CN206073753U - 一种节水型冷却塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于节水冷却系统技术领域，具体涉及一种节水型冷却塔。本实用新型是在国内最常用的开放式双曲线型冷却塔的基础上进行改进，重新布置了其中的管路，改进了除雾系统，并使用了最新的耐高温且自润滑的聚四氟乙烯材料制作成不同孔径的丝网，进而制造丝网除雾器，这种丝网除雾器不易阻塞，并在上层添加了自动化的反冲洗放堵塞系统，提高了除雾器的耐用性，降低了返修率，节约了返修成本，本实用新型结构简单，已建设的开放式冷却塔也可以很容易得改建成本实用新型中的冷却塔。

Description

一种节水型冷却塔

技术领域

本实用新型属于节水冷却系统技术领域，具体涉及一种节水型冷却塔。

背景技术

现有的冷却塔主要有三种形式：湿式冷却塔，干式冷却塔和干湿式冷却塔。其中湿式冷却塔是最早出现的，主要通过空气对流来进行降温，虽然整个过程无耗能，而且在设计时考虑了除雾，一般使用折板除雾装置，但受限制于折流板除雾器的空气动力学原理，其除雾效率仍然不高，且极易堵塞，堵塞后板间空气流速加快，除雾能力大大削弱，返修代价极高。又由于我国现有的电厂尤其是火力发电厂很多建在市区里，从冷却塔里排出的水雾会加重城市的雾霾，尤其是在我国的秋冬季低层逆温现象明显，空气对流条件差，极其容易形成雾霾，造成严重的污染事件。而干式冷却塔使用冷凝器冷凝，需要使用风机来机械通风，还需要很好的温度条件，温差至少为10°C，耗能约为电厂产能的3%，同时其风机会产生巨大的噪声污染，其冷却的风会产生热污染，加剧城市的热岛效应，不是很好的环境友好型的冷却装置。而干湿式冷却塔虽然减少了排放的水雾，但其仍然需要对排放气体加热以减少水雾的排出，这里的耗能比干式的要高，只是噪声污染比干式的要小一些。总之这三种形式的冷却塔都不完美，都会造成一定程度的污染，甚至是巨大的浪费。

丝网除雾是用来将气体中夹带的雾沫（雾滴）除去，回收昂贵的雾滴（贵重物料），或净化气体减少气体中的杂质。丝网除雾器一般用φ0.10mm~φ0.28mm金属丝或选用工程塑料（PP、PTFE、FEP、PVDF等），采用特殊的经纬方式编织成丝网，再将编织的丝网压成有一定角度的波纹。用压有波纹的丝网制成各种规格尺寸。丝网除雾器在国外有许多著名厂商都有系列产品针对不同邻域。其作用机理为：夹带在气相中的细小液体雾滴，经过丝网除雾器的丝网时，雾滴碰到除雾丝网上，被粘附或吸附下来，经过反复多次吸附雾滴，极小的雾滴附聚、聚结成为大的液滴，液滴在重力的作用下，沿着编织丝网丝与丝的交叉点向下运动，同时继续吸附气体中夹带的雾滴，长大的雾滴流到除雾器丝网的底部，依靠液滴自身的重力跌落下来，实际上，在吸收过程中，由于整个丝网除雾器的内部充满了吸附下来的雾滴，增强了单独金属或工程塑料丝的吸附能力，使得正常工作时，除雾丝网的除雾率大幅度提高，能够将极小的雾滴有效地吸附与脱出下来。这种丝网除雾器具有压降小、比表面积大、除雾效率高的特点。对于3μm以上的雾滴，其除雾除效率可达到98%以上。

丝网产品广泛应用于：石油、化工、轻工、医药、冶金、航天、船舶、环境保护工程中蒸馏、蒸发、吸收等工艺过程中气液分离、气水分离；机械设备的油气分离。

随着膜技术的不断发展，特别是有机高分子膜、无机膜和复合材料膜的出现使膜技术在气水分离工艺中具有越来越大的优势。油水分离膜通过从气相和液相悬浮液中截留微粒、细菌及其它污染物,以达到气水分离和浓缩等目的。

