CN101762177B - 自然通风盐水冷却塔 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自然通风盐水冷却塔。包括收水器、配水装置、填料区、人字型支柱、集水池、塔筒以及盐水温度浓度调节装置。废热源加热盐水，热盐水经进塔上升水管到达塔筒内配水装置。配水装置将热盐水均匀喷洒在填料上，与从塔筒下部的人字型支柱的进塔空气换热，调节盐水温度浓度使饱和蒸发压与空气的水蒸气分压匹配，抑制水蒸发损失，达到节水目的。冷却后盐水进入集水池，经循环盐水泵返回废热源，继续循环。热空气进入塔筒上部，经收水器清除飘滴，排入高空。塔筒产生的烟囱效应为空气流动提供动力。本发明以盐水为冷却介质，除节水外，冬季盐水还可被冷却到环境温度附近，具有防冻效能。在缺水地区的动力、化工、冶金领域可广泛运用。
Description
技术领域
本发明涉及散热装置，尤其涉及一种换热可调、具有节水和防冻效能的自然通风盐水冷却塔。
背景技术
我国是世界上12个贫水国家之一，淡水资源还不到世界人均占有量的1/4。我国人均淡水资源约2700m3，居世界上第84位。随着国民经济的发展，我国城乡工农业用水和生活用水将迅速增长，使本来有限的淡水资源更加紧张。如火电厂是用水大户，一座1000MW的大型火电厂，每天耗水量约10万t，相当于一个中等城市的用水量。当前缺乏有效的节水技术，火电厂用水量大，水耗多未达到国家标准，与先进国家相比差距更大，其中冷却塔蒸发耗水占全厂60％左右，节水空间大。我国西部地区资源丰富，包括煤炭资源，但水资源严重缺乏，限制了煤炭的开发利用和坑口电厂的发展，最终制约了中西部的发展。而将煤炭输运到东部不仅增加了发电成本，且交通不畅时易出现电煤紧张的情况。
在寒冷结冰地区，无论是逆流还是横流冷却塔，冬季运行时普遍存在严重结冰的问题，严重影响了冷却塔的正常运行，缩短了冷却塔的使用寿命。为此采取的各种防结冰措施，包括保持冷却水在一定温度以上，不仅增加了塔的运行成本而且结冰问题也不能根治。
目前在一些地区应用的空冷技术，如应用较广的直接空冷***，虽然节水明显，但其冷却性能受工作环境气象条件影响大，如温度、风速和风向等，机组工作背压范围大，制造运行成本较高。夏季背压高、煤耗大，冬季环境温度低时管束易发生冻结现象，为防冻运行操作复杂，运行成本增加。
发明内容
本发明的目的是针对以上问题，提供一种具有节水和防冻效能、耗水量可调的自然通风盐水冷却塔。
自然通风盐水冷却塔包括收水器、配水装置、填料区、盐水进塔管、废热源、循环盐水泵、盐水出塔管、塔筒、人字型支柱、集水池、补水总管、自来水补水管、自来水储水箱、浓盐水补水管、三通阀、浓盐水储水箱、盐水温度浓度控制器、空气温度湿度检测仪、盐水温度浓度检测仪、盐水取样管、盐水温度浓度信号线、空气温度湿度信号线和总控制信号线；人字型支柱支撑塔筒，塔筒中由上到下依次布置收水器，配水装置和填料区，塔筒和人字型支柱下方设有集水池；集水池的一端通过盐水出塔管和循环盐水泵与废热源一端相连接，废热源的另一端通过盐水进塔管与配水装置相连接；集水池的另一端通过补水总管与三通阀的出口相连接，三通阀的一个进口通过自来水补水管与自来水储水箱相连接，三通阀的另一个进口通过浓盐水补水管与浓盐水储水箱相连接；盐水取样管一端与盐水出塔管相连接以取样，盐水取样管另一端与盐水温度浓度检测仪进口端连接，盐水温度浓度检测仪的出口端通过盐水温度浓度信号线与盐水温度浓度控制器的一个进口端连接，盐水温度浓度控制器的另一个进口端通过空气温度湿度信号线与空气温度湿度检测仪相连接；盐水温度浓度控制器的出口端通过总控制信号线与三通阀控制动作。
