CN111998601A - 循环水的冷却装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉工业过程中冷却用的循环水升温后的循环水的冷却装置与方法，通过高效结合翅片管空冷器和凉水塔冷却的特点，构建空冷器与凉水塔串联***，将凉水塔喷淋区域在其横截面的投影面上分成能够单独调控的区域，根据大气温度进行喷水调节及空冷器后循环水进入凉水塔水量的调控实现保证冷却要求条件下的最大化的节水；通过空冷器在凉水塔下部进风口位置的设置，能够节省吸风塔的建造费用而又能实现利用空气冷却的节水，克服传统凉水塔消耗水量大而空气间接冷却换热能力低的问题，保证循环水降温循环利用的效果，又达到减少装置规模、节省装置投资和运行费用的目的，属于工业水循环、工业冷却和空气冷却节水领域。

Description

循环水的冷却装置与方法

技术领域

本发明涉工业过程中冷却用的循环水升温后的降温的循环水的冷却装置与方法，特别是对工业过程中的循环冷却水的降温和蒸汽的冷凝，利用空气间接冷却和凉水塔的空气直接冷却串联克服传统凉水塔消耗水量大而空气间接冷却换热能力低的问题，保证循环水降温循环利用和蒸汽冷凝的效果，又达到减少装置规模、节省装置投资和运行费用的目的，属于工业水循环、工业冷却和空气冷却节水领域。

背景技术

在电力、冶金、化工等很多工业生产过程中，大量的水作为冷却介质对生产设备和产品进行冷却。作为冷却介质的冷却水在工艺冷却过程中自身升温后必须降低温度才能循环再使用。循环水的降温常采用在凉水塔中循环水与空气直接接触降温的凉水塔方式，也有采用闭路循环间接冷却的方法，间接冷却要通过管外喷水或空气冷却。凉水塔式的直接冷却和喷水降温的间接冷却均是通过水蒸发吸热实现，并且还有水滴被空气夹带损失，所以，需要消耗大量的水。采用翅片管的空气间接冷却可节省大量工业用水，但由于空气的传热系数远小于水蒸发的传热系数，所以，冷却设备庞大，会导致设备投资过大。通常凉水塔方式冷却的耗水量与循环水的降温幅度呈正相关，降温幅度减少耗水也会减少；空气间接冷却的空冷器的降温能力是管内流动的水温与大气温度差的正函数，降温过程中循环水温度高的流体段的传热推动力温差大，冷却能力强，反之亦然。另外，夏季大气温度高的情况下，凉水塔能够较好满足冷却要求，而翅片管空气间接冷却却很难满足冷却要求，而在春秋冬季大气温度降低后，翅片管的冷却能力大幅升高，而凉水塔的耗水降低却很少。即单独使用凉水塔冷却在低温时段也同样耗水多，单独使用翅片管冷却在高温时段由于冷却能力不足不能满足要求且投资费用高。上世纪八十年代德国科技工作者也曾经探索和试行过翅片管空气间接冷却和凉水塔空气直接冷却的串联使用的技术和应用，但未能成为普及应用的技术推广实施。其原因是多方面的，但最基本的原因还在于工艺构成和设施结构的深度研究和开发不足，***不尽合理，未能充分发挥两者的互补优势，导致设备投资较大，投资性价比不高，以及适应工业应用实际工况的能力不足。因此，探索一种夏季利用凉水塔冷却确保冷却效果，春秋冬利用空冷器冷却减少冷却耗水，即达到适度减少水耗，又能适度抑制设备投资费用的技术路线、配套***及装置对于电力、冶金化工等行业的节水增效，特别是对已有的凉水塔冷却***的改造就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可大幅降低投资费用，保障循环水冷却效果又节水的装置和方法。通过高效有机地结合翅片管和凉水塔冷却的特点，构建翅片管与凉水塔串联***，并将凉水塔喷淋区域在其横截面的投影面上分成能够单独调控的区域，根据大气温度进行喷水调节，并通过翅片管后循环水进入凉水塔水量的调控实现保证冷却要求条件下的最大化的节水；通过翅片管在凉水塔下部进风口位置的设置，并与通风通道的调节能够节省吸风塔的建造费用；通过将空冷器置于面朝北的阴面最大限度地利用大气风力和避免太阳直射，进一步提高了空冷器的效果；翅片管在吸风塔的进风口设置成可移动式避免了吸风塔吸力不够的问题；翅片管翅片间距扩大后风阻降低，确保了吸风塔的吸力的同时也能达到较好的空冷效果。本发明为确保循环水的冷却效果，降低投资费用并达到节水的目的提供了工艺***、运行模式及装备保障。

