CN217929956U - 一种用于空冷塔供水的循环装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于空冷塔供水的循环装置，包括空冷塔和水冷塔，所述的空冷塔的循环水出水端上依次连通有循环水回水总管和冷却塔的进水端，水冷塔的循环水进口端以及空冷塔的常温水进口端均与冷却塔的出水端相连通，水冷塔的冷却气进口端上设置有第一富氧污氮输送管，水冷塔的冷却气出口端上设置有第二富氧污氮输送管，第二富氧污氮输送管和循环水回水总管上设置有换热器，换热器的冷源通道上设置有第三富氧污氮输送管，第三富氧污氮输送管上设置有第一增压机组、第一温度传感器和第一气体流量传感器。降低采用电加热方式对富氧气源电能消耗本实用新型调节、使用方便，具有广泛的市场前景。

Description

一种用于空冷塔供水的循环装置

技术领域

本实用新型涉及空冷塔供水设备领域，具体涉及一种用于空冷塔供水的循环装置。

背景技术

随着社会经济的发展，近年来，空分设备的应用领域不断扩展，如石化、玻璃、橡胶、建筑、碳纤维等行业都有涉足。空分设备包括预冷系统，所述的预冷系统为包括空冷塔、水冷塔、常温水泵、低温水泵、冷水机组和冷却塔；冷却水经过水冷塔初步冷却后再进入低温水泵加压的低温水；低温水经过冷水机组冷却到所需温度后进入空冷塔上部对空气降温。

现有用于炼钢厂的空分设备，现有工艺通常都是利用空分精馏设备输送高纯氧气和空气混合后形成富氧空气而后输送至炼钢炉进行使用，期间由于从空分精馏设备中产出的高纯氧气温度非常低是需要被加热复温的，被加热的方式大多数直接利用电加热进行复温，少数企业利用电加热的方式结合换热器利用高温介质对高纯氧气进行辐射换热相结合的方式对富氧空气进行复温适当的节约了电能的消耗；现有工艺中水冷塔的冷源通常是采用由空分精馏设备的塔顶所产出的含氧量为3％左右的污氮气作为冷源，该部分污氮气作为冷源在吸收完热量后，随即排空造成物质的浪费；当然，现有技术中也有利用在空分精馏设备直接输送40％至60％氧含量的污氮气直接作为炼钢炉的富氧气源的，利用40％至60％氧含量的污氮气作为炼钢炉的富氧气源省略了高纯氧气和空气的混合步骤，但是从被加热方式上仍然采用电加热或者电加热结合换热器辐射加热的方式进行复热，从原理上依然摆脱不了电加热耗能过高的原因。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种能够降低采用电加热方式对富氧气源电能消耗过高的空冷塔供水的循环装置，用于克服现有技术中缺陷。

本实用新型采用的技术方案为：一种用于空冷塔供水的循环装置，包括空冷塔和水冷塔，所述的空冷塔的循环水出水端上依次连通有循环水回水总管和冷却塔的进水端，水冷塔的循环水进口端以及空冷塔的常温水进口端均与冷却塔的出水端相连通，水冷塔的冷却气进口端上设置有第一富氧污氮输送管，水冷塔的冷却气出口端上设置有第二富氧污氮输送管，第二富氧污氮输送管和循环水回水总管上设置有换热器，第二富氧污氮输送管和换热器的冷源通道相连通，换热器的热源通道和循环水回水总管相连通，换热器的冷源通道上设置有第三富氧污氮输送管，第三富氧污氮输送管上设置有第一增压机组、第一温度传感器和第一气体流量传感器。

优选的，所述的空冷塔的常温水进口端和冷却塔的出水端通过循环水输送总管相连通，循环水输送总管上设置有第一增压泵，第一增压泵和空冷塔之间的循环水输送总管与水冷塔的循环水进口端通过第一循环水输送支管相连通，水冷塔的冷却水出口端和空冷塔的低温水进口端通过低温水输送管相连通，低温水输送管上设置有水冷机组，水冷机组和空冷塔之间的低温水输送管上设置有第一调节阀，第一调节阀和水冷机组之间的低温水输送管上设置有第一液体流量传感器，第一液体流量传感器和水冷机组之间的低温水输送管和水冷塔的冷却水回水端通过低温水回水管相连通，低温水回水管上设置有第二调节阀。

