RU2519292C2 - Method for reducing water losses from water cooling tower and water cooling tower for its implementation - Google Patents
Method for reducing water losses from water cooling tower and water cooling tower for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2519292C2 RU2519292C2 RU2010111223/06A RU2010111223A RU2519292C2 RU 2519292 C2 RU2519292 C2 RU 2519292C2 RU 2010111223/06 A RU2010111223/06 A RU 2010111223/06A RU 2010111223 A RU2010111223 A RU 2010111223A RU 2519292 C2 RU2519292 C2 RU 2519292C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tower
- water
- corona electrodes
- corona
- grounded
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrostatic Separation (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое техническое решение относится к области энергетики и предназначено для охлаждения жидкости.The proposed technical solution relates to the field of energy and is intended for cooling a liquid.
Известен способ снижения водных потерь из градирни, заключающийся в регулировке скорости охлаждающего воздушного потока и градирня, обеспечивающая его реализацию (см. заявку Японии №4-81119, кл. F28, F 27/00; F28С). Известная градирня содержит теплообменник с вентилятором.A known method of reducing water losses from the tower, which consists in adjusting the speed of the cooling air flow and cooling tower, ensuring its implementation (see Japanese application No. 4-81119, CL F28, F 27/00; F28C). Known cooling tower contains a heat exchanger with a fan.
Путем изменения скорости движения воздушных масс внутри данной градирни за счет изменения положения наклона лопастей вентилятора и числа оборотов его электродвигателя регулируют интенсивность теплообмена в известной градирне. Регулировку осуществляют в зависимости от перепада температур до и после теплообменника. Так как при значительном увеличении скорости охлаждающего воздушного потока происходит выброс из градирни капель воды, частоту вращения вентилятора в данной градирне ограничивают.By changing the speed of movement of air masses inside a given cooling tower by changing the position of the tilt of the fan blades and the number of revolutions of its electric motor, the heat transfer intensity in the known cooling tower is controlled. The adjustment is carried out depending on the temperature difference before and after the heat exchanger. Since with a significant increase in the speed of the cooling air stream, water droplets are ejected from the tower, the fan speed in this tower is limited.
В градирне, представленной в "Теплоизолирующие установки промышленных предприятий", Харьков, издательство Харьковского университета 1985 г., содержащей соединенные с входной трубой форсунки, смонтированные внутри полости открытой башни, установленной над водосборным бассейном с отводной трубой, и оросители, представляющие собой горизонтальные щиты, размещенные в несколько рядов ниже уровня форсунок в полости башни, снижение потерь воды осуществляется путем установки специальных ограждений, выполненных в виде жалюзных деревянных щитков, закрепленных по периметру башни.In the cooling tower presented in "Thermal Insulation Installations of Industrial Enterprises", Kharkov, Kharkov University Press, 1985, containing nozzles connected to the inlet pipe mounted inside the cavity of an open tower installed above the catchment basin with a branch pipe, and sprinklers, which are horizontal panels, placed in several rows below the level of the nozzles in the cavity of the tower, the reduction of water losses is carried out by installing special fences made in the form of louvre wooden shields Fixed around the perimeter of the tower.
В данной градирне охлаждаемая вода подается по входной трубе в форсунки и разбрызгивается. Капли воды падают вниз и охлаждаются окружающим воздухом, который под напором ветра перемещается перпендикулярно к направлению движения капель воды. Наклонные жалюзи являются препятствием выносу капель воды из полости башни и обеспечивают снижение потерь воды. Вместе с тем, в данной конструкции градирни мелкодисперсная влага вместе с воздушным потоком огибает наклонные жалюзи и выносится наружу. Кроме того, отмечается нестабильность интенсивности охлаждения, так как ее эффективность зависит от скорости набегающего потока, значение которого определяется естественными условиями и носит случайный характер.In this cooling tower, the cooled water is supplied through the inlet pipe to the nozzles and is sprayed. Drops of water fall down and are cooled by the surrounding air, which moves under the pressure of the wind perpendicular to the direction of movement of the drops of water. Inclined blinds are an obstacle to the removal of water droplets from the cavity of the tower and provide a reduction in water loss. At the same time, in this design of the tower, finely dispersed moisture along with the air flow goes around the inclined blinds and is carried out. In addition, instability of the cooling intensity is noted, since its effectiveness depends on the speed of the incident flow, the value of which is determined by natural conditions and is random in nature.
