一种冬季可干运行的复合型闭式冷却塔的制作方法

一种冬季可干运行的复合型闭式冷却塔的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于气体和液体冷却冷凝技术，主要提出一种冬季可干运行的复合型闭式冷却塔。
【背景技术】
[0002]随着工业的发展，我国水资源和能源都非常紧张，节能被称为是水、煤、石油和天然气之外的“第五能源”，而我国各类工业过程和设备中涉及的冷却过程耗能现象十分严重，相同的热负荷，往往比国外多消耗很多的能量。工业生产用水中冷却用水占70%以上，若冷却用水直接排放不但会造成热污染，且造成资源浪费，目前节水节能已成为我国的一项基本国策。闭式冷却塔就是冷却水闭式循环利用的关键设备之一，随着科技、装备制作业的发展，闭式冷却塔在冶金、石油化工、煤化工、电力、空调等行业得到了广泛的应用。
[0003]目前，市场上应用最多的闭式冷却塔为普通的蒸发式冷却器，随着其应用的深度和广度不断深入，暴露出闭式冷却塔存在以下问题:一是换热管结垢问题，闭式冷却塔运行一段时间后，高温段换热管的外部易出现结垢现象，导致其传热性能大幅下降，并易因垢底腐蚀而引起泄露，甚至影响整个系统运行的安全性和稳定性；二是冬季闭式冷却塔出口排出的饱和热空气，遇冷后会形成白雾，这些白雾会溶解空气中的带电离子，从而腐蚀周边的设备，产生一定的安全隐患；三是在北方冬季，闭式冷却塔运行时，因循环水系统不能停水，容易造成水泵和上水管道的冻裂，且进风百叶窗处出现结冰，容易堵塞风道影响传热效果；四是水资源和电资源的浪费问题，目前的闭式冷却塔均是按照夏季最大湿球温度设计，在北方冬季运行时，因为环境温度降低，，闭式冷却塔仍然保持全负荷运行，其实际冷却能力超过了设计热负荷，会存在过冷现象，也会造成水资源和能源的大量浪费。
【实用新型内容】
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提出一种冬季可干运行的复合型闭式冷却塔。
[0005]本实用新型为完成上述目的采用如下技术方案:
[0006]一种冬季可干运行的复合型闭式冷却塔，所述的复合型闭式冷却塔内由上至下分别设置有轴流风机、收水器、喷淋装置、蒸发管束和水箱；所述轴流风机的下方设置有空冷管束，且所述的空冷管束位于蒸发管束的上方；所述空冷管束的进口与工艺流体管道连接，空冷管束的出口端连接蒸发管束的进口端，使工艺流体先进入空气冷却的空冷管束进行强化换热、预冷降温后再进入蒸发管束，防止水在高温管壁上蒸发后结垢；所设置的喷淋装置位于空冷管束与蒸发管束之间，在环境温度较高时用以对由空冷管束进入蒸发管束的工艺流体进行降温；所设置的喷淋装置在环境温度较低时关闭；所述的蒸发管束在环境温度较低时作为空冷管束，与空气进行直接换热；所述的蒸发管束与水箱之间设置进风栅，由所述进风栅进入复合型闭式冷却塔内的空气由下向上流动，并与喷淋水形成逆流，使蒸发管束外壁面的水膜蒸发形成的水蒸气和空气混合成湿空气，作为冷却介质在轴流风机的作用下，排入大气前对空冷管束进行大风量、大温差的冷却，对空冷管束内的高温工艺流体进行预冷降温，同时降低了饱和水蒸气的温度，可有效的减少出风口白雾的产生；未蒸发的水在下落的过程中被进风冷却，并均匀下落到水箱中被循环使用。
[0007]所述的空冷管束为流程在I流程以上的翅片管。
[0008]所述的蒸发管束为流程在I流程以上的光管。
[0009]所述空冷管束为翅片管，所述的蒸发管束为光管，空冷管束翅片管的光管面积与蒸发管束光管的面积之比为1:10?10:1。