优选的，所述的空冷塔的塔底和水冷塔的塔底均分别设置有液位计。

优选的，所述的第一富氧污氮输送管上设置有在线色谱。

优选的，所述的水冷机组包括水冷机组低温通路和水冷机组高温通路，所述的水冷机组低温通路和低温水输送管相连通，第一增压泵和空冷塔之间的循环水输送总管和所述的水冷机组高温通路通过第二循环水输送支管相连通，所述的水冷机组高温通路和循环水回水总管之间通过循环水回水支管相连通，循环水回水支管和空冷塔之间的循环水输送总管上设置有第三调节阀，第三调节阀和空冷塔之间的循环水输送总管和循环水回水支管通过调温水管相连通，调温水管上设置有第四调节阀，调温水管和循环水输送总管之间的第二循环水输送支管上设置有第五调节阀，调温水管和水冷机组之间的第二循环水输送支管上设置有第二温度传感器。

优选的，所述的第一循环水输送支管和空冷塔之间的循环水输送总管沿着第一循环水输送支管至空冷塔的方向上以及水冷塔和水冷机组之间的低温水输送管沿着水冷塔至水冷机组均分别依次设置有第一截止阀、第二过滤器、第二增压泵、第一单向阀和第二截止阀。

本实用新型有益效果是：首先，本实用新型降低污氮气直接排空而造成的消耗同时通过非电加热的方式对富氧气源进行加热降低了加热富氧气源电能消耗过高的技术问题。

其次，本实用新型所述的空冷塔的塔底和水冷塔的塔底均分别设置有液位计。安装液位计便于反馈液位高度。

最后，本实用新型所述的第一富氧污氮输送管上设置有在线色谱。安装在线色谱便于反馈通过第一富氧污氮输送管输送的富氧污氮的气体成分参数。

本实用新型具有结构简单，操作方便，设计巧妙，大大提高了工作效率，具有很好的社会和经济效益，是易于推广使用的产品。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1细节A的局部放大示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种用于空冷塔供水的循环装置，包括空冷塔1和水冷塔2，空冷塔1包括空冷塔本体、压缩空气进口端、常温水进口端、低温水进口端和循环水出口端，水冷塔2包括水冷塔本体、冷却水出口端、冷却水回水端、循环水进口端、冷却气进口端和冷却气出口端，所述的水冷塔本体包括水冷塔塔体，所述的水冷塔塔体内设置有填料层41，所述的水冷塔2的循环水进口端上设置有喷头40，所述的喷头40位于填料层41上方的所述的水冷塔塔体内侧，所述的喷头40上方的所述的水冷塔塔体内设置有丝网聚结器42，所述的水冷塔2的冷却气出口端位于所述的水冷塔塔体的塔顶，所述的水冷塔2的冷却水出口端、所述的水冷塔2的冷却水回水端、所述的水冷塔2的冷却气进口端均与填料层41下方的所述的水冷塔塔体的内腔相连通。所述的空冷塔1的压缩空气进口端上设置有压缩空气输送管21的出口端，压缩空气输送管21的进口端上设置有第一过滤器22，压缩空气输送管21上设置有第二增压机组23。所述的空冷塔1的循环水出水端上依次连通有循环水回水总管3和冷却塔4的进水端，水冷塔2的循环水进口端以及空冷塔1的常温水进口端均与冷却塔4的出水端相连通，水冷塔2的冷却气进口端上设置有第一富氧污氮输送管5，水冷塔2的冷却气出口端上设置有第二富氧污氮输送管6，第二富氧污氮输送管6和循环水回水总管3上设置有换热器7，第二富氧污氮输送管6和换热器7的冷源通道相连通，换热器7的热源通道和循环水回水总管3相连通，换热器7的冷源通道上设置有第三富氧污氮输送管8，第三富氧污氮输送管8上设置有第一增压机组9、第一温度传感器10和第一气体流量传感器11。

所述的空冷塔1的常温水进口端和冷却塔4的出水端通过循环水输送总管12相连通，循环水输送总管12上设置有第一增压泵13，第一增压泵13和空冷塔1之间的循环水输送总管12与水冷塔2的循环水进口端通过第一循环水输送支管14相连通，第一循环水输送支管14上设置有第六调节阀44。水冷塔2的冷却水出口端和空冷塔1的低温水进口端通过低温水输送管15相连通，低温水输送管15上设置有水冷机组16，水冷机组16和空冷塔1之间的低温水输送管15上设置有第一调节阀17，第一调节阀17和水冷机组16之间的低温水输送管15上设置有第一液体流量传感器18和第三温度传感器43，第一液体流量传感器18和水冷机组16之间的低温水输送管15和水冷塔2的冷却水回水端通过低温水回水管19相连通，低温水回水管19上设置有第二调节阀20。