В градирнях большой мощности, башенного типа для сокращения объемов выбрасываемой в атмосферу воды используются специальные водоулавливающие устройства, основанные на инерционном осаждении капель влаги на специальных приспособлениях. Кроме того, снижение потерь выбрасываемой влаги в атмосферу обеспечивается также за счет естественной коагуляции мелкодисперсных капель, прошедших через водоулавливающее устройство, и последующего их гравитационного выпадения. Градирни подобного типа подробно описаны в патенте №656698, МКИ F28С 1/16, 1986 г. Градирня содержит расположенную над водосборным бассейном открытую полую башню с боковыми проемами у основания для прохождения охлаждающего воздуха, разбрызгиватель охлаждаемой воды, водоулавливающее устройство, включающее приспособление над разбрызгивателем. В данной градирне скорость охлаждающего воздушного потока в значительной степени определяется перепадом температур и высотой башни. Движение воздуха осуществляется естественным образом за счет разницы плотности теплого воздуха (в нижней части башни) и холодного (в верхней части башни). Охлаждаемая вода поступает по входной трубе в разбрызгиватель и распыляется над оросителем. Опускаясь в виде пленки или капель, соответственно, на пленочном или капельном оросителе, вода охлаждается воздухом, двигающимся через боковые проемы в полости башни снизу вверх. Насыщенный влагой нагретый воздух, поднимаясь вверх, проходит через приспособление водоулавливающего устройства, расположенное над разбрызгивателем, где происходит отделение от воздуха значительной части воды. Охлажденная вода стекает в водосборный бассейн, а нагретый воздух, содержащий мелкодисперсную и парообразную влагу, поднимается далее вверх внутри полости башни. По мере перемещения вверх воздух охлаждается, частицы влаги, достигшие размеров, достаточных для их гравитационного выпадения, под действием силы тяжести падают вниз.In cooling towers of high power, tower type, special water-catching devices based on the inertial deposition of moisture drops on special devices are used to reduce the amount of water discharged into the atmosphere. In addition, a reduction in the loss of moisture released into the atmosphere is also ensured by the natural coagulation of fine droplets passing through the water trapping device, and their subsequent gravitational precipitation. Cooling towers of this type are described in detail in patent No. 656698, MKI F28C 1/16, 1986. The cooling tower contains an open hollow tower located above the catchment basin with side openings at the base for passage of cooling air, a chilled water sprinkler, a water catcher device including a device above the sprinkler. In this cooling tower, the speed of the cooling air flow is largely determined by the temperature difference and the height of the tower. The movement of air is carried out naturally due to the difference in the density of warm air (in the lower part of the tower) and cold (in the upper part of the tower). Cooled water flows through the inlet pipe to the sprayer and is sprayed over the sprinkler. Dropping in the form of a film or drops, respectively, on a film or drip sprinkler, the water is cooled by air moving through the side openings in the cavity of the tower from the bottom up. The heated air saturated with moisture, rising upward, passes through the device of the water-collecting device located above the sprayer, where a significant part of the water is separated from the air. Chilled water flows into the catchment area, and heated air containing finely divided and vaporous moisture rises further upward inside the tower cavity. As it moves upward, the air cools, moisture particles that have reached sizes sufficient for their gravitational precipitation to fall under the influence of gravity.
Известная конструкция градирни может быть выполнена любых сколь угодно больших размеров, исходя из возможностей строительной индустрии, и решить проблему сброса больших объемов тепла.The known design of the cooling tower can be made of any arbitrarily large sizes, based on the capabilities of the construction industry, and solve the problem of discharge of large volumes of heat.
Вместе с тем, скорость проходящего внутри башни воздушного потока определяется естественными природными условиями, ограничена и практически не регулируется. Кроме того, мелкодисперсные капли, образуемые в результате испарения охлаждаемой воды в условиях естественной эволюции, происходящей внутри башни в процессе подъема охлаждающего воздуха вверх, не успевают укрупниться в размере до размера гравитационного осаждения (~20 мкм) и выносятся за пределы градирни. Что приводит к потере охлаждаемой воды в системе оборотного водоснабжения и ухудшению экологической обстановки в прилегающем районе.At the same time, the speed of the air flow passing inside the tower is determined by natural environmental conditions, limited and practically not regulated. In addition, the finely dispersed droplets formed as a result of the evaporation of the cooled water under the conditions of natural evolution occurring inside the tower in the process of raising the cooling air upward do not have time to grow larger in size to the size of gravity deposition (~ 20 μm) and are carried outside the cooling tower. This leads to the loss of chilled water in the circulating water supply system and environmental degradation in the surrounding area.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ, описанный в градирне, представленной в патенте РФ на изобретение №2326321 С1, МПК F28C 1/00, опубликованный 10.06.2008 г. Бюллетень №16. В данном способе снижение объемов выбрасываемой в атмосферу влаги обеспечивается путем генерации коронного разряда между коронирующими электродами и заземленной сеткой во входящем в градирню охлаждающем воздушном потоке. Электрические заряды, генерируемые коронным разрядом, насыщают охлаждающий воздушный поток электрическими зарядами, которые способствуют интенсификации процессов коагуляции мелкодисперсных капель и обеспечивают сокращение объемов, выбрасываемой градирней в атмосферу влаги.The closest technical solution to the proposed one is the method described in the tower presented in the patent of the Russian Federation for invention No. 2236321 C1, IPC F28C 1/00, published on June 10, 2008. Bulletin No. 16. In this method, a reduction in the amount of moisture emitted into the atmosphere is achieved by generating a corona discharge between the corona electrodes and the grounded mesh in the cooling air stream entering the cooling tower. The electric charges generated by the corona discharge saturate the cooling air stream with electric charges, which contribute to the intensification of the coagulation of fine droplets and provide a reduction in the volumes emitted by the cooling tower into the atmosphere of moisture.