[0010]复合型闭式冷却塔在使用时，工艺流体首先进入空冷管束内强化换热，预冷降温避开水易结垢点，再进入下方蒸发管束，防止冷却水在高温管壁上蒸发后结垢，循环冷却水由水泵送至喷淋装置中，再由喷头均匀喷淋到蒸发管束表面，在蒸发管束表面形成一层很薄的水膜，蒸发管束的管内介质与管外的水和空气进行热交换，空气由轴流风机从设备下部四周的进风栅引进，由下向上流动，与喷淋水形成逆流，水膜蒸发形成的水蒸气和空气混合成湿空气，作为冷却介质在轴流风机的作用下，排入大气前对空冷管束内的工艺流体进行大风量、大温差的预冷降温，同时降低饱和水蒸气的温度可有效的减少出风口白雾的产生；未蒸发的水在下落的过程中被进风冷却，并均匀下落到水箱中被循环使用。
[0011]本实用新型提出的一种冬季可干运行的复合型闭式冷却塔，采用显热+潜热的换热机理，使进入蒸发管束的是经过空冷管束预冷后的工艺流体，避开了水易结垢点，有效减缓了换热管外表面的结垢现象，提高了设备的换热效率和使用寿命，降低了运行成本；空气冷却的空冷管束，使得空气带走了相当一部分的热量，从而减少了蒸发段的热量交换，使得水的蒸发相对较低，节约了宝贵的水资源；空冷管束利用从下部引进的空气与蒸发管束产生的水蒸气混合形成湿空气作为冷却介质，在排入大气前对空冷管束进行大风量、大温差的冷却，使空冷和蒸发冷共用一个风机，空冷可以说是无动力运行，大大降低了能耗；在冬季空冷段空气冷却即可满足换热的需要，即可无水干运行，达到了节水、节电、节约资源的要求，同时还可以防止喷淋系统的冻裂和进风栅的结冰，从而大大降低了运行成本。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构示意图。
[0013]图2为图1的侧视图。
[0014]图3为本实用新型中空冷管束的结构示意图。
[0015]图4为本实用新型中蒸发管束的结构示意图。
[0016]图中:1、轴流风机，2、空冷管束，3、收水器，4、喷淋装置，5、蒸发管束，6、进风栅、7、水泵，8、水箱。
【具体实施方式】
[0017]结合附图和具体实施例对本实用新型加以说明:
[0018]如图1、图2所示，一种冬季可干运行的复合型闭式冷却塔，所述的复合型闭式冷却塔内由上至下分别设置有轴流风机1、收水器3、喷淋装置4、蒸发管束5和水箱8 ;所述轴流风机I的下方设置有空冷管束2，且所述的空冷管束2位于蒸发管束5的上方；所述空冷管束2的进口与工艺流体管道连接，空冷管束2的出口端连接蒸发管束5的进口端，使工艺流体先进入空气冷却的空冷管束进行强化换热、预冷降温后再进入蒸发管束，防止水在高温管壁上蒸发后结垢；所设置的喷淋装置4位于空冷管束2与蒸发管束5之间，在环境温度较高时用以对由空冷管束2进入蒸发管束5的工艺流体进行降温；所设置的喷淋装置4在环境温度较低时关闭；所述的蒸发管束5在环境温度较低时作为空冷管束，与空气进行直接换热；所述的蒸发管束5与水箱8之间设置用以为轴流风机提供空气的进风栅6 ;由所述进风栅6进入复合型闭式冷却塔内的空气由下向上流动，并与喷淋水形成逆流，使蒸发管束5外壁面的水膜蒸发形成的水蒸气和空气混合成湿空气，作为冷却介质在轴流风机的作用下，排入大气前对空冷管束进行大风量、大温差的冷却，对空冷管束内的高温工艺流体进行预冷降温，同时降低了饱和水蒸气的温度可有效的减少出风口白雾的产生；未蒸发的水在下落的过程中被进风冷却，并均匀下落到水箱中被循环使用。
[0019]如图3所示，所述的空冷管束2为流程在I流程以上的翅片管。
[0020]如图4所示，所述的蒸发管束5为流程在I流程以上的光管。