所述的空冷塔1的塔底和水冷塔2的塔底均分别设置有液位计24。安装液位计24便于反馈液位高度。

所述的第一富氧污氮输送管5上设置有在线色谱25。安装在线色谱25便于反馈通过第一富氧污氮输送管5输送的富氧污氮的气体成分参数。

所述的水冷机组16包括水冷机组低温通路和水冷机组高温通路，所述的水冷机组低温通路和低温水输送管15相连通，第一增压泵13和空冷塔1之间的循环水输送总管12和所述的水冷机组高温通路通过第二循环水输送支管26相连通，所述的水冷机组高温通路和循环水回水总管3之间通过循环水回水支管27相连通，循环水回水支管27和空冷塔1之间的循环水输送总管12上设置有第三调节阀28和第二单向阀39，第三调节阀28和空冷塔1之间的循环水输送总管12和循环水回水支管27通过调温水管29相连通，调温水管29上设置有第四调节阀30，调温水管29和循环水输送总管12之间的第二循环水输送支管26上设置有第五调节阀31，调温水管29和水冷机组16之间的第二循环水输送支管26上设置有第二温度传感器32。安装第二温度传感器32便于反馈温度参数。通过在循环水输送总管12和循环水回水支管27之间安装调温水管29便于将由空冷塔1塔底输送的温度较高的循环水和由第二循环水输送支管26输送的经冷却塔4冷却后的循环水进行直接混合升温，避免了因冬季环境温度过低，循环水供应通常低于18℃引起的所述的水冷机组高温通路供应水温度过低导致的水冷机组16无法正常工作的技术问题。

所述的第一循环水输送支管14和空冷塔1之间的循环水输送总管12沿着第一循环水输送支管14至空冷塔的方向上以及水冷塔2和水冷机组16之间的低温水输送管15沿着水冷塔2至水冷机组16均分别依次设置有第一截止阀33、第二过滤器34、第二增压泵35、第一单向阀36和第二截止阀37。循环水输送总管12上的第二截止阀37和空冷塔1之间的循环水输送总管12上设置有第二液体流量传感器38。

本产品使用方法如下：如图1和图2所示，由冷却塔4冷却后的循环水输送至循环水输送总管12经第一增压泵13加压后分为三部分，其中第一部分循环水通过第一循环水输送支管14输送给水冷塔2作为水冷塔2的一个水源；第二部分循环水通过第二循环水输送支管26输送给所述的水冷机组高温通路；第三部分循环水通过循环水输送总管12输送给所述的空冷塔1的常温水进口端作为空冷塔1的一个冷源。

第一部分循环水送入到空冷塔1内腔中和经第一富氧污氮输送管5输送过来的40％至60％含氧量的污氮气逆流换热被进一步冷却形成第一冷却水而后通过低温水输送管15输送给所述的水冷机组低温通路被再次降温形成第二冷却水，40％至60％含氧量的污氮气被加温后输送给第二富氧污氮输送管6；所述的第二冷却水分为两部分，第一部分所述的第二冷却水继续沿着低温水输送管15进行输送期间经第一液体流量传感器18反馈流量参数和第三温度传感器43反馈温度参数后输送给空冷塔1的低温水进口端作为空冷塔1的第二个冷源，第二部分所述的第二冷却水通过低温水回水管19回流至水冷塔2塔底和所述的第一冷却水直接混合而并对所述的第一冷却水进行调温。

空气经第一过滤器22过滤后进入到压缩空气输送管21而后被第二增压机组23增压而后被加热，加热后的压缩空气进入到空冷塔1内腔中和空冷塔1的两个冷源进行逆流换热后被降温，通过空冷塔1的塔顶排出送到下道工艺进行吸附处理；空冷塔1的两个冷源和压缩空气换热完成落至空冷塔1的塔底形成待冷却水而后经循环水回水总管3进行输送，其中一部分待冷却水经调温水管29输送至第二循环水输送支管26内和所述的第二部分循环水直接混合对所述的第二部分循环水进行加热而后经所述的水冷机组高温通路送入到循环水回水总管3与经空冷塔1的塔底输送至循环水回水总管3另一部分待冷却水合并输送至换热器7的热源通道与经第二富氧污氮输送管6输送到换热器7的冷源通道的40％至60％含氧量的污氮气进行换热，换热后的40％至60％含氧量的污氮气输送至第三富氧污氮输送管8经第一增压机组9加热后继续沿着第三富氧污氮输送管8送至炼钢炉作为助燃气，期间经第一温度传感器10反馈温度和第一气体流量传感器11反馈流量。通过换热器7的热源通道的待冷却水则送入冷却塔4中进行冷却后循环使用。