Известная градирня содержит расположенную над водосборным бассейном открытую полую башню с боковыми проемами у основания, перекрытыми заземленной электропроводной сеткой, относительно которой с зазором на изоляторах с внешней от башни стороны установлены коронирующие электроды, соединенные с источником высокого напряжения, разбрызгиватель охлаждаемой воды и водоулавливающее устройство. Движение воздушных масс в данной конструкции градирни осуществляется как естественным путем, так и за счет ионного ветра, формируемым коронным разрядом между коронирующими электродами и заземленной сеткой.The known cooling tower contains an open hollow tower located above the drainage basin with side openings at the base covered by an earthed conductive grid, with respect to which corona electrodes connected to a high voltage source, a chilled water sprinkler and a water collecting device are installed with a gap on insulators from the outside of the tower. The movement of air masses in this design of the cooling tower is carried out both naturally and due to the ionic wind formed by the corona discharge between the corona electrodes and the grounded grid.
Вместе с тем, в известном способе и известной градирне генерация коронного разряда осуществляется в охлаждающем воздушном потоке, входящем в полость башни, ненасыщенном еще влагой охлаждаемой воды, и значительная часть генерируемых зарядов осаждается на заземленной сетке и не участвует в процессе отделения образовавшейся в процессе охлаждения воды влаги. Парообразная влага и значительная часть мелкодисперсной влаги выносятся, образуемые в охлаждаемом воздушном потоке при контакте с охлаждаемой водой, выносятся за пределы градирни. Что приводит к потере охлаждаемой воды в системе оборотного водоснабжения и ухудшению экологической обстановки в прилегающем районе.At the same time, in the known method and the known cooling tower, the corona discharge is generated in the cooling air stream entering the cavity of the tower, still unsaturated with the moisture of the cooled water, and a significant part of the generated charges is deposited on the grounded grid and does not participate in the process of separating the water formed during the cooling process moisture. The vaporous moisture and a significant part of the finely dispersed moisture are carried out, which are formed in the cooled air stream in contact with the cooled water, are taken out of the cooling tower. This leads to the loss of chilled water in the circulating water supply system and environmental degradation in the surrounding area.
Технический результат - сокращение выброса влаги из градирни в окружающее пространство.The technical result is a reduction in the release of moisture from the tower into the surrounding space.
Технический результат достигается способом снижения потерь воды в градирне за счет генерации в охлаждающем воздушном потоке коронного разряда между коронирующими электродами и заземленной сеткой. Согласно изобретению, во время работы градирни измеряют направление внешнего ветрового потока у выходного сечения башни и управляют системой генерации коронного разряда между заземленной сеткой, смонтированной над башней в пределах ее выходного сечения, и коронирующими электродами, обеспечивая положение находящихся под напряжением коронирующих электродов с наветренной относительно заземленной сетки стороны.The technical result is achieved by a method of reducing water losses in the tower due to the generation of a corona discharge in the cooling air stream between the corona electrodes and the grounded grid. According to the invention, during operation of the cooling tower, the direction of the external wind flow at the outlet section of the tower is measured and the corona discharge generation system between the grounded grid mounted above the tower within its outlet section and the corona electrodes is controlled, ensuring the position of the energized corona electrodes with the windward relatively grounded mesh side.
Предлагаемый способ сокращения выброса влаги из градирни позволяет вовлечь в процесс охлаждения воды дополнительный объем окружающего воздуха и энергию его ветрового потока. Вовлечение дополнительного объема окружающего воздуха в процесс охлаждения осуществляется за счет использования энергии ионного ветра коронного разряда. Направление ионного ветра при коронном разряде всегда от коронирующих электродов к заземленной сетке. Следовательно, когда внешний ветровой поток натекает на систему генерации коронного разряда со стороны коронирующих электродов, ионный ветер сообщает внешнему ветровому потоку дополнительный импульс, увеличивает скорость его потока, увлекая тем самым в процесс охлаждения дополнительный объем окружающего воздуха. Замер направления скорости ветра может быть реализован известными методами. Например, с помощью анеморумбометра (см. ). Управление системой генерации коронного разряда и обеспечение положения находящихся под напряжением коронирующих электродов с наветренной относительно заземленной сетки стороны может быть реализовано различными способами, электрическим и механическим управлением. При электрическом способе управления, расположив по кругу относительно оси башни коронирующие электроды, управление может быть реализовано путем подачи напряжения на коронирующие электроды, находящиеся в секторе с наветренной относительно заземленной сетки стороны и отключения подачи напряжения на коронирующие электроды, находящиеся в секторе с подветренной стороны. В этом случае ветровой поток беспрепятственно проходит через сектор с заземленной сеткой и отключенными коронирующими электродами, смешивается с выходящим из башни увлажненным потоком охлаждающего воздуха и увлекает его на находящиеся под напряжением коронирующие электроды противоположного сектора. При смешении теплого увлажненного потока с холодным ветровым потоком значительная часть паров, содержащихся в увлажненном охлаждающем потоке, конденсируется. В области коронного разряда между находящимися по высоким напряжением коронирующими электродами и заземленной сеткой происходят сложные микрофизические процессы. Смешанный воздушный поток ускоряется ионным ветром, содержащиеся в нем капли заряжаются. При проходе через заземленную сетку электрически заряженные капли сепарируются на заземленной сетке и по ее поверхности стекают вниз во внутрь башни градирни. Очищенный от влаги воздух выбрасывается в атмосферу.The proposed method of reducing moisture from the tower allows you to involve in the process of cooling water an additional volume of ambient air and the energy of its wind flow. The involvement of an additional volume of ambient air in the cooling process is carried out through the use of corona discharge ion wind energy. The direction of the ionic wind during corona discharge is always from the corona electrodes to