传统的气水分离膜一般采用无机纤维膜，无机纤维膜具有分离效率低，易被污染，再生困难等缺点。聚四氟乙烯因其具有良好的化学稳定性、耐腐蚀以及宽广的耐温性能成为一种理想的应用于特殊环境中的分离过滤材料。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种节水型冷却塔，目的是提高冷却塔中水回用率，降低能源消耗，解决高水雾排放的问题。

本实用新型的节水型冷却塔是开放式双曲线型冷却塔，包括塔体和位于塔体底部的蓄水池，蓄水池底部装有潜水泵，顶部装有中水引导管，所述的潜水泵连接冷水供水管，冷水供水管上并联有除雾器供水管和冷凝器供水管，除雾器供水管连接除雾系统中的丝网反冲洗喷淋装置，冷凝器供水管连接冷凝器，所述的冷凝器设置在蓄水池上方，冷凝器的冷凝回水管与蓄水池连接，冷凝器上方设有热水喷淋装置；所述的除雾系统包括设置在热水喷淋装置上方的折板除雾器，折板除雾器上方设有冷水喷淋装置，冷水喷淋装置上方设有四个丝网除雾器，四个丝网除雾器的丝网孔径从上而下依次为300目，200目，120目和80目，在四个丝网除雾器的上方设有丝网反冲洗喷淋装置；

所述的冷水供水管在伸出蓄水池位置处设有一个外接冷水阀，所述的除雾器供水管上设有反冲洗控制阀，所述的外接冷水阀和反冲洗控制阀均为三通电磁阀。

其中，所述的中水引导管内设有温度探头。

所述的冷凝器与蓄水池之间设有支柱。

所述的热水喷淋装置的热水管设置在蓄水池上方。

所述的丝网除雾器的丝网材质为聚四氟乙烯，四个丝网除雾器安装在塔内的阶梯式安装架上，安装架两端设有气流参数计接口。

所述的丝网反冲洗喷淋装置的喷头是滴水式喷头。

所述的塔体内部采用曲线盘旋楼梯。

与现有技术性比，本实用新型的特点和有益效果是：

本实用新型是在国内最常用的开放式双曲线型冷却塔的基础上进行改进，重新布置了其中的管路，改进了除雾系统，并使用了最新的耐高温且自润滑的聚四氟乙烯材料制作成不同孔径的丝网，进而制造丝网除雾器，这种丝网除雾器不易阻塞，并在上层添加了自动化的反冲洗放堵塞系统，提高了除雾器的耐用性，降低了返修率，节约了返修成本，本实用新型结构简单，已建设的开放式冷却塔也可以很容易得改建成本实用新型中的冷却塔。

本实用新型中使用的丝网除雾器的丝网材料是耐高温自润滑的聚四氟乙烯材料，由悬浮聚四氟乙烯树脂为原材料制成，其单丝纤维的截面为椭圆形状，制成的丝网具有良好的亲油性和优异的疏水性，摩擦系数达到0.01，较普通材料耗能低，抗拉伸强度达到210MPa，使用温度大于450℃，可耐高温，因而具有阻塞难，易清洗，高温下不易断，不易变形上，加热时收缩小的特点，除雾效率大于99.5%，气水中的杂质不易在丝网的表面附着，便于清理，使用方便，无二次污染等问题。丝网除雾器顶部还有一套丝网反冲洗喷淋装置，采用的是滴水式喷头而非喷雾头，以防止在反冲洗时产生不可控的水雾溢出塔体。整个除雾系统包含折板除雾器和丝网除雾组合，安装于安装除雾器安装架上。在安装架的两端有气流参数计探头，进行自动化调控。整个塔体内部使用曲线盘旋楼梯，以便于停机时的检修工作。

本实用新型将丝网应用于高温状态下的除雾中，提高了除雾效率，配合自动化的调控，在上下湿度差的较小时，开启除雾反冲洗装置，以清除阻塞。使用丝网截留了折流板未处理的水雾，使得排出的水雾极大的减少。在自然开放式的双曲线冷却塔中进行改进，使高效除雾的能源代价降到最低。进而达到提高城市空气洁净，保护洁净水资源，提高中水回用，降低生产成本的目的。另一方面也使得在干旱地区使用自然开房双曲线冷却塔成为可能。