本发明的技术采用如下方案实现：

循环水的冷却装置，其特征是所述装置至少包括实现循环水的间接空气冷却过程的空冷器、及实现循环水的直接空气冷却过程的凉水塔；空冷器至少包括由被冷却流体在其内部流通的流体管和与该流体管外侧相连接的间隔设置的片状薄板构成的翅片所组成的翅片管，翅片及流体管外壁与流通的空气接触；凉水塔至少包括吸风塔和吸风塔上部设置的循环水喷淋器，吸风塔下部设置进风口，顶部为出风口；空冷器的循环水入口与需要冷却的循环水热水相连接，空冷器的循环水出口与凉水塔的循环水喷淋器入口相连接，凉水塔的循环水出口与循环水用户需水侧相连接；

循环水的流动调节采用如下方法进行：

(1)经过空冷器冷却后的循环水分两部分流动，其中一部分进入凉水塔进一步冷却，其另一部分不经凉水塔冷却，而是与凉水塔冷却后的循环水混合，作为循环水冷水返回工艺***循环使用，进入凉水塔冷却的水量比例根据大气温度变化通过阀门调节，

或(2)凉水塔上部的循环水喷淋器在吸风塔横截面的投影面上分成两个以上喷水区域，各个喷水区域能够独自控制进水，随大气温度升高喷水区域喷水个数增加，随大气温度降低喷水区域喷水个数减少，

或所述(1)和(2)同时采用。

所述装置，其特征是所述空冷器的翅片管设置在吸风塔下部的进风口，空气穿过空冷器翅片空间后从进风口进入吸风塔并向上流动最后从出风口排出。

所述装置，其特征是所述吸风塔底部的空冷器的翅片管出风口侧相距一定距离处设置有挡水帘，挡水帘由丝网或板构成，挡水帘垂直于水平面设置或与水平面倾斜设置。

所述装置，其特征是所述在吸风塔下部的进风口设置的空冷器为可移动式结构，在需要的工况下将其设置在进风口，空气穿过空冷器翅片间的空间，在不需要的工况下，可将空冷器移动离开进风口位置。

所述装置，其特征是所述空冷器与凉水塔相邻设置，空冷器设置在空冷塔内，在空冷塔顶部设置有引风机，由引风机吸引空气穿过空冷器翅片空间，之后从其顶部排出。

所述装置，其特征是所述空冷器在所述空冷塔下部设置，与凉水塔的吸风塔下部的进风口设置通过位置移动进行切换。

所述装置，其特征在于所述装置至少包括实现循环水的间接空气冷却过程的空冷器、实现循环水间接冷却的直立冷却管及实现循环水的直接空气冷却过程的凉水塔；空冷器循环水入口与需要冷却的循环水热水相连接，空冷器循环水出口与直立冷却管循环水入口相连接，直立冷却管循环水出口与凉水塔循环水喷淋器入口相连接，凉水塔循环水出口与循环水用户需水侧相连接；直立冷却管设置于凉水塔底部，直立冷却管顶部设置有布水器，通过布水器形成沿直立冷却管外壁向下流动的水膜，布水器的布水能够根据大气温度变化调节开启。

所述装置，其特征是所述空冷器的翅片间距离在4～8mm之间。

应用所述循环水的冷却装置的方法，其特征是在吸风塔下部进风口分为两部分进风区间，一部分为设置空冷器的空冷器进风区间，另一部分为没有设置空冷器的通道进风区间；通道进风区间为可调节开闭度的结构，随大气温度的变化实施开闭度的调节。

应用所述循环水的冷却装置的方法，其特征是在吸风塔下部进风口的面朝北的背阴面设置空冷器，面朝南的向阳面为没有设置空冷器的通道进风区间；通道进风区间采用可调节开闭度的结构，随大气温度的变化实施开闭度的调节。