the grounded grid. Therefore, when an external wind flow flows onto the corona discharge generation system from the side of the corona electrodes, the ion wind gives an additional impulse to the external wind flow, increases its flow rate, thereby dragging an additional volume of ambient air into the cooling process. Measurement of the direction of wind speed can be implemented by known methods. For example, using an anemorumbometer (see). The control of the corona discharge generation system and the provision of the position of energized corona electrodes from the windward relative to the grounded side of the grid can be realized by various methods, electrical and mechanical control. With the electric control method, by arranging the corona electrodes in a circle relative to the tower axis, control can be realized by applying voltage to the corona electrodes located in the sector from the windward relative to the grounded side of the grid and turning off the voltage supply to the corona electrodes located in the sector from the leeward side. In this case, the wind flow freely passes through the sector with the grounded grid and the corona electrodes disconnected, mixes with the humidified stream of cooling air coming out of the tower and carries it to the corona electrodes of the opposite sector, which are energized. When a warm humidified stream is mixed with a cold wind stream, a significant part of the vapor contained in the humidified cooling stream condenses. In the field of corona discharge, complex microphysical processes occur between the high-voltage corona electrodes and the grounded grid. The mixed air flow is accelerated by the ionic wind, the droplets contained in it are charged. When passing through an earthed grid, electrically charged droplets are separated on the grounded grid and flow down its surface into the cooling tower tower. Moisture-free air is released into the atmosphere.
При механическом способе управления коронирующие электроды монтируются в полукруговом секторе относительно оси башни на специальном поворотном погоне, установленном на башне градирни с приводом разворота по известной схеме ориентации горизонтально оси вращения ветряного колеса ветряных энергетических установок. Схемное и конструктивное выполнения поворотного погона и привода разворота относительно градирни в зависимости от направления ветра может быть выполнено исходя из общих требований проектирования. Система управления приводом разворота может базироваться на датчиках направления ветрового потока и создаваться на известных принципах проектирования следящих систем. В этом случае внешний ветровой поток проходит через свободный сектор, смешивается с выходящим из башни увлажненным потоком охлаждающего воздуха и увлекает его на коронирующие электроды противоположного сектора. Далее происходят процессы аналогично представленным выше. Конденсация в области смешения холодного и увлажненного воздушных потоков, увеличение скорости потока за счет ионного ветра, сепарация на заземленной сетке электрически заряженных капель и возврат их обратно в градирню.With the mechanical control method, the corona electrodes are mounted in a semicircular sector relative to the axis of the tower on a special rotary shoulder strap mounted on the tower of the cooling tower with a reversal drive according to the known horizontal orientation of the axis of rotation of the wind wheel of wind power plants. Schematic and constructive performance of the turning shoulder strap and turning drive relative to the tower depending on the wind direction can be performed based on the general design requirements. The control system of the headland drive can be based on wind direction sensors and can be created on the basis of well-known design principles for tracking systems. In this case, the external wind flow passes through the free sector, mixes with the moistened stream of cooling air leaving the tower and carries it to the corona electrodes of the opposite sector. Next, processes occur similar to those presented above. Condensation in the area of mixing cold and humidified air flows, an increase in the flow rate due to ionic wind, separation of electrically charged drops on an earthed grid and their return to the cooling tower.
Таким образом, новая совокупность признаков позволяет использовать энергию ионного ветра коронного разряда для вовлечения дополнительного объема охлаждающего воздуха в процесс охлаждения воды. Механизм образования ионного ветра достаточно подробно представлен, например, Кулешов П.С. «Экспериментальное изучение взаимодействия коронного разряда и паров воды» Электронный журнал «Исследовано в России» . Скорость ионного ветра может достигать значения более 2 м/сек. Кроме того, как установлено авторами предлагаемого изобретения, система коронирующих электродов, установленных с зазором относительно заземленной сетки, является хорошей системой очистки газовых потоков от аэрозолей, в том числе и тумана. Что позволяет значительную часть содержащейся в увлажненном воздушном потоке влаги, предварительно сконденсировав, вернуть обратно в градирню.Thus, the new set of features allows the use of corona discharge ion wind energy to involve an additional volume of cooling air in the water cooling process. The mechanism of formation of ionic wind is presented in sufficient detail, for example, Kuleshov P.S. “Experimental study of the interaction of corona discharge and water vapor” Electronic journal “Investigated in Russia”. The ion wind speed can reach a value of more than 2 m / s. In addition, as established by the authors of the present invention, the system of corona electrodes installed with a gap relative to the grounded mesh is a good system for cleaning gas streams from aerosols, including fog. This allows a significant part of the moisture contained in the humidified air stream to be returned to the cooling tower after condensing.
Для реализации предлагаемого способа в градирне, содержащей расположенную над водосборным бассейном открытую полую башню с боковыми проемами у основания, коронирующие электроды, соединенные с высоковольтным источником питания, установленные на изоляторах с зазором относительно заземленной сетки, разбрызгиватель охлаждаемой воды и водоулавливающее устройство, заземленная сетка выполнена в виде надстройки, установленной над полостью выходного сечения открытой полой башни.To implement the proposed method in a cooling tower containing an open hollow tower located above the drainage basin with side openings at the base, corona electrodes connected to a high-voltage power source, installed on insulators with a gap relative to the grounded mesh, a chilled water sprinkler and water trapping device, the grounded mesh is made in a superstructure installed above the cavity of the exit section of an open hollow tower.
