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