[0021]所述空冷管束2为翅片管，所述的蒸发管束5为光管，空冷管束翅片管的光管面积与蒸发管束光管的面积之比为1:10?10:1，根据环境温度，经过工艺计算，配置空冷管束翅片管光管面积与蒸发管束换热管光管面积之比可实现在北方地区冬季关闭喷淋装置，防止了喷淋装置的冻裂和进风栅的结冰，同时节省了水资源和能源。
[0022]复合型闭式冷却塔在使用时，工艺流体首先进入空冷管束2内强化换热，预冷降温避开水易结垢点，再进入下方蒸发管束5，防止冷却水在高温管壁上蒸发后结垢，循环冷却水由水泵7送至喷淋装置4中，再由喷头均匀喷淋到蒸发管束5表面，在蒸发管束5表面形成一层很薄的水膜，蒸发管束5的管内介质与管外的水和空气进行热交换，空气由轴流风机I从设备下部四周的进风栅6引进，由下向上流动，与喷淋水形成逆流，水膜蒸发形成的水蒸气和空气混合成湿空气，作为冷却介质在轴流风机的作用下，排入大气前对空冷管束内的工艺流体进行大风量、大温差的预冷降温，同时降低饱和水蒸气的温度可有效的减少出风口白雾的产生；未蒸发的水在下落的过程中被进风冷却，并均匀下落到水箱中被循环使用。
【主权项】
1.一种冬季可干运行的复合型闭式冷却塔，所述的复合型闭式冷却塔内由上至下分别设置有轴流风机(I)、收水器(3)、喷淋装置(4)、蒸发管束(5)和水箱(8);其特征在于:所述轴流风机(I)的下方设置有空冷管束(2)，且所述的空冷管束(2)位于蒸发管束(5)的上方；所述空冷管束(2 )的进口与工艺流体管道连接，空冷管束(2 )的出口端连接蒸发管束(5 )的进口端，使工艺流体先进入空气冷却的空冷管束进行强化换热、预冷降温后再进入蒸发管束；所设置的喷淋装置(4)位于空冷管束(2)与蒸发管束(5)之间，在环境温度较高时用以对由空冷管束进入蒸发管束的工艺流体进行降温；所设置的喷淋装置在环境温度较低时关闭；所述的蒸发管束(5)在环境温度较低时作为空冷管束，与空气进行直接换热；所述的蒸发管束(5)与水箱(8)之间设置用以为轴流风机提供空气的进风栅(6);由所述进风栅(6)进入复合型闭式冷却塔内的空气由下向上流动，并与喷淋装置(4 )的喷淋水形成逆流。
2.根据权利要求1所述的一种冬季可干运行的复合型闭式冷却塔，其特征在于:所述的空冷管束(2)为流程在I流程以上的翅片管。
3.根据权利要求1所述的一种冬季可干运行的复合型闭式冷却塔，其特征在于:所述的蒸发管束(5)为流程在I流程以上的光管。
4.根据权利要求1所述的一种冬季可干运行的复合型闭式冷却塔，其特征在于:所述空冷管束(2)为翅片管，所述的蒸发管束(5)为光管，空冷管束翅片管的光管面积与蒸发管束光管的面积之比为1:10?10:1。
【专利摘要】本实用新型属于气体和液体冷却冷凝技术，提出一种冬季可干运行的复合型闭式冷却塔。提出的一种冬季可干运行的复合型闭式冷却塔内由上至下分别设置有轴流风机（1）、收水器（3）、喷淋装置（4）、蒸发管束（5）和水箱（8）；轴流风机（1）的下方设置有空冷管束（2），且空冷管束（2）位于蒸发管束（5）的上方；空冷管束（2）的进口与工艺流体管道连接，空冷管束（2）的出口端连接蒸发管束（5）的进口端；所设置的喷淋装置（4）位于空冷管束（2）与蒸发管束（5）之间；蒸发管束（5）在环境温度较低时作为空冷管束，与空气进行直接换热。本实用新型提高了设备的换热效率和使用寿命，降低了运行成本。
【IPC分类】F28C1-14, F28D5-02
【公开号】CN204612525
【申请号】CN201520211949
【发明人】王庆光, 李拴才, 祁怀胜, 张振华, 申德用, 杜少旭, 李硕, 董晓强
【申请人】洛阳隆华传热节能股份有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月10日