Градирня снабжена датчиком измерения направления ветра и системой управления включения и выключения соединения электрически изолированных между собой секторов с коронирующими электродами с источником питания в зависимости от направления ветра.The tower is equipped with a wind direction measuring sensor and a control system for turning on and off the connection of electrically isolated sectors with corona electrodes with a power source, depending on the wind direction.
Предлагаемое конструктивное выполнение градирни позволяет использовать воздушный поток, проходящий выше среза башни для дополнительного охлаждения выходящего из градирни увлажненного воздушного потока. Значительная часть парообразной влаги сконденсируется, соберется на заземленной сетке и возвратится в полость башни, в водосборный бассейн.The proposed structural design of the cooling tower allows the use of an air stream passing above the cut of the tower for additional cooling of the humidified air stream leaving the tower. A significant part of the vaporous moisture is condensed, collected on an earthed grid and returns to the tower cavity, to the drainage basin.
Предлагаемое изобретение поясняется фиг.1 - схематическое изображение градирни в разрезе.The invention is illustrated in figure 1 - schematic representation of the tower in section.
Градирня содержит открытую полую башню 1, расположенную над водосборным бассейном 2, разбрызгиватель охлаждаемой воды 3, смонтированный над оросителем 4, водоулавливающее устройство, включающее приспособление 5, расположенное над разбрызгивателем 3. Над верхней частью полости башни 1, на кронштейнах 6 смонтирована заземленная сетка 7, которая выполнена в виде надстройки над полостью башни. Конструктивная схема выполнения надстройки не имеет принципиального значения. Главное, чтобы данная надстройка перекрывала поток выходящего из башни увлажненного воздуха, захваченный ветровым потоком наружного воздуха и нижняя кромка сетки входила во внутреннюю полость башни. При круглой форме выходного сечения башни данная надстройка может иметь форму конуса, диаметр основания которого не превышает величину диаметра выходного сечения башни. Высота надстройки и, соответственно, угол конуса определяются конструктивными особенностями башни, метеорологическими условиями (прежде всего, скоростью наружного ветра) в месте эксплуатации градирни и степенью заданного объема сокращения выбросов влаги. Чем меньше угол наклона, тем больше сокращение объема уносимой влаги. Для практических целей угол конуса может быть рекомендован в диапазоне (60°-90°). С зазором δ относительно заземленной сетки 7, на изоляторах 8 установлены коронирующие электроды 9, которые могут быть выполнены из проводов малого диаметра, натянутых на каркасе 10, выполненном в виде отдельных электрически изолированных друг от друга секторов. Исходя из условий реальных значений высокого напряжения порядка 50 кВ, диаметр коронирующих проводов измеряется ориентировочно порядка 0,3-0,8 мм. Коронирующие электроды могут быть также выполнены в виде скрутки (троса) проводов малого диаметра, либо в виде различных конструктивных элементов с малым радиусом кривизны поверхности, обращенной к заземленной сетке. Конструкции коронирующих электродов достаточно подробно освещены в литературе по электрофильтрам. См., например, http://oemz.net/files/demz precipitator.pdf, http://miogaz.ai/index.php?option=com_content&task=view&id=27&Itemid=23The cooling tower contains an open hollow tower 1 located above the catchment basin 2, a chilled water sprinkler 3 mounted above the sprinkler 4, a water trapping device including a device 5 located above the sprinkler 3. A grounded grid 7 is mounted on the brackets 6 above, on the brackets 6, which is made in the form of a superstructure over the cavity of the tower. The structural diagram of the implementation of the add-in does not matter. The main thing is that this add-in overlaps the flow of humidified air coming out of the tower, captured by the wind flow of external air and the lower edge of the grid enters the inner cavity of the tower. With the round shape of the exit section of the tower, this add-on may have the shape of a cone, the diameter of the base of which does not exceed the diameter of the exit section of the tower. The height of the superstructure and, accordingly, the cone angle are determined by the design features of the tower, meteorological conditions (primarily the speed of the external wind) at the place of operation of the tower and the degree of the specified amount of moisture emission reduction. The smaller the angle, the greater the reduction in the amount of moisture carried away. For practical purposes, the cone angle can be recommended in the range (60 ° -90 °). With a gap δ relative to the grounded grid 7, corona electrodes 9 are installed on insulators 8, which can be made of small diameter wires stretched on a frame 10 made in the form of separate sectors that are electrically isolated from each other. Based on the conditions of real high voltage values of about 50 kV, the diameter of the corona wires is measured approximately 0.3-0.8 mm. The corona electrodes can also be made in the form of twisting (cable) wires of small diameter, or in the form of various structural elements with a small radius of curvature of the surface facing the grounded grid. The designs of corona electrodes are covered in sufficient detail in the literature on electrostatic precipitators. See, for example, http://oemz.net/files/demz precipitator.pdf, http://miogaz.ai/index.php?option=com_content&task=view&id=27&Itemid=23
Величина зазора δ определяется десятками сантиметров. Конструктивное выполнение схемы крепления коронирующих электродов не является принципиальным и может быть выполнено, исходя из общих норм проектирования, и отличаться от схемы, представленной на фиг.1. Основная задача крепления состоит, с одной стороны в надежном обеспечении гарантированного зазора между коронирующими электродами и заземленной сеткой 5, и, с другой стороны, в обеспечении надежной электрической изоляции их от заземленной поверхности. Количество электрически изолированных секторов определяется конструктивными возможностями, устойчивостью розы ветров в районе монтажа градирни и требованиями по степени сепарации влаги. С практической точки зрения для устойчивой работы системы достаточно использовать 8-16 секторов.The size of the gap δ is determined by tens of centimeters. The structural implementation of the mounting scheme of the corona electrodes is not fundamental and can be performed based on the general design standards, and differ from the circuit shown in figure 1. The main task of the fastening is, on the one hand, to reliably ensure a guaranteed gap between the corona electrodes and the grounded mesh 5, and, on the other hand, to ensure reliable electrical isolation of them from the grounded surface. The number of electrically isolated sectors is determined by the design capabilities, the stability of the wind rose in the installation area of the tower and the requirements for the degree of moisture separation. From a practical point of view, for the stable operation of the system it is enough to use 8-16 sectors.
