一种用于冷却塔的降温节能装置和湿式冷却塔

1.本发明涉及一种湿式冷却塔。


背景技术：

2.如图1所示，现有湿式冷却塔主要包括筒体2，由下到上依次设置有蓄水池6、冷却塔填料5、喷溅装置4和除水器3；有的顶部还有一个抽风机。筒体2周边支撑在地面上。蓄水池6是在地面上的（底部做防水），冷却塔填料5、喷溅装置4和除水器3都安装在一个混凝土支架上，混凝土支架支撑在蓄水池地面上。对于电力系统的煤电机组，冷却塔的作用是降低出塔水温，以降低汽轮机背压，提高蒸汽的做功能力。
3.湿式冷却塔被广泛应用于电力煤电机组、化工、冶金等需要大量冷源的领域。湿式冷却塔中循环水和空气直接接触，通过接触传热和蒸发散热将水中的热量传给空气，湿式冷却塔的冷却效果理论上受到环境空气湿球温度的限制，水被冷却的极限温度为环境空气的湿球温度；在实际工程中，现有湿式冷却塔通常只能将循环水冷却至环境空气湿球温度以上3~5℃。同时，湿式冷却塔中蒸发导致的循环水损失是冷却塔水损失的重要组成部分，也是煤电机组最大的耗水项目，冷却塔耗水造成了很大的经济损失。此外，蓄水池在筒体底部，循环水在冷却过程中的提升高度较高，冷却塔的运行电耗较大。
4.由于填料层结构，现有湿式冷却塔的问题是：出塔水温不能降低到环境空气的湿球温度以下，云水损失较大和运行电耗较高。所述云水是指从冷却塔上部排出的水雾。
5.众所周知，空气温度有三个温度：干球温度、湿球温度和露点温度，干球温度也就是常用空气温度计测出的温度，湿球温度是空气沿等焓线与饱和湿度线相交的点对应的温度，即当前环境仅通过蒸发水分所能达到的最低温度；露点温度是指空气沿等湿度线与饱和湿度线相交的点对应的温度，也就是结出露珠的温度。三个温度的关系为：干球温度》湿球温度》露点温度。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种用于冷却塔的降温节能装置，它能降低环境空气至湿球温度以下，提高电煤利用效率、减少电煤消耗。还能够减少湿式冷却塔的云水损失和循环水泵的电耗。本发明还提供一种湿式冷却塔，它安装有所述的降温节能装置。
7.为了解决上述技术问题，本发明提供的一种用于冷却塔的降温节能装置包括集水池和空气预冷装置，集水池封闭塔筒内壁，空气预冷装置穿通集水池池底，空气预冷装置下部进口连通塔筒下部进入的新空气、顶部出口设有遮蔽水滴的风帽。
8.优选地，降温节能装置在支撑架之上，支撑架从地面支撑在集水池下底面，空气预冷装置位于冷却塔填料之下的雨区内。
9.优选地，降温节能装置还包括云水回收装置，所述云水回收装置具有空气通道和布风盖板，空气通道穿通集水池池底，下部进口连通塔筒下部进入的新空气、顶部出口伸至
塔筒上部的出风口内，布风盖板透气地盖在空气通道的顶部出口。
10.本发明提供的一种湿式冷却塔，包括塔筒，在塔筒内由下至上布设冷却塔填料、喷溅装置和除水器，塔筒底部开有进风口，还包括上述的降温节能装置，降温节能装置的主体位于进风口与冷却塔填料之间，环境空气经冷却塔进风口流入降温节能装置支撑架的空间内，，并通过降温节能装置底部的通孔流入降温节能装置，降温节能装置与冷却塔填料之间构成雨区。
11.由于本发明使用空气预冷装置，将环境空气经过绝湿冷却，能进一步将出塔水温降低到环境空气的湿球温度以下，甚至接近露点温度；又采用云水回收装置通过引导环境空气对塔筒出风口的饱和湿空气进行降温，使得饱和湿空气中的部分水蒸气凝结成水，自行下落进入填料区，减少了云水损失；由于提升了降温节能装置底部集水池的高度，减少了雨区自由跌落的高度，节约了冷却塔的循环供水电耗。
12.与现有技术相比，本发明的优点是：降低了出塔冷却水温，同时能回收云水，减少湿式冷却塔耗水量，又降低了循环水泵电耗。
附图说明
13.本发明的附图说明如下：图1为现有湿式冷却塔的结构示意图；图2为本发明的降温节能装置的结构示意图；图3为本发明的降温节能装置的立体结构图；图4为空气预冷装置的结构示意图；图5为云水回收装置的结构示意图；图6为集水池的结构示意图；图7为本发明的湿式冷却塔的结构示意图。