通过本实施例，通过非电加热的方式对富氧气源进行加热降低了加热富氧气源电能消耗过高的技术问题。相对于现有技术，本产品利用的是经典的上下塔结合式氮氧精馏系统中上塔中部抽出的40％至60％含氧量的污氮气替代由氮氧精馏系统中上塔顶部抽出的含氧量3％左右的污氮气作为水冷塔2的冷源对进入水冷塔2的循环水进行降温，升温后的40％至60％含氧量又可以作为供应炼钢炉的富氧助燃气，相对于3％左右的污氮气作为冷源加热进入水冷塔2的循环水后直接排空，由氮氧精馏系统产出的产品得到进一步的合理利用，工艺上更加贴合。

本实用新型是满足于空冷塔供水设备领域工作者需要的一种用于空冷塔供水的循环装置，使得本实用新型具有广泛的市场前景。

Claims (6)

1.一种用于空冷塔供水的循环装置，包括空冷塔(1)和水冷塔(2)，其特征在于：所述的空冷塔(1)的循环水出水端上依次连通有循环水回水总管(3)和冷却塔(4)的进水端，水冷塔(2)的循环水进口端以及空冷塔(1)的常温水进口端均与冷却塔(4)的出水端相连通，水冷塔(2)的冷却气进口端上设置有第一富氧污氮输送管(5)，水冷塔(2)的冷却气出口端上设置有第二富氧污氮输送管(6)，第二富氧污氮输送管(6)和循环水回水总管(3)上设置有换热器(7)，第二富氧污氮输送管(6)和换热器(7)的冷源通道相连通，换热器(7)的热源通道和循环水回水总管(3)相连通，换热器(7)的冷源通道上设置有第三富氧污氮输送管(8)，第三富氧污氮输送管(8)上设置有第一增压机组(9)、第一温度传感器(10)和第一气体流量传感器(11)。

2.根据权利要求1所述的用于空冷塔供水的循环装置，其特征在于：所述的空冷塔(1)的常温水进口端和冷却塔(4)的出水端通过循环水输送总管(12)相连通，循环水输送总管(12)上设置有第一增压泵(13)，第一增压泵(13)和空冷塔(1)之间的循环水输送总管(12)与水冷塔(2)的循环水进口端通过第一循环水输送支管(14)相连通，水冷塔(2)的冷却水出口端和空冷塔(1)的低温水进口端通过低温水输送管(15)相连通，低温水输送管(15)上设置有水冷机组(16)，水冷机组(16)和空冷塔(1)之间的低温水输送管(15)上设置有第一调节阀(17)，第一调节阀(17)和水冷机组(16)之间的低温水输送管(15)上设置有第一液体流量传感器(18)，第一液体流量传感器(18)和水冷机组(16)之间的低温水输送管(15)和水冷塔(2)的冷却水回水端通过低温水回水管(19)相连通，低温水回水管(19)上设置有第二调节阀(20)。

3.根据权利要求1所述的用于空冷塔供水的循环装置，其特征在于：所述的空冷塔(1)的塔底和水冷塔(2)的塔底均分别设置有液位计(24)。

4.根据权利要求1所述的用于空冷塔供水的循环装置，其特征在于：所述的第一富氧污氮输送管(5)上设置有在线色谱(25)。

5.根据权利要求2所述的用于空冷塔供水的循环装置，其特征在于：所述的水冷机组(16)包括水冷机组低温通路和水冷机组高温通路，所述的水冷机组低温通路和低温水输送管(15)相连通，第一增压泵(13)和空冷塔(1)之间的循环水输送总管(12)和所述的水冷机组高温通路通过第二循环水输送支管(26)相连通，所述的水冷机组高温通路和循环水回水总管(3)之间通过循环水回水支管(27)相连通，循环水回水支管(27)和空冷塔(1)之间的循环水输送总管(12)上设置有第三调节阀(28)，第三调节阀(28)和空冷塔(1)之间的循环水输送总管(12)和循环水回水支管(27)通过调温水管(29)相连通，调温水管(29)上设置有第四调节阀(30)，调温水管(29)和循环水输送总管(12)之间的第二循环水输送支管(26)上设置有第五调节阀(31)，调温水管(29)和水冷机组(16)之间的第二循环水输送支管(26)上设置有第二温度传感器(32)。

6.根据权利要求2所述的用于空冷塔供水的循环装置，其特征在于：所述的第一循环水输送支管(14)和空冷塔(1)之间的循环水输送总管(12)沿着第一循环水输送支管(14)至空冷塔的方向上以及水冷塔(2)和水冷机组(16)之间的低温水输送管(15)沿着水冷塔(2)至水冷机组(16)均分别依次设置有第一截止阀(33)、第二过滤器(34)、第二增压泵(35)、第一单向阀(36)和第二截止阀(37)。

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