一種冬季可干運行的復合型閉式冷卻塔的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于氣體和液體冷卻冷凝技術，主要提出一種冬季可干運行的復合型閉式冷卻塔。
【背景技術】
[0002]隨著工業(yè)的發(fā)展，我國水資源和能源都非常緊張，節(jié)能被稱為是水、煤、石油和天然氣之外的“第五能源”，而我國各類工業(yè)過程和設備中涉及的冷卻過程耗能現(xiàn)象十分嚴重，相同的熱負荷，往往比國外多消耗很多的能量。工業(yè)生產(chǎn)用水中冷卻用水占70%以上，若冷卻用水直接排放不但會造成熱污染，且造成資源浪費，目前節(jié)水節(jié)能已成為我國的一項基本國策。閉式冷卻塔就是冷卻水閉式循環(huán)利用的關鍵設備之一，隨著科技、裝備制作業(yè)的發(fā)展，閉式冷卻塔在冶金、石油化工、煤化工、電力、空調(diào)等行業(yè)得到了廣泛的應用。
[0003]目前，市場上應用最多的閉式冷卻塔為普通的蒸發(fā)式冷卻器，隨著其應用的深度和廣度不斷深入，暴露出閉式冷卻塔存在以下問題:一是換熱管結垢問題，閉式冷卻塔運行一段時間后，高溫段換熱管的外部易出現(xiàn)結垢現(xiàn)象，導致其傳熱性能大幅下降，并易因垢底腐蝕而引起泄露，甚至影響整個系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性；二是冬季閉式冷卻塔出口排出的飽和熱空氣，遇冷后會形成白霧，這些白霧會溶解空氣中的帶電離子，從而腐蝕周邊的設備，產(chǎn)生一定的安全隱患；三是在北方冬季，閉式冷卻塔運行時，因循環(huán)水系統(tǒng)不能停水，容易造成水泵和上水管道的凍裂，且進風百葉窗處出現(xiàn)結冰，容易堵塞風道影響傳熱效果；四是水資源和電資源的浪費問題，目前的閉式冷卻塔均是按照夏季最大濕球溫度設計，在北方冬季運行時，因為環(huán)境溫度降低，，閉式冷卻塔仍然保持全負荷運行，其實際冷卻能力超過了設計熱負荷，會存在過冷現(xiàn)象，也會造成水資源和能源的大量浪費。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型的目的是提出一種冬季可干運行的復合型閉式冷卻塔。
[0005]本實用新型為完成上述目的采用如下技術方案:
[0006]一種冬季可干運行的復合型閉式冷卻塔，所述的復合型閉式冷卻塔內(nèi)由上至下分別設置有軸流風機、收水器、噴淋裝置、蒸發(fā)管束和水箱；所述軸流風機的下方設置有空冷管束，且所述的空冷管束位于蒸發(fā)管束的上方；所述空冷管束的進口與工藝流體管道連接，空冷管束的出口端連接蒸發(fā)管束的進口端，使工藝流體先進入空氣冷卻的空冷管束進行強化換熱、預冷降溫后再進入蒸發(fā)管束，防止水在高溫管壁上蒸發(fā)后結垢；所設置的噴淋裝置位于空冷管束與蒸發(fā)管束之間，在環(huán)境溫度較高時用以對由空冷管束進入蒸發(fā)管束的工藝流體進行降溫；所設置的噴淋裝置在環(huán)境溫度較低時關閉；所述的蒸發(fā)管束在環(huán)境溫度較低時作為空冷管束，與空氣進行直接換熱；所述的蒸發(fā)管束與水箱之間設置進風柵，由所述進風柵進入復合型閉式冷卻塔內(nèi)的空氣由下向上流動，并與噴淋水形成逆流，使蒸發(fā)管束外壁面的水膜蒸發(fā)形成的水蒸氣和空氣混合成濕空氣，作為冷卻介質(zhì)在軸流風機的作用下，排入大氣前對空冷管束進行大風量、大溫差的冷卻，對空冷管束內(nèi)的高溫工藝流體進行預冷降溫，同時降低了飽和水蒸氣的溫度，可有效的減少出風口白霧的產(chǎn)生；未蒸發(fā)的水在下落的過程中被進風冷卻，并均勻下落到水箱中被循環(huán)使用。
[0007]所述的空冷管束為流程在I流程以上的翅片管。
[0008]所述的蒸發(fā)管束為流程在I流程以上的光管。
[0009]所述空冷管束為翅片管，所述的蒸發(fā)管束為光管，空冷管束翅片管的光管面積與蒸發(fā)管束光管的面積之比為1:10?10:1。