Источник высокого напряжения 11 может быть установлен на кронштейне 12, закрепленном на корпусе башни и закрыт от попадания на него атмосферных осадков козырьком 13. Принципиально все сектора могут быть запитаны от одного источника. Однако с целью упрощения конструкции целесообразно каждый сектор подсоединять к отдельному источнику. Датчик измерения направления скорости ветра (на фиг. не показан) может быть установлен в любом удобном месте. Главное, чтобы он определял направление скорости наружного ветрового потока на срезе башни. Лучше всего его установить в верхней части заземленной сетки (надстройки), в этом случае погрешности измерения направления ветра будут минимальны. Система управления включения и выключения соединения электрически изолированных между собой секторов с коронирующими электродами с источником питания (на фиг.1 не показана) может быть выполнена в отдельном блоке управления высоковольтного источника.The high voltage source 11 can be mounted on a bracket 12 mounted on the tower housing and closed from atmospheric precipitation by a visor 13. In principle, all sectors can be powered from a single source. However, in order to simplify the design, it is advisable to connect each sector to a separate source. A sensor for measuring wind direction (not shown in FIG.) Can be installed in any convenient place. The main thing is that it determines the direction of the speed of the external wind flow at the cut of the tower. It is best to install it in the upper part of the grounded grid (superstructure), in this case, the error in measuring the direction of the wind will be minimal. The control system for turning on and off the connection of electrically isolated sectors with corona electrodes with a power source (not shown in FIG. 1) can be performed in a separate control unit for a high voltage source.
Питание на сектора с коронирующими электродами может подаваться от высоковольтного источника питания 11 через высоковольтный кабель 14.Power to the sectors with corona electrodes can be supplied from the high-voltage power supply 11 through the high-voltage cable 14.
Градирня работает следующим образом. Охлаждаемая вода по входной трубе подается в разбрызгиватель 3. Опускаясь вниз, вода в виде пленок на пленочном оросителе 4 или в виде капель на капельном оросителе 4 охлаждается потоком воздуха. Насыщенный влагой нагретый воздух, направляясь вверх, проходит через приспособление 5 водоулавливающего устройства, где отделяется часть капель воды. Охлажденная вода стекает в водосборный бассейн 2, откуда снова поступает в систему оборотного водоснабжения. Нагретый воздух, содержащий влагу в виде пара и мелкодисперсных капель, продолжает подниматься вверх внутри корпуса полой башни. В процессе движения влаги вверх за счет передачи части тепла через стенки башни атмосферному воздуху часть пересыщенной парообразной влаги конденсируется, часть мелкодисперсных капелек воды укрупнится, и те из них, которые достигнут размеров, достаточных для гравитационного выпадения, падают вниз в водосборный бассейн, захватывая на своем пути мелкие капельки. По показаниям датчика измерения направления ветра системой управления включаются соединения электрически изолированных секторов коронирующих электродов 9, находящихся с наветренной стороны от электропроводной сетки, с источником питания 11 и отключается соединение соединения электрически изолированных секторов коронирующих электродов 9, находящихся с подветренной стороны от электропроводной сетки. На коронирующие электроды, находящиеся с наветренной стороны, подается от источника питания высокое напряжение, достаточное для устойчивого горения коронного разряда. Значение высокого напряжения определяется из общих условий, см., например, Физика газового разряда. Ю.П.Райзер Издательский дом «Интеллект», 2009. Вследствие генерации коронного разряда возникает ионный ветер, который ускоряет движение как натекающего внешнего воздушного потока, так и увлажненного потока, выходящего из башни. Таким образом, генерируемый коронный разряд увеличивает объем воздушного потока, проходящего через полость башни с одной стороны, и увеличивает объем внешнего воздушного потока натекающего на струю увлажненного воздушного потока, выходящего из башни. Путем регулирования значения высокого напряжения, подаваемого на коронирующие электроды, можно обеспечивать регулирование величины дополнительного ветрового потока. Увеличение объема потока воздуха, проходящего через внутреннюю полость башни, способствует увеличению интенсивности охлаждения внутри полости башни, и выпадению крупных сконденсированных капель при прохождении охлаждающего потока внутри полости башни. Увеличение объема внешнего воздушного потока натекающего на струю увлажненного воздушного потока, выходящего из башни позволяет также привлечь к охлаждению выходящего из башни увлажненного воздушного потока и увеличению интенсивности конденсации содержащихся в нем паров. Внешний ветровой поток, усиленный ионным ветром коронирующих электродов, смешивается со струей выходящего из башни увлажненного воздушного потока, конденсирует в нем парообразную влагу и направляет струю выходящего из башни увлажненного воздушного потока на систему генерации коронного разряда. В образовавшейся в результате воздушно-капельной смеси, проходящей через область разрядного промежутка, происходят сложные микрофизические процессы, приводящие к укрупнению капель. В экспериментах, проведенных авторами предполагаемого изобретения, в увлажненном газовом потоке выхлопных газов автомобиля коронный разряд инициировал образование капель видимого размера. См. Лапшин В.