所述的一种自然通风盐水冷却塔，其特征在于所述的盐水温度浓度检测仪包括盐水温度检测器和盐水浓度检测器，空气温度湿度检测仪包括空气温度检测器和空气湿度检测器。所述的收水器、配水装置、填料区、盐水进塔管、盐水出塔管、补水总管、浓盐水补水管、三通阀、浓盐水储水箱和盐水取样管所采用的材料为不锈钢、PVC或陶瓷。所述的填料区采用的填料为蜂窝式填料、人字形填料或梯形波纹填料。
本发明以盐水为循环冷却介质。盐水的饱和蒸发压不仅与温度有关，与浓度也有关，对应一定温度湿度的空气，总存在一定温度浓度的盐溶液，使得盐水的饱和蒸发压等于湿空气的水蒸气分压，此时两者直接换热没有传质过程。利用这一原理，根据一段时间内的空气温度和湿度，合理选择盐水温度和浓度，使其饱和蒸发压与该温度湿度下的水蒸气分压匹配，则该时间段内盐水水的平均蒸发量与从空气中的平均吸水量相等，总效果是没有水的蒸发损失。如前所述，盐水浓度在一段时间内恒定，即使吸水也只沉淀来自空气的灰尘，可大大减少排污次数，减少了排污损失。同时，盐水比重为水的1.2-1.4倍之间，不仅飘滴不易被上升空气带走，收水器的捕水效率也更高，可达到更低的风吹损失。这样，可通过调节盐水的温度和浓度达到调节耗水量和节水的目的。一定浓度盐水的凝固点可低于冰点，且被冷却到环境温度附近也不冻结，具有良好的抗冻能力，能较好地适应寒冷结冰地区，降低冷却塔冬季的运行成本，提高设备使用率。夏季，根据换热和运行需要，调节盐水温度浓度，寻求节水同发电的最优方案。本发明在缺水地区的动力、化工、冶金等领域可广泛运用。
附图说明
图1是自然通风盐水冷却塔的结构示意图；
图中，收水器1、配水装置2、填料区3、盐水进塔管4、废热源5、循环盐水泵6、盐水出塔管7、塔筒8、人字型支柱9、集水池10、补水总管11、自来水补水管12、自来水储水箱13、浓盐水补水管14、三通阀15、浓盐水储水箱16、盐水温度浓度控制器17、空气温度湿度检测仪18、盐水温度浓度检测仪19、盐水取样管20、盐水温度浓度信号线21、空气温度湿度信号线22、总控制信号线23。
具体实施方式
如图1所示，自然通风盐水冷却塔包括收水器1、配水装置2、填料区3、盐水进塔管4、废热源5、循环盐水泵6、盐水出塔管7、塔筒8、人字型支柱9、集水池10、补水总管11、自来水补水管12、自来水储水箱13、浓盐水补水管14、三通阀15、浓盐水储水箱16、盐水温度浓度控制器17、空气温度湿度检测仪18、盐水温度浓度检测仪19、盐水取样管20、盐水温度浓度信号线21、空气温度湿度信号线22和总控制信号线23；人字型支柱9支撑塔筒8，塔筒8中由上到下依次布置收水器1，配水装置2和填料区3，塔筒8和人字型支柱9下方设有集水池10；集水池10的一端通过盐水出塔管7和循环盐水泵6与废热源5一端相连接，废热源5的另一端通过盐水进塔管4与配水装置2相连接；集水池10的另一端通过补水总管11与三通阀15的出口相连接，三通阀15的一个进口通过自来水补水管12与自来水储水箱13相连接，三通阀15的另一个进口通过浓盐水补水管14与浓盐水储水箱16相连接；盐水取样管20一端与盐水出塔管7相连接以取样，盐水取样管20另一端与盐水温度浓度检测仪19进口端连接，盐水温度浓度检测仪19的出口端通过盐水温度浓度信号线21与盐水温度浓度控制器17的一个进口端连接，盐水温度浓度控制器17的另一个进口端通过空气温度湿度信号线22与空气温度湿度检测仪18相连接；盐水温度浓度控制器17的出口端通过总控制信号线23与三通阀15控制动作。
所述的一种自然通风盐水冷却塔，其特征在于所述的盐水温度浓度检测仪19包括盐水温度检测器和盐水浓度检测器，空气温度湿度检测仪18包括空气温度检测器和空气湿度检测器。所述的收水器1、配水装置2、填料区3、盐水进塔管4、盐水出塔管7、补水总管11、浓盐水补水管14、三通阀15、浓盐水储水箱16和盐水取样管20所采用的材料为不锈钢、PVC或陶瓷。所述的填料区3采用的填料为蜂窝式填料、人字形填料或梯形波纹填料。