[0010]復合型閉式冷卻塔在使用時，工藝流體首先進入空冷管束內(nèi)強化換熱，預冷降溫避開水易結垢點，再進入下方蒸發(fā)管束，防止冷卻水在高溫管壁上蒸發(fā)后結垢，循環(huán)冷卻水由水泵送至噴淋裝置中，再由噴頭均勻噴淋到蒸發(fā)管束表面，在蒸發(fā)管束表面形成一層很薄的水膜，蒸發(fā)管束的管內(nèi)介質(zhì)與管外的水和空氣進行熱交換，空氣由軸流風機從設備下部四周的進風柵引進，由下向上流動，與噴淋水形成逆流，水膜蒸發(fā)形成的水蒸氣和空氣混合成濕空氣，作為冷卻介質(zhì)在軸流風機的作用下，排入大氣前對空冷管束內(nèi)的工藝流體進行大風量、大溫差的預冷降溫，同時降低飽和水蒸氣的溫度可有效的減少出風口白霧的產(chǎn)生；未蒸發(fā)的水在下落的過程中被進風冷卻，并均勻下落到水箱中被循環(huán)使用。
[0011]本實用新型提出的一種冬季可干運行的復合型閉式冷卻塔，采用顯熱+潛熱的換熱機理，使進入蒸發(fā)管束的是經(jīng)過空冷管束預冷后的工藝流體，避開了水易結垢點，有效減緩了換熱管外表面的結垢現(xiàn)象，提高了設備的換熱效率和使用壽命，降低了運行成本；空氣冷卻的空冷管束，使得空氣帶走了相當一部分的熱量，從而減少了蒸發(fā)段的熱量交換，使得水的蒸發(fā)相對較低，節(jié)約了寶貴的水資源；空冷管束利用從下部引進的空氣與蒸發(fā)管束產(chǎn)生的水蒸氣混合形成濕空氣作為冷卻介質(zhì)，在排入大氣前對空冷管束進行大風量、大溫差的冷卻，使空冷和蒸發(fā)冷共用一個風機，空冷可以說是無動力運行，大大降低了能耗；在冬季空冷段空氣冷卻即可滿足換熱的需要，即可無水干運行，達到了節(jié)水、節(jié)電、節(jié)約資源的要求，同時還可以防止噴淋系統(tǒng)的凍裂和進風柵的結冰，從而大大降低了運行成本。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0013]圖2為圖1的側視圖。
[0014]圖3為本實用新型中空冷管束的結構示意圖。
[0015]圖4為本實用新型中蒸發(fā)管束的結構示意圖。
[0016]圖中:1、軸流風機，2、空冷管束，3、收水器，4、噴淋裝置，5、蒸發(fā)管束，6、進風柵、7、水泵，8、水箱。
【具體實施方式】
[0017]結合附圖和具體實施例對本實用新型加以說明:
[0018]如圖1、圖2所示，一種冬季可干運行的復合型閉式冷卻塔，所述的復合型閉式冷卻塔內(nèi)由上至下分別設置有軸流風機1、收水器3、噴淋裝置4、蒸發(fā)管束5和水箱8 ;所述軸流風機I的下方設置有空冷管束2，且所述的空冷管束2位于蒸發(fā)管束5的上方；所述空冷管束2的進口與工藝流體管道連接，空冷管束2的出口端連接蒸發(fā)管束5的進口端，使工藝流體先進入空氣冷卻的空冷管束進行強化換熱、預冷降溫后再進入蒸發(fā)管束，防止水在高溫管壁上蒸發(fā)后結垢；所設置的噴淋裝置4位于空冷管束2與蒸發(fā)管束5之間，在環(huán)境溫度較高時用以對由空冷管束2進入蒸發(fā)管束5的工藝流體進行降溫；所設置的噴淋裝置4在環(huán)境溫度較低時關閉；所述的蒸發(fā)管束5在環(huán)境溫度較低時作為空冷管束，與空氣進行直接換熱；所述的蒸發(fā)管束5與水箱8之間設置用以為軸流風機提供空氣的進風柵6 ;由所述進風柵6進入復合型閉式冷卻塔內(nèi)的空氣由下向上流動，并與噴淋水形成逆流，使蒸發(fā)管束5外壁面的水膜蒸發(fā)形成的水蒸氣和空氣混合成濕空氣，作為冷卻介質(zhì)在軸流風機的作用下，排入大氣前對空冷管束進行大風量、大溫差的冷卻，對空冷管束內(nèi)的高溫工藝流體進行預冷降溫，同時降低了飽和水蒸氣的溫度可有效的減少出風口白霧的產(chǎn)生；未蒸發(fā)的水在下落的過程中被進風冷卻，并均勻下落到水箱中被循環(huán)使用。
[0019]如圖3所示，所述的空冷管束2為流程在I流程以上的翅片管。
[0020]如圖4所示，所述的蒸發(fā)管束5為流程在I流程以上的光管。
[0021]所述空冷管束2為翅片管，所述的蒸發(fā)管束5為光管，空冷管束翅片管的光管面積與蒸發(fā)管束光管的面積之比為1:10?10:1，根據(jù)環(huán)境溫度，經(jīng)過工藝計算，配置空冷管束翅片管光管面積與蒸發(fā)管束換熱管光管面積之比可實現(xiàn)在北方地區(qū)冬季關閉噴淋裝置，防止了噴淋裝置的凍裂和進風柵的結冰，同時節(jié)省了水資源和能源。
