水设备；当百页窗Ⅱ13完全开启，闭式冷却塔处于全负荷运行状态以满足工艺介质出口温度。

所述的蒸发冷段喷淋水的水质满足《工业循环水冷却水处理设计规范》（GB50050-2007）。

Claims (3)

1.一种复合型闭式冷却塔，所述复合型闭式冷却塔的壳体内由上至下分别设置有轴流风机（15）、空冷管束（2）、喷淋装置（5）、蒸发冷管束（6）和水箱（8）；其特征在于：所述的空冷管束（2）由上向下倾斜、对称设置；所述的空冷管束的进口均与工艺介质进口相连；所述空冷管束的出口与蒸发冷管束的进口相连，使工艺介质先进入空气冷却的空冷管束进行预冷降温后再进入蒸发冷管束（6）；所述壳体相对应的两侧壁面上分别设置有用以为空冷管束提供进风的百页窗Ⅰ（3）；所述空冷管束（2）的下端连接有百叶窗Ⅱ（13），所述的空冷管束（2）与所述的百页窗Ⅱ（13）连接构成上端开口的倒梯形管束；所设置的喷淋水装置（5）位于空冷管束（2）与蒸发冷管束（6）之间；所述的蒸发冷管束（6）水平布置，且蒸发冷管束（6）的换热管可根据需要设计一定倾斜角度；所述蒸发冷管束（6）的下部设置有用以为轴流风机提供空气的进风格栅。

2.如权利要求1所述的一种复合型闭式冷却塔，其特征在于：所述的空冷管束（2）为翅片管。

3.如权利要求1所述的一种复合型闭式冷却塔，其特征在于：所述的空冷管束（2）和蒸发冷管束（6）均设置有排气阀门和排液阀门，用于排除管束内的气体和污水或存液。