本发明工作过程如下：
与废热源5换热后的热盐水通过盐水进塔管4输送到配水装置2，配水装置包括配水管道及其下部的喷淋器，它将热盐水均匀喷洒在下方的填料上，与空气换热后的冷却盐水进入集水池10中，集水池中的盐水在循环盐水泵6的作用下经盐水出塔管7送出冷却塔，继续换热循环。换热所需空气由塔筒下部的人字型支柱9进入塔中，换热后收水器1除去其中大部分的飘滴，最后排入高空。盐水取样管20取样盐水后送至盐水温度浓度检测仪19，盐水温度浓度检测仪的盐水温度浓度信号和空气温度湿度检测仪18的空气温度湿度信号由盐水温度浓度控制器17进行处理分析，最终信号控制三通阀15动作，以从普通水储水箱13补充自来水或从浓盐水储水箱16补充浓盐水，调节工作盐水温度浓度，最终实现根据需要调节耗水量和满足冷却塔冬季运行需要。塔筒产生的烟囱效应为空气流动提供动力，塔顶不设风机。
Claims (4)
1.一种自然通风盐水冷却塔，其特征在于包括收水器(1)、配水装置(2)、填料区(3)、盐水进塔管(4)、废热源(5)、循环盐水泵(6)、盐水出塔管(7)、塔筒(8)、人字型支柱(9)、集水池(10)、补水总管(11)、自来水补水管(12)、自来水储水箱(13)、浓盐水补水管(14)、三通阀(15)、浓盐水储水箱(16)、盐水温度浓度控制器(17)、空气温度湿度检测仪(18)、盐水温度浓度检测仪(19)、盐水取样管(20)、盐水温度浓度信号线(21)、空气温度湿度信号线(22)和总控制信号线(23)；人字型支柱(9)支撑塔筒(8)，塔筒(8)中由上到下依次布置收水器(1)，配水装置(2)和填料区(3)，塔筒(8)和人字型支柱(9)下方设有集水池(10)；集水池(10)的一端通过盐水出塔管(7)和循环盐水泵(6)与废热源(5)一端相连接，废热源(5)的另一端通过盐水进塔管(4)与配水装置(2)相连接；集水池(10)的另一端通过补水总管(11)与三通阀(15)的出口相连接，三通阀(15)的一个进口通过自来水补水管(12)与自来水储水箱(13)相连接，三通阀(15)的另一个进口通过浓盐水补水管(14)与浓盐水储水箱(16)相连接；盐水取样管(20)一端与盐水出塔管(7)相连接以取样，盐水取样管(20)另一端与盐水温度浓度检测仪(19)进口端连接，盐水温度浓度检测仪(19)的出口端通过盐水温度浓度信号线(21)与盐水温度浓度控制器(17)的一个进口端连接，盐水温度浓度控制器(17)的另一个进口端通过空气温度湿度信号线(22)与空气温度湿度检测仪(18)相连接；盐水温度浓度控制器(17)的出口端通过总控制信号线(23)与三通阀(15)控制动作。
2.根据权利要求1所述的一种自然通风盐水冷却塔，其特征在于所述的盐水温度浓度检测仪(19)包括盐水温度检测器和盐水浓度检测器，空气温度湿度检测仪(18)包括空气温度检测器和空气湿度检测器。
3.根据权利要求1所述的一种自然通风盐水冷却塔，其特征在于所述的收水器(1)、配水装置(2)、填料区(3)、盐水进塔管(4)、盐水出塔管(7)、补水总管(11)、浓盐水补水管(14)、三通阀(15)、浓盐水储水箱(16)和盐水取样管(20)所采用的材料为不锈钢、PVC或陶瓷。
4.根据权利要求1所述的一种自然通风盐水冷却塔，其特征在于所述的填料区(3)采用的填料为蜂窝式填料、人字形填料或梯形波纹填料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110907 Termination date: 20131229 |