[0022]復合型閉式冷卻塔在使用時，工藝流體首先進入空冷管束2內(nèi)強化換熱，預冷降溫避開水易結垢點，再進入下方蒸發(fā)管束5，防止冷卻水在高溫管壁上蒸發(fā)后結垢，循環(huán)冷卻水由水泵7送至噴淋裝置4中，再由噴頭均勻噴淋到蒸發(fā)管束5表面，在蒸發(fā)管束5表面形成一層很薄的水膜，蒸發(fā)管束5的管內(nèi)介質(zhì)與管外的水和空氣進行熱交換，空氣由軸流風機I從設備下部四周的進風柵6引進，由下向上流動，與噴淋水形成逆流，水膜蒸發(fā)形成的水蒸氣和空氣混合成濕空氣，作為冷卻介質(zhì)在軸流風機的作用下，排入大氣前對空冷管束內(nèi)的工藝流體進行大風量、大溫差的預冷降溫，同時降低飽和水蒸氣的溫度可有效的減少出風口白霧的產(chǎn)生；未蒸發(fā)的水在下落的過程中被進風冷卻，并均勻下落到水箱中被循環(huán)使用。
【主權項】
1.一種冬季可干運行的復合型閉式冷卻塔，所述的復合型閉式冷卻塔內(nèi)由上至下分別設置有軸流風機(I)、收水器(3)、噴淋裝置(4)、蒸發(fā)管束(5)和水箱(8);其特征在于:所述軸流風機(I)的下方設置有空冷管束(2)，且所述的空冷管束(2)位于蒸發(fā)管束(5)的上方；所述空冷管束(2 )的進口與工藝流體管道連接，空冷管束(2 )的出口端連接蒸發(fā)管束(5 )的進口端，使工藝流體先進入空氣冷卻的空冷管束進行強化換熱、預冷降溫后再進入蒸發(fā)管束；所設置的噴淋裝置(4)位于空冷管束(2)與蒸發(fā)管束(5)之間，在環(huán)境溫度較高時用以對由空冷管束進入蒸發(fā)管束的工藝流體進行降溫；所設置的噴淋裝置在環(huán)境溫度較低時關閉；所述的蒸發(fā)管束(5)在環(huán)境溫度較低時作為空冷管束，與空氣進行直接換熱；所述的蒸發(fā)管束(5)與水箱(8)之間設置用以為軸流風機提供空氣的進風柵(6);由所述進風柵(6)進入復合型閉式冷卻塔內(nèi)的空氣由下向上流動，并與噴淋裝置(4 )的噴淋水形成逆流。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種冬季可干運行的復合型閉式冷卻塔，其特征在于:所述的空冷管束(2)為流程在I流程以上的翅片管。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種冬季可干運行的復合型閉式冷卻塔，其特征在于:所述的蒸發(fā)管束(5)為流程在I流程以上的光管。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種冬季可干運行的復合型閉式冷卻塔，其特征在于:所述空冷管束(2)為翅片管，所述的蒸發(fā)管束(5)為光管，空冷管束翅片管的光管面積與蒸發(fā)管束光管的面積之比為1:10?10:1。
【專利摘要】本實用新型屬于氣體和液體冷卻冷凝技術，提出一種冬季可干運行的復合型閉式冷卻塔。提出的一種冬季可干運行的復合型閉式冷卻塔內(nèi)由上至下分別設置有軸流風機（1）、收水器（3）、噴淋裝置（4）、蒸發(fā)管束（5）和水箱（8）；軸流風機（1）的下方設置有空冷管束（2），且空冷管束（2）位于蒸發(fā)管束（5）的上方；空冷管束（2）的進口與工藝流體管道連接，空冷管束（2）的出口端連接蒸發(fā)管束（5）的進口端；所設置的噴淋裝置（4）位于空冷管束（2）與蒸發(fā)管束（5）之間；蒸發(fā)管束（5）在環(huán)境溫度較低時作為空冷管束，與空氣進行直接換熱。本實用新型提高了設備的換熱效率和使用壽命，降低了運行成本。
【IPC分類】F28C1-14, F28D5-02
【公開號】CN204612525
【申請?zhí)枴緾N201520211949
【發(fā)明人】王慶光, 李拴才, 祁懷勝, 張振華, 申德用, 杜少旭, 李碩, 董曉強
【申請人】洛陽隆華傳熱節(jié)能股份有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年4月10日