Б и др. Метод очистки газовых потоков от природных и техногенных аэрозолей, включающих субмикронные составляющие. Электронный журнал исследование в России, 28,275-280,2007. . Укрупненные электрически заряженные капли, проходя через ячейку заземленной сетки, увлекаются силами электростатического взаимодействия к поверхности ее конструкции. Собранные на заземленной сетке капли воды укрупняются и, достигнув размеров, вес которых превышает значение сил поверхностного натяжения, падают вниз. Конструктивное выполнение заземленной сетки, размеры ячеек сетки, ее размеры выбираются исходя из величины подаваемого на коронирующие электроды высоковольтного напряжения и параметров коронирующих проводов. Для предотвращения замерзания влаги, собираемой на электропроводной сетке, в ячейки сетки может быть вмонтирован электрообогревающий кабель. Либо отдельные провода сетки заменяются на электрообогревающий кабель. Тип кабеля, мощность его и количество определяются расчетным путем (исходя из условия не замерзания влаги на сетке при климатических условиях эксплуатации градирни) и из конструктивных соображений.The cooling tower works as follows. Cooled water is supplied through the inlet pipe to the sprayer 3. When going down, water in the form of films on a film sprayer 4 or in the form of drops on a drip sprayer 4 is cooled by an air stream. Saturated with moisture, heated air, heading upward, passes through the device 5 of the water-collecting device, where a part of the drops of water is separated. Chilled water flows into the catchment basin 2, from where it again enters the water recycling system. Heated air containing moisture in the form of steam and fine droplets continues to rise up inside the body of the hollow tower. During the movement of moisture upward due to the transfer of part of the heat through the walls of the tower to the atmospheric air, part of the supersaturated vaporous moisture condenses, part of the finely dispersed droplets of water coarsens, and those that reach sizes sufficient for gravitational precipitation fall down into the catchment, capturing on their ways small droplets. According to the readings of the wind direction measuring sensor, the control system turns on the connections of the electrically isolated sectors of the corona electrodes 9 located on the windward side of the electrically conductive grid and the power source 11 and disconnects the connection of the electrically isolated sectors of the corona electrodes 9 located on the leeward side of the electrically conductive grid. A high voltage sufficient for stable burning of the corona discharge is supplied to the corona electrodes located on the windward side from the power source. The high voltage value is determined from the general conditions; see, for example, Gas Discharge Physics. Yu.P. Raizer, Intellect Publishing House, 2009. Due to the generation of a corona discharge, an ionic wind arises, which accelerates the movement of both the incoming external air stream and the humid stream leaving the tower. Thus, the generated corona discharge increases the volume of air flow passing through the cavity of the tower on one side and increases the volume of the external air flow of the humidified air stream flowing out of the tower leaving the tower. By adjusting the value of the high voltage supplied to the corona electrodes, it is possible to control the magnitude of the additional wind flow. An increase in the volume of air flow passing through the internal cavity of the tower contributes to an increase in the cooling rate inside the cavity of the tower, and the precipitation of large condensed droplets during the passage of the cooling stream inside the cavity of the tower. An increase in the volume of the external air stream of the humidified air stream flowing out of the stream leaving the tower also makes it possible to attract the humidified air stream leaving the tower to cool and increase the condensation intensity of the vapors contained in it. An external wind stream, amplified by the ion wind of the corona electrodes, is mixed with a stream of humidified air stream leaving the tower, condenses vaporous moisture in it and directs a stream of humidified air stream leaving the tower to the corona discharge generation system. In the resulting droplet mixture passing through the region of the discharge gap, complex microphysical processes occur, leading to the enlargement of the droplets. In experiments conducted by the inventors of the claimed invention, a corona discharge initiated the formation of droplets of a visible size in a humidified gas stream of automobile exhaust gases. See Lapshin VB and others. A method for cleaning gas flows from natural and man-made aerosols, including submicron components. Electronic Journal of Research in Russia, 28,275-280,2007. . Large electrically charged drops passing through a cell of an earthed grid are carried away by the forces of electrostatic interaction to the surface of its structure. The water droplets collected on an earthed grid are enlarged and, having reached sizes whose weight exceeds the value of the surface tension forces, fall down. The design of the grounded grid, the mesh cell sizes, its sizes are selected based on the magnitude of the high voltage supplied to the corona electrodes and the parameters of the corona wires. To prevent freezing of moisture collected on the electrically conductive grid, an electric heating cable can be mounted in the grid cells. Or, individual wires of the grid are replaced by an electric heating cable. The type of cable, its power and quantity are determined by calculation (based on the condition of non-freezing of moisture on the grid under the climatic conditions of operation of the tower) and from structural considerations.