具体说明如下：

实现循环水的冷却是通过空气间接冷却的空冷器与空气直接冷却的凉水塔串联的方式进行。循环水热水从空冷器流体管循环水入口进入，经过空冷器与空气的间接冷却换热带走热量，使管内流通的循环水降温，后从空冷器流体管循环水出口排出，再从凉水塔的循环水淋水器入口进入凉水塔并淋水而下与上升的空气直接接触换热，被进一步冷却的循环水落到凉水塔底部，作为循环水冷水返回用户循环水用。循环水在高温度段由空气间接冷却传热推动力大，换热效率高，降低了进入凉水塔的循环水的温度，降低了凉水塔的冷却负荷，使其蒸发量减少；同时，在夏季大气温度高的时段，单靠间接冷却的空冷器不能满足冷却要求的情况下，通过凉水塔的空气直接冷却能够比较容易地达到循环水的冷却要求。由于大气温度变化较大，对循环水的冷却能力也波动很大，通过空冷器冷却后的水的温度也波动较大，在大气温度低的时段通过进入凉水塔的阀门调节可以少量送入凉水塔，进一步冷却后与只通过空冷器冷却的循环水混合作为循环水冷水返回用户循环使用，由此减少了凉水塔中水的损耗。随着大气温度的变化，通过调节送往凉水塔的水量实现保证循环水冷水温度的条件下最大限度地减少凉水塔的水蒸发损耗，达到节水的目的。在严冬极低温时，还可以关闭进入凉水塔的阀门，只通过空冷器实现冷却。另外，由于循环水热水通过空冷器的冷却温度降低后在凉水塔中需要的冷却强度降低，采用在凉水塔中横截面投影面上分区域的控制喷淋可以根据进入水量的多少及温度高低，确定喷淋面积，进水温度低水量少的情况下，缩小喷淋面积，减少喷淋水与空气的接触面积可以降低蒸发量和夹带量，减少水的损耗。通过根据大气温度调节进入凉水塔的水量和喷淋面积技术手段的单独使用或联合使用，能够最大限度的减少水的损耗。

在循环水的冷却设备和工程中，依靠自然抽风的吸风塔的高度一般达到100m以上，依靠风机抽风的凉水塔的塔高度虽然不高但需要配置风机，其设备费都比较高，因此降低吸风设备的投资，特别是现有凉水塔的改造，增设空冷器的情况下，抑制设备投资费用，提高投资效益就成为技术方案和项目可行与否的重要因素。本发明通过将空冷器的翅片管设置在吸风塔下部的进风口，空气穿过空冷器翅片空间后从进风口进入吸风塔并向上流动最后从出风口排出的设备构成，可以充分利用吸风塔的吸风作用达到空冷器的通风冷却，大幅降低设备投资。但是，由于空冷器设置在吸风塔的空气进口处，会增加吸风塔的阻力，如果设置不当会影响吸风塔的吸风能力。因此，本发明采用了空冷器翅片管移动式设置方式，即在大气温度高主要靠凉水塔冷却时，同时大气温度升高导致抽吸力降低的情况下，可以将从吸风塔进风口移开，只依靠凉水塔冷却；当大气温度降低后，吸风塔吸风能力提高后将翅片管在移至吸风塔进风口，进行空冷器冷却，既保证了吸风能力，又能发挥空冷器冷却与凉水塔冷却的优势组合，保证了运行的可靠性。

空冷器的翅片管设置在吸风塔底部进风口，会被吸风塔上部喷淋落下的水滴溅射沾水，造成翅片管的腐蚀，在大气温度很低的情况下还有可能结冰，造成设备运行故障。通过在凉水塔底部的翅片管出风侧设置挡水帘，能够很好地解决水滴溅射造成的翅片管沾水。挡水帘与翅片管相隔一定距离既可以阻挡水滴飞溅到翅片管，又不影响翅片管的出风流动。同时，挡水帘与水平面倾斜设置或将挡水帘的上部制成向外倾斜的结构既可以扩大挡水帘与翅片管之间的距离保证其不影响翅片管出风流动，又能最大限度地拦截上部的落水。挡水帘可以是丝网材料构成也可以是板状材料构成，丝网材料要求丝网孔径小于1mm以下，即能够阻挡水滴溅射到翅片管。