本实用新型中涉及中水回流和反馈调节，中水能够就地回用，整个系统的水的循环是在花费最少能量的条件下，兼顾冷却能力，在最大程度的除去了冷却塔排放的水雾，净化了城市空气环境，节约了洁净水资源，降低了除雾成本，提高了除雾效率，增加了中水回用量，使得在下一步生产的成本间接得减少了。本实用新型能在原基础上提高约40%以上的中水回收率，在原基础上除去80%以上的水雾，且噪声小，热辐射少，具有显著的环境效益和经济效益。

附图说明

图1是本实用新型中涉及的丝网除雾器的聚四氟乙烯丝网的显微镜扫描图片；

图2是本实用新型的节水型冷却塔结构示意图；

图3是本实用新型的节水型冷却塔自动控制系统电路图；

其中：1：塔体；2：蓄水池；3：潜水泵；4：中水引导管；5：温度探头；6：冷水供水管；7：除雾器供水管；8：冷凝器供水管；9：丝网反冲洗喷淋装置；10：冷凝器；11：冷凝回水管；12：热水喷淋装置；13：折板除雾器；14：冷水喷淋装置；15：丝网除雾器；16：外接冷水阀；17：反冲洗控制阀；18：支柱；19：热水管；20：阶梯式安装架；21：气流参数计接口0；22：气流参数计接口1；23：曲线盘旋楼梯；24：辅助泵。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的技术方案做进一步说明。

如图2所示，本实用新型的节水型冷却塔是开放式双曲线型冷却塔，包括塔1和位于塔体1底部的蓄水池2，蓄水池2底部装有潜水泵3，顶部装有中水引导管4，中水引导管内设有温度探头5；所述的潜水泵3连接冷水供水管6，冷水供水6上并联有除雾器供水管7和冷凝器供水管8，除雾器供水管7连接除雾系统中的丝网反冲洗喷淋装置9，冷凝器供水管8连接冷凝器10，所述的冷凝器10设置在蓄水池2上方，冷凝器10的冷凝回水管11与蓄水池2连接，冷凝器10上方设有热水喷淋装置12；所述的除雾系统包括设置在热水喷淋装置12上方的折板除雾器13，折板除雾器13上方设有冷水喷淋装置14，冷水喷淋装置14上方设有四个丝网除雾器15，四个丝网除雾器15的丝网孔径从上而下依次为300目，200目，120目和80目，在四个丝网除雾器15的上方设有丝网反冲洗喷淋装置9；

所述的冷水供水管6在伸出蓄水池2位置处设有一个外接冷水阀16，所述的除雾器供水管7上设有反冲洗控制阀17，所述的外接冷水阀16和反冲洗控制阀均17为三通电磁阀。

其中，所述的冷凝器10与蓄水池2之间设有支柱18。

所述的热水喷淋装置12的热水管19设置在蓄水池2上方，热水管上设有辅助泵24。

所述的丝网除雾器15的丝网材质为聚四氟乙烯，聚四氟乙烯的围观照片如图1所示，四个丝网除雾器15安装在塔内的阶梯式安装架20上，安装架两端设有气流参数计接口021和气流参数计接口1 22。

所述的丝网反冲洗喷淋装置9的喷头是滴水式喷头。

所述的塔体内部采用曲线盘旋楼梯23。

本实用新型的自动控制电路如图3所示，自动化调控器置于一个配电柜中，输入口有外接三相工业电源、温度计信号线、气流参数计0信号线和气流参数计1信号线，输出口接潜水泵电源线、辅助动力泵电源线，外接冷水阀控制线和反冲洗装置控制阀控制线，配备一台工业控制计算机，一个工控屏幕。