Таким образом, предложенное устройство, благодаря новым отличительным признакам в совокупности с известными признаками, позволяет создать в башне дополнительный ветровой поток, сократить объем выброса влаги из градирни в окружающее пространство, увеличить эффективность работы градирни, и достичь цели предполагаемого изобретения.Thus, the proposed device, thanks to new distinctive features in combination with the known features, allows you to create an additional wind flow in the tower, reduce the amount of moisture emitted from the tower into the surrounding space, increase the efficiency of the tower, and achieve the objective of the proposed invention.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010111223/06A RU2519292C2 (en) | 2010-03-25 | 2010-03-25 | Method for reducing water losses from water cooling tower and water cooling tower for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010111223/06A RU2519292C2 (en) | 2010-03-25 | 2010-03-25 | Method for reducing water losses from water cooling tower and water cooling tower for its implementation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010111223A RU2010111223A (en) | 2011-09-27 |
| RU2519292C2 true RU2519292C2 (en) | 2014-06-10 |
Family
ID=44803706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010111223/06A RU2519292C2 (en) | 2010-03-25 | 2010-03-25 | Method for reducing water losses from water cooling tower and water cooling tower for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2519292C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019028438A1 (en) * | 2017-08-03 | 2019-02-07 | Cirrus Water, LLC | Systems and methods for controlling evaporative fluid loss |
| RU2752683C1 (en) * | 2020-03-17 | 2021-07-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | All-weather tower cooling tower |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4662902A (en) * | 1984-07-26 | 1987-05-05 | Kraftwerk Union Aktiengesellschaft | Evaporation cooling tower |
| RU2100730C1 (en) * | 1996-04-30 | 1997-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Простор Плюс-М" | Cooling tower |
| RU2137073C1 (en) * | 1998-05-26 | 1999-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Простор Плюс-М" | Cooling tower |
| RU2326321C1 (en) * | 2006-12-27 | 2008-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ПРОСТОР" | Cooling tower |
-
2010
- 2010-03-25 RU RU2010111223/06A patent/RU2519292C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4662902A (en) * | 1984-07-26 | 1987-05-05 | Kraftwerk Union Aktiengesellschaft | Evaporation cooling tower |
| RU2100730C1 (en) * | 1996-04-30 | 1997-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Простор Плюс-М" | Cooling tower |
| RU2137073C1 (en) * | 1998-05-26 | 1999-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Простор Плюс-М" | Cooling tower |
| RU2326321C1 (en) * | 2006-12-27 | 2008-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ПРОСТОР" | Cooling tower |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019028438A1 (en) * | 2017-08-03 | 2019-02-07 | Cirrus Water, LLC | Systems and methods for controlling evaporative fluid loss |
| RU2752683C1 (en) * | 2020-03-17 | 2021-07-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | All-weather tower cooling tower |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010111223A (en) | 2011-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7026723B2 (en) | Air filtering chimney to clean pollution from a city and generate electric power | |
| AU2009275553B2 (en) | Apparatus and related methods for weather modification by electrical processes in the atmosphere | |
| US20110174892A1 (en) | Apparatus and related methods for weather modification by electrical processes in the atmosphere | |
| CN108348926A (en) | System and method for collecting species | |
| RU2511824C2 (en) | Cooling tower | |
| US20210370318A1 (en) | Systems, devices, and methods for collecting species from a gas stream | |
| RU2519292C2 (en) | Method for reducing water losses from water cooling tower and water cooling tower for its implementation | |
| RU2326321C1 (en) | Cooling tower | |
| JP2022542346A (en) | Systems and methods for collecting fluid from a gas stream | |
| RU2494326C1 (en) | Cooling tower | |
| RU2525333C1 (en) | Device to disperse fog | |
| RU2100730C1 (en) | Cooling tower | |
| RU2356632C1 (en) | Filter for gas flow treating | |
| RU2595015C1 (en) | Method of influence on atmosphere | |
| RU2503501C1 (en) | Gas flow cleaning filter | |
| WO2018167797A1 (en) | Artificial rainmaking by high power laser initiation endothermic reactions through drone aircraft remote control system | |
| RU2494328C1 (en) | Cooling tower | |
| RU2560236C1 (en) | Fog dispersal device | |
| WO2009043333A2 (en) | Electrostatic thermal transducer (etw) | |
| RU2612678C1 (en) | Summer head for cooling tower | |
| RU2647276C1 (en) | Method of fog and clouds dispersion and precipitation inducing | |
| RU2821371C1 (en) | Method for artificial regulation of precipitation on monitored mountain or adjacent to mountain territory | |
| RU2679681C1 (en) | Method and device for forming a rising air flow | |
| WO2018084872A1 (en) | Atmospheric negative ionizer | |
| RU2137073C1 (en) | Cooling tower |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150326 |