实现循环水的间接空气冷却过程的空冷器为实现循环水间接冷却的直立冷却管及翅片管串联使用的设备，循环水热水先翅片管初步冷却后再进入直立冷却管，经过直立冷却管冷却后送入凉水塔循环水喷淋器入口，再通过凉水塔冷却后作为循环水冷水送往用户使用。直立冷却管设置于凉水塔底部，直立冷却管顶部设置有布水圈，通过布水圈形成沿直立冷却管外壁向下流动的水膜，布水圈的布水能够根据大气温度变化调节开启。直立冷却管作为可以进行水膜蒸发冷却也可通过不布水直接由空气热传导冷却。还可在大气温度低的时段，单靠翅片管冷却能力不足，用凉水塔冷却又耗水，还要往位置很高的喷淋器送水消耗动力，这种情况下利用翅片管与直立冷却管的水膜蒸发冷却可以实现节水节电的冷却和运行。

另外，在自然吸风的凉水塔内，抽吸的空气量主要受气温的影响，通常空气量的变化不很大，而当水的喷淋量大幅减少后，吸湿的空气相对于水量的比例会大幅增加，对单位喷淋水量而言其耗水量会显著增加。这种情况下，直立冷却管冷却的水膜蒸发则与空气的接触面积相对少很多，接触时间也短且不飞散，耗水就会少很多，而冷却能力却比较大，避免了大量空气的吸湿与夹带耗水。而直立冷却管相对于翅片管的设备成本又低的比较多，投资对冷却效果的性价比比较高，特别是气温低，寒冷天时间长的地域其效果就更为明显，对于规模大的循环冷却***而言优势和必要性就更显突出。

空冷器的翅片管还可以与凉水塔相邻设置，空冷器设置在空冷塔内，在空冷塔顶部设置有引风机，由引风机吸引空气穿过空冷器翅片空间，之后从其顶部排出。这样翅片管可以独立运行，对于规模小的冷却***，更为简便。也可以空冷器在空冷塔下部设置，与凉水塔的吸风塔下部的进风口设置通过位置移动进行切换。这样在大气温度低的时段可以停止空冷塔顶部抽风机的运行，做到节省电力，降低运行成本。

由于翅片管设置在吸风塔底部的进风口会增加吸风塔阻力，设置不当会影响吸风塔运行，通过将空冷器的翅片间距离由通常采用的3.2mm扩大到4～8mm之间，会显著降低其空气阻力，而翅片的冷却能力降低又不多，能够很好地解决吸风塔吸力和翅片管阻力不匹配的矛盾。

在大型的自然吸风塔***中，进风口面积比较大，随大气温度的变化吸风能力和冷却能力变化也大。进风口全部设置翅片管则投资成本增加较多，而只在进风口的一部分设置，则会造成阻力系数不同通过翅片管的空气严重不足，严重影响其冷却效果。将吸风塔下部进风口分为两部分进风区间，一部分为设置空冷器的空冷器进风区间，另一部分为没有设置空冷器的通道进风区间；通道进风区间为可调节开闭度的结构，随大气温度的变化实施开闭度的调节的技术方案能够通过通道进风区间为可调节开闭度调节进风阻力，实现流过翅片管的空气量的调节和保障，保障翅片管冷却能力的发挥。同时，开闭度调节机构设备简单成本也低，采用工业上常规使用的简单设备即可。

对于如电厂等的大型循环水冷却凉水塔的直径都很大，自然吸风塔的朝阳面和朝北面所受的风力冲击及受太阳辐射吸热都有明显的差别，特别是我国北方以西北风为主导风向的情况下，在吸风塔下部进风口的面朝北的背阴面设置空冷器，面朝南的向阳面为没有设置空冷器的通道进风区间；通道进风区间为可调节开闭度的结构，随大气温度的变化实施开闭度的调节设置，能够有效地利用西北风的风力进风优势和减少辐射的特点，提高翅片管的冷却效果和作用，以少量的投资得到较大的冷却效果。