14.图中：1、降温节能装置；11、集水池，111、挡风板，112、底板，113、收水槽，114、回水管，1121、1122、通孔；12、空气预冷装置，121、风帽，122、换热通道；13、云水回收装置，131、布风盖板，132、空气通道，133、滤网，134、调风挡板，14、支撑架；2、筒体；3、除水器；4、喷溅装置；5、冷却塔填料；6、蓄水池； 7、进风口，8、雨区。
具体实施方式
15.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：如图2和图3所示，本发明的一种用于冷却塔的降温节能装置1包括集水池11和空气预冷装置12，集水池11封闭塔筒1内壁，空气预冷装置12穿通集水池11池底，空气预冷装置12下部进口连通塔筒1下部进入的新空气、顶部出口设有遮蔽水滴的风帽121。
16.如图2和图7所示，降温节能装置1在支撑架14之上，支撑架14从地面支撑在集水池11下底面，减少了雨区的水滴自由跌落的高度，节约了冷却塔循环供水的电耗；空气预冷装置12位于冷却塔填料之下的雨区8内，用于冷却进入冷却塔的环境空气。
17.如图2和图4所示，所述空气预冷装置12包括换热通道122和风帽121，风帽121透气地盖在换热通道122顶部出口。风帽121用于遮挡水滴进入换热通道。
18.降温节能装置的工作原理是：根据m循环间接蒸发冷却过程，塔筒1下部的空气进
入换热通道，沿途通过显热将热量传递至换热通道外的湿润空气雨区，以蒸发水气，新的湿润空气不断接触换热通道管壁完成更多的吸热和蒸发；降温节能装置能突破进气的湿球温度，逼近进气的露点温度，与现有技术相比，降温节能装置突破了空气湿球温度的极限，能使进气降到湿球温度以下，有利于降低冷却塔循环水的水温，提高了汽轮机利用蒸汽做功效能，节约能源。
19.如图2、图5和图7所示，所述降温节能装置1还包括云水回收装置13，所述云水回收装置13具有空气通道132和布风盖板131，空气通道132穿通集水池11池底，下部进口连通塔筒1下部进入的新空气、顶部出口伸至塔筒2上部的出风口内，布风盖板131透气地盖在空气通道132的顶部出口，遮挡云水雾滴进入空气通道。滤网133固定在空气通道132内部，调风挡板134固定在空气通道底部入口处。
20.滤网133的作用是防止灰尘等污染物被吸入空气通道132，调风挡板134的作用是调节进入空气通道132的空气量。
21.云水回收装置13引导环境空气对出冷却塔出风口的饱和湿空气进行降温，饱和湿空气中的部分水蒸气凝结成水，自行下落进入填料区，实现云水回收，减少了云水损失。
22.空气预冷装置12和云水回收装置13引导环境空气均匀的进入塔筒1内部。换热通道122包括但不限于圆管、矩形管及多边形管；包括但不限于光管、螺纹管、内肋管或外肋管；包括但不限于直管、螺旋管、蛇形管等弯曲形状，包括但不限于铝、不锈钢、铁等具有良好导热性能的材料。空气通道132包括但不限于圆管、矩形管及多边形管，包括但不限于钢材、塑料、玻璃钢等材料。风帽121和布风盖板131包括但不限于帽檐形、弯管形等形状结构。换热通道132的当量外径为10-200mm，壁厚不应超过2mm，长度为1-10m，下端面向下伸出通孔的长度为50-100mm；风帽121的下端面至少高于集水池11中水面200mm。
23.如图2和图6所示，集水池11包括挡风板111、底板112、收水槽113和回水管114，挡风板111顶边与塔筒1内壁封闭连接，挡风板111底边与底板112周边连接，底板112上布设有收水槽113，收水槽113一端延伸至塔筒2的外部与回水管114连接，底板112上开有用于穿过换热通道122和空气通道132的两种不同尺寸的通孔1121、1122。
24.如图7所示，本发明的湿式冷却塔，包括塔筒2，在塔筒2内由下至上布设有冷却塔填料5、喷溅装置4和除水器3，塔筒2底部开有进风口7，还包括上述的降温节能装置1，降温节能装置1的主体位于进风口7与冷却塔填料5之间，降温节能装置1用支撑架14支撑在地面之上，降温节能装置与冷却塔填料5之间构成雨区8，降温节能装置1的挡风板111顶边与塔筒1内壁封闭连接。
25.环境空气经冷却塔进风口7进入集水池11下部空间，然后一部分空气经过空气预冷装置12进入雨区8，一部分空气经过云水回收装置13进入除水器3上部空间。
26.本发明有效解决了湿式冷却塔的冷却极限受到环境湿球温度的制约、云水损失较大和运行电耗较高的问题。