本实用新型的节水型冷却塔工作前先进行系统粗调试，进行各电机、电磁控制阀的试车，电磁继电控制系统自检，若不正常，停止进行故障排查；

若正常，开始系统冷却，进行冷水喷淋，打开潜水泵和全部电磁控制阀，然后，全部停车，进行除雾器堵塞测试，气流参数计示数正常，则系统自检结束，可以进入正常生产状态；若风压计差值异常，检测口1与检测口0相比较过低则说明除雾器堵塞，需要进行反冲洗，若检测口0和检测口1的风压相差很低，需要考虑除雾器是否有部分破损的情况，排出问题后再检查一遍，无异常则可以投入生产。

生产状态中，电磁继电自动化控制器会调谐各水泵和辅助动力泵以及电磁阀的开合程度来确保最优的除雾及冷却效率，具体过程如下：

常态生产中辅助泵无需开启，潜水泵保持正常工作频率，而反冲洗控制阀一般不需要开启，当除雾效果不佳时，气流参数计所测塔内湿度小于等于设定湿度（），或者风压差过大时（），控制反冲洗控制阀打开再慢慢闭合，直到除雾效率最高时固定一段时间，当气流参数计所测的湿度，风压差稳定方可关闭反冲洗控制阀，进入常态运行；当冷却效果不佳，蓄水池温度大于等于设定温度（）时可以开启外接冷水阀进行混合降温，中和变得较热的中水，待蓄水槽内水温稳定既可以关闭外接冷水阀，进入常态运行。

常态运行时，热水端在辅助泵的调节下保持一定压力，冷水抽水泵工作使冷水被泵入冷凝器中作为冷凝介质，冷凝器中冷水，流动空气，以及喷淋出的待冷却的热水混合，在此处产生大量的水雾，在空气的带动下，水雾到折板除雾器，然后后到丝网除雾器处，被水气分离，水滴落下在下落过程中与上升水雾对流中作为凝聚核也有一部分除雾效果，最终水滴落回到中水槽，等待进一步的中水回用，并作为下一循环的冷却水；而较干燥的热气体从上口排放，进入大气循环。

Claims (7)

1.一种节水型冷却塔是开放式双曲线型冷却塔，包括塔体和位于塔体底部的蓄水池，其特征在于蓄水池底部装有潜水泵，顶部装有中水引导管，所述的潜水泵连接冷水供水管，冷水供水管上并联有除雾器供水管和冷凝器供水管，除雾器供水管连接除雾系统中的丝网反冲洗喷淋装置，冷凝器供水管连接冷凝器，所述的冷凝器设置在蓄水池上方，冷凝器的冷凝回水管与蓄水池连接，冷凝器上方设有热水喷淋装置；所述的除雾系统包括设置在热水喷淋装置上方的折板除雾器，折板除雾器上方设有冷水喷淋装置，冷水喷淋装置上方设有四个丝网除雾器，四个丝网除雾器的丝网孔径从上而下依次为300目，200目，120目和80目，在四个丝网除雾器的上方设有丝网反冲洗喷淋装置；

所述的冷水供水管在伸出蓄水池位置处设有一个外接冷水阀，所述的除雾器供水管上设有反冲洗控制阀，所述的外接冷水阀和反冲洗控制阀均为三通电磁阀。

2.根据权利要求1所述的一种节水型冷却塔是开放式双曲线型冷却塔，其特征在于所述的中水引导管内设有温度探头。

3.根据权利要求1所述的一种节水型冷却塔是开放式双曲线型冷却塔，其特征在于所述的冷凝器与蓄水池之间设有支柱。

4.根据权利要求1所述的一种节水型冷却塔是开放式双曲线型冷却塔，其特征在于所述的热水喷淋装置的热水管设置在蓄水池上方。

5.根据权利要求1所述的一种节水型冷却塔是开放式双曲线型冷却塔，其特征在于所述的丝网除雾器的丝网材质为聚四氟乙烯，四个丝网除雾器安装在塔内的阶梯式安装架上，安装架两端设有气流参数计接口。

6.根据权利要求1所述的一种节水型冷却塔是开放式双曲线型冷却塔，其特征在于所述的丝网反冲洗喷淋装置的喷头是滴水式喷头。

7.根据权利要求1所述的一种节水型冷却塔是开放式双曲线型冷却塔，其特征在于所述的塔体内部采用曲线盘旋楼梯。