本发明的有益效果是通过高效有机地结合翅片管空冷器和凉水塔冷却的特点，构建空冷器与凉水塔串联***，将凉水塔喷淋区域在其横截面的投影面上分成能够单独调控的区域，根据大气温度进行喷水调节，并通过空冷器后循环水进入凉水塔水量的调控实现保证冷却要求条件下的最大化的节水；通过空冷器在凉水塔下部进风口位置的设置，并与通风通道的调节能够节省吸风塔的建造费用而又能实现利用空气冷却的节水；通过在吸风塔底部的翅片管出风口侧相距一定距离处设置挡水帘，既可以阻挡水滴飞溅到翅片管，又不影响翅片管的出风流动；通过间接空气冷却的空冷器、间接冷却的直立冷却管及直接空气冷却凉水塔串联可在大气温度低的时段，克服单靠翅片管冷却能力不足，用凉水塔冷却又耗水，还要往位置很高的喷淋器送水消耗动力，利用翅片管与直立冷却管的水膜蒸发冷却实现节水节电的冷却和运行；通过将空冷器置于面朝北的阴面最大限度地利用大气风力和避免太阳直射，进一步提高了空冷器的效果；空冷器在吸风塔的进风口设置成可移动式避免了吸风塔吸力不够的问题；空冷器翅片间距扩大后风阻降低，确保了吸风塔的吸力的同时也能达到较好的空冷效果。本发明为确保循环水的冷却效果，降低投资费用并达到节水的目的提供了工艺***、运行模式及装备保障。

附图说明

图1：自然吸风通道进风区间调节翅片管与凉水塔串联冷却示意图；

图2：自然吸风翅片管移动设置示意图；

图3：翅片管与水膜蒸发直立冷却管及凉水塔串联冷却示意图；

图4：引风机吸风翅片管与引风机吸风凉水塔串联冷却示意图；

其中：1-循环水热水，2-翅片管，3-翅片，4-自然吸风塔，5-凉水塔淋水器，6-凉水塔底部水池，7-循环水加压泵，8-循环水冷水，9-凉水塔喷淋器中心区进水控制阀门，10-凉水塔喷淋器外周区进水控制阀门，11-翅片管出水直接回水阀门，12-吸风塔下部通道进风调节窗，13-从凉水塔进风口移出的翅片管，14-翅片管引风机吸风罩，15-翅片管引风机，16-引风机吸风凉水塔，17-凉水塔引风机，18-引风机吸风凉水塔空气进口，19-引风机吸风凉水塔内填料，20-自然吸风塔进风口处翅片管移动方向，21-凉水塔底部回水阀门，22-流向翅片管的空气，23-凉水塔出风口，24-挡水帘，25-直立冷却管，26-直立冷却管布水器，27-环形缝隙布水流路，28-水膜。

具体实施方式

实施例1

本实施例是发电厂自然吸风通道通风区间调节翅片管与凉水塔串联冷却工艺的应用例，如图1所示。从发电厂乏汽冷凝器送来的循环水热水1进入在自然吸风塔4的下部进风口设置的翅片管2，与在吸风塔抽吸作用下穿过翅片3间空间的空气22换热降温后，流出翅片管一部分被送往凉水塔淋水器5从上流下与向上流动的空气接触，水蒸发吸热被冷却后落到凉水塔底部水池6，另一部分水从翅片管流出后直接进入循环水加压泵7的入口与凉水塔底部水池6排出的水混合后送往发电厂乏汽冷凝器进行循环冷却。与翅片管的翅片换热后温度升高的空气进一步与在凉水塔内上升过程中，与淋下的水直接接触并与蒸发的水蒸气一同从凉水塔出风口23排出，进入大气。

在大气温度高的时段，关闭翅片管出水直接回水阀门11，经过翅片冷却的循环水全部进入凉水塔，凉水塔喷淋器中心区进水控制阀门9和凉水塔喷淋器外周区进水控制阀门10全开，并全开凉水塔底部回水阀门21，最大能力地冷却循环水；大气温度下降后，部分开启翅片管出水直接回水阀门11和凉水塔底部回水阀门21，一部分循环水直接进入循环水加压泵7的入口与凉水塔底部水池排出的水混合后送往发电厂乏汽冷凝器进行循环冷却，同时关闭凉水塔喷淋器中心区进水控制阀门9，循环水只通过凉水塔喷淋器外周区进水控制阀门10进入凉水塔淋水器外周区进行淋水(或关闭凉水塔喷淋器外周区进水控制阀门10，循环水只通过凉水塔喷淋器中心区进水控制阀门9进入凉水塔淋水器外周区进行淋水)，由此，由于进入凉水塔的水量减少，且水温也比循环水热水温度低，减少了循环水的蒸发和夹带损失；当大气温度进一步降低后，全部开启翅片管出水直接回水阀门11，循环水直接进入循环水加压泵7的入口送往发电厂乏汽冷凝器进行循环冷却，同时关闭凉水塔喷淋器中心区进水控制阀门9和凉水塔喷淋器外周区进水控制阀门10及凉水塔底部回水阀门21，停止凉水塔冷却，避免了水在凉水塔中的蒸发和夹带损失，最大限度的节水。

在凉水塔空气入口处设置的翅片管的上部设置了通道通风区间，由吸风塔下部通道通风调节窗12调节通道通风区间开闭度，随大气温度的变化实施开闭度的调节，大气温度高时开启吸风塔下部通道进风调节窗12，大量的空气进入凉水塔，大气温度很低时关闭吸风塔下部通道通风调节窗12，空气完全从翅片管穿过，进行循环水的间接冷却。翅片管的翅片间距离为4.2mm，与传统的翅片管将距离3.2mm相比，空气流通阻力显著降低，保证了凉水塔的自然吸风塔在夏天的吸力，能够克服翅片管带来的阻力，保证了冷却***的正常进行。

在凉水塔底部设置有挡水帘24，挡水帘由丝网构成，挡水帘向外倾斜于水平面，由此阻挡了凉水塔落下的水向翅片管的飞溅，避免了翅片管的腐蚀和结冰，同时还不影响穿过翅片管的空气的流通。

通过翅片管空气间接冷却与凉水塔空气直接冷却的串联冷却，实现了既保证循环水的冷却效果，又能达到节水的目的；将凉水塔淋水区域在其横截面的投影面上分成能够单独调控的区域，根据大气温度进行喷水调节，并通过翅片管后循环水进入凉水塔水量的调控实现保证冷却要求条件下的最大化的节水；通过翅片管在凉水塔下部进风口位置的设置，并与通风通道的调节能够利用自然吸风式凉水塔，节省翅片管吸风塔的建造费用；通过在吸风塔底部的翅片管出风口侧设置挡水帘，既可以阻挡水滴飞溅到翅片管，又不影响翅片管的出风流动。在北方寒冷地区可以实现以完全翅片管空气冷却投资的15％达到与凉水塔方式耗水相比节水30％以上的效果。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，所不同的是在自然吸风塔空气入口处不设通道进风区间调节，而是如图2所示，在盛夏温度很高的时段，将可移动翅片管25，从自然吸风塔空气入口处沿吸风塔进风口处翅片管移动方向20移开，成为不通水的离开凉水塔进风口的翅片管13，自然吸风塔空气入口如同传统的自然吸风凉水塔进风，保证了凉水塔的吸力。在大气温度降低，空气冷却能力上升，吸风塔吸风能力也提高后，再将翅片管沿吸风塔进风口处翅片管移动方向20移回到自然吸风塔空气入口处，对翅片管内通水，实施空气对循环水热水的间接冷却，并与凉水塔串联进行循环水的冷却，达到节水目的。在应用移动式翅片管冷却的方式下，可以将翅片管的翅片间距离按通常设计的3.2mm制作。挡水帘由板状材料构成，挡水帘垂直于水平面于水平面设置(图中未标示)。

应用移动式翅片管冷却的方式对于在温度不太冷的地区可以实现以完全翅片管空气冷却投资的18％达到与凉水塔方式耗水相比节水25％以上的效果。

实施例3

本实施例与实施例1基本相同，所不同的是在自然吸风塔空气入口的圆周上的北部半面安装翅片管，在自然吸风塔空气入口的圆周上的南部半面安装处设置通道进风区间调节。翅片管的翅片间距离为8mm，与传统的翅片管将距离3.2mm相比，空气流通阻力极大地降低，保证了凉水塔的自然吸风塔在夏天的吸力，能够克服翅片管带来的阻力，保证了冷却***的正常进行。

实施例4

本实施例与实施例1基本相同，所不同的是在自然吸风塔内设置了实现循环水间接冷却的直立冷却管，如图3所示。循环水热水1进入翅片管2被通过翅片3的空气冷却后流出，再进入直立冷却管25经过间接冷却，流出直立冷却管的一部分循环水被送往凉水塔淋水器5从上流下与向上流动的空气接触，水蒸发吸热被冷却后落到凉水塔底部水池6，另一部分水从直立冷却管流出后直接进入循环水加压泵7的入口与凉水塔底部水池的水混合后送往发电厂乏汽冷凝器进行循环冷却。直立冷却管上部设置有直立冷却管布水器26，形状为倒锥形外壳，布水用水从布水器与直立冷却管之间形成的环形缝隙布水流路27流出，并从顶部溢出沿直立冷却管外壁向下流动形成水膜28。供应布水器26的水可以是凉水塔上部淋水也可以是可控进水。当上部淋水量大时，利用凉水塔上部淋水即可，当凉水塔停止淋水，而大气温度还不很低，仅靠翅片管冷却不能满足循环水回水要求的情况下，开启直立冷却管布水器的可控进水入口(图中未标示)流入用于布水；当大气温度很低时，停止水膜直立冷却管的可控进水布水，由空气冷却。倒锥形圈的外壁与水平面的夹角在60°～80°之间。在翅片管出口增设水膜蒸发直立冷却管，通过直立冷却管的水膜蒸发冷却进一步使循环水得到冷却，由于水膜蒸发的冷却效果远大于空气间接冷却，在大气温度比较低的深秋和初春季节，通过翅片管冷却和水膜蒸发直立冷却管冷却就能达到循环水回水的温度要求，避免了使用凉水塔直接冷却，实现循环水的闭路冷却和循环。且由于直立冷却管的制作成本比翅片管低的较多，所以投资费用降低。

实施例5

本实施例是冶金企业翅片管空气冷却与凉水塔串联冷却工艺的应用例，如图4所示。从工艺冷却装置送来的循环水热水1进入在翅片管引风机吸风罩14下设置的翅片管2，与在引风机抽吸作用下穿过翅片3间空间的空气22换热降温后，流出翅片管的一部分循环水被送往引风机吸风凉水塔16内的凉水塔淋水器5从上流下，在引风机吸风凉水塔内填料19的表面与由凉水塔引风机17抽吸向上流动的空气接触换热，水蒸发吸热被冷却后落到凉水塔底部水池6，吸热后的空气由引风机17吸引排入大气；另一部分循环水从翅片管流出后直接进入循环水加压泵7的入口与凉水塔底部水池6排出的水混合后送往工艺冷却装置进行循环冷却。与翅片管的翅片换热后温度升高的空气在翅片管引风机15的抽吸下上升排出进入大气。

在大气温度高的时段，关闭翅片管出水直接回水阀门11，经过翅片冷却的循环水全部进入凉水塔，凉水塔喷淋器中心区进水控制阀门9和凉水塔喷淋器外周区进水控制阀门10全开，并全开凉水塔底部回水阀门21，最大能力地冷却循环水；大气温度下降后，部分开启翅片管出水直接回水阀门11和凉水塔底部回水阀门21，一部分循环水直接进入循环水加压泵7的入口与凉水塔底部水池排出的水混合后送往工艺冷却装置进行循环冷却，同时关闭凉水塔喷淋器外周区进水控制阀门10，循环水只通过凉水塔喷淋器中心区进水控制阀门9进入凉水塔淋水器外周区进行淋水(或关闭凉水塔喷淋器中心区进水控制阀门9，循环水只通过凉水塔喷淋器外周区进水控制阀门10进入凉水塔淋水器外周区进行淋水)，由此，由于进入凉水塔的水量减少，且水温也比循环水热水温度低，减少了循环水的蒸发和夹带损失；当大气温度进一步降低后，全部开启翅片管出水直接回水阀门11，循环水直接进入循环水加压泵7的入口送往发电厂乏汽冷凝器进行循环冷却，同时关闭凉水塔喷淋器中心区进水控制阀门9和凉水塔喷淋器外周区进水控制阀门10及凉水塔底部回水阀门21，停止凉水塔冷却，避免了水在凉水塔中的蒸发和夹带损失，最大限度的节水。

通过翅片管空气间接冷却与风机吸风凉水塔空气直接冷却的串联冷却，实现了既保证循环水的冷却效果，又能达到节水的目的；将凉水塔淋水区域在其横截面的投影面上分成能够单独调控的区域，根据大气温度进行喷水调节，并通过翅片管后循环水进入凉水塔水量的调控实现保证冷却要求条件下的最大化的节水。

Claims (10)

1.循环水的冷却装置，其特征是所述装置至少包括实现循环水的间接空气冷却过程的空冷器、及实现循环水的直接空气冷却过程的凉水塔；空冷器至少包括由被冷却流体在其内部流通的流体管和与该流体管外侧相连接的间隔设置的片状薄板构成的翅片所组成的翅片管，翅片及流体管外壁与流通的空气接触；凉水塔至少包括吸风塔和吸风塔上部设置的循环水喷淋器，吸风塔下部设置进风口，顶部为出风口；空冷器的循环水入口与需要冷却的循环水热水相连接，空冷器的循环水出口与凉水塔的循环水喷淋器入口相连接，凉水塔的循环水出口与循环水用户需水侧相连接；

循环水的流动调节采用如下方法进行：

(1)经过空冷器冷却后的循环水分两部分流动，其中一部分进入凉水塔进一步冷却，其另一部分不经凉水塔冷却，而是与凉水塔冷却后的循环水混合，作为循环水冷水返回工艺***循环使用，进入凉水塔冷却的水量比例根据大气温度变化通过阀门调节，

或(2)凉水塔上部的循环水喷淋器在吸风塔横截面的投影面上分成两个以上喷水区域，各个喷水区域能够独自控制进水，随大气温度升高喷水区域喷水个数增加，随大气温度降低喷水区域喷水个数减少，

或所述(1)和(2)同时采用。

2.如权利要求1所述装置，其特征是所述空冷器的翅片管设置在吸风塔下部的进风口，空气穿过空冷器翅片空间后从进风口进入吸风塔并向上流动最后从出风口排出。

3.如权利要求2所述装置，其特征是所述吸风塔底部的空冷器的翅片管出风口侧相距一定距离处设置有挡水帘，挡水帘由丝网或板构成，挡水帘垂直于水平面设置或与水平面倾斜设置。

4.如权利要求2所述装置，其特征是所述在吸风塔下部的进风口设置的空冷器为可移动式结构，在需要的工况下将其设置在进风口，空气穿过空冷器翅片间的空间，在不需要的工况下，可将空冷器移动离开进风口位置。

5.如权利要求1所述装置，其特征是所述空冷器与凉水塔相邻设置，空冷器设置在空冷塔内，在空冷塔顶部设置有引风机，由引风机吸引空气穿过空冷器翅片空间，之后从其顶部排出。

6.如权利要求5所述装置，其特征是所述空冷器在所述空冷塔下部设置，与凉水塔的吸风塔下部的进风口设置通过位置移动进行切换。

7.如权利要求1所述装置，其特征在于所述装置至少包括实现循环水的间接空气冷却过程的空冷器、实现循环水间接冷却的直立冷却管及实现循环水的直接空气冷却过程的凉水塔；空冷器循环水入口与需要冷却的循环水热水相连接，空冷器循环水出口与直立冷却管循环水入口相连接，直立冷却管循环水出口与凉水塔循环水喷淋器入口相连接，凉水塔循环水出口与循环水用户需水侧相连接；直立冷却管设置于凉水塔底部，直立冷却管顶部设置有布水器，通过布水器形成沿直立冷却管外壁向下流动的水膜，布水器的布水能够根据大气温度变化调节开启。

8.如权利要求1或2或3或4或7所述装置，其特征是所述空冷器的翅片间距离在4～8mm之间。

9.应用权利要求2或3或4或6或7所述循环水的冷却装置的方法，其特征是在吸风塔下部进风口分为两部分进风区间，一部分为设置空冷器的空冷器进风区间，另一部分为没有设置空冷器的通道进风区间；通道进风区间为可调节开闭度的结构，随大气温度的变化实施开闭度的调节。

10.应用权利要求1所述循环水的冷却装置的方法，其特征是在吸风塔下部进风口的面朝北的背阴面设置空冷器，面朝南的向阳面为没有设置空冷器的通道进风区间；通道进风区间采用可调节开闭度的结构，随大气温度的变化实施开闭度的调节。

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