一种多级换热的闭式冷却塔制造技术

本发明专利技术公开了一种多级换热的闭式冷却塔，所述闭式冷却塔包括塔体、风机、收水除雾器、喷淋管件、换热管组件、旋转床组件、集水箱，所述风机设置于塔体顶部，收水除雾器设置于风机下方，所述喷淋管件、换热管组件、旋转床组件设置于收水除雾器下方，所述集水箱设置于塔体底部，所述集水箱设有出液口，集水箱出液口经管线与喷淋管件连接，所述塔体顶部设有出风口，集水箱上方塔体侧壁设置有进风口。本发明专利技术多级换热的闭式冷却塔通过多级热湿平衡换热，使得空气‑喷淋水经过不同温度梯度的湿热平衡级换热，并及时有效的将换热冷量传递给冷却水，从而极大提高冷却塔的冷却性能。

【技术实现步骤摘要】
一种多级换热的闭式冷却塔
本专利技术属于冷却设备
，涉及一种闭式冷却塔，特别是涉及一种多级换热的闭式冷却塔。
技术介绍
冷却塔是一种常用的冷却设备，其工作原理为需要被冷却的高温循环水在冷却塔内部，通过与空气进行潜热、显热交换把自身的热量传给空气，实现降温。根据空气与被冷却水是否直接接触，可分为开式冷却塔和密闭式冷却塔。开式冷却塔中，空气与水直接接触，热交换发生在接触面，因此换热效果相对更好，冷却水温度可与空气换热至空气的湿球温度。但由于开式冷却塔中空气与被冷却水直接接触，造成冷却水质易受污染、易滋生病菌、设备腐蚀过快等问题，并且由于换热过程会伴随着冷却水的不断蒸发，会增大循环水的盐浓度，造成冷却水水质下降。闭式冷却塔中，用间壁式换热盘管代替了传统的填料，冷却水在换热盘管内流动，避免了与空气的直接接触，保证了冷却水质的清洁。随着国家节能减排、低碳环保政策的提出，闭式冷却塔因其清洁性，在电力、化工、钢铁、冶金、暖通等行业应用市场前景良好。目前常见的闭式冷却塔一般采用喷淋形式，喷淋水由上至下靠重力流过换热管束形成水膜，带走管内流体的热量，空气与喷淋水接触，通过与喷淋水蒸发换热和对流换热带走喷淋水的热量。为强化喷淋水与空气热湿交换效果，并降低换热盘管用量，一般在塔内换热盘管上部或下部设置填料，为了使塔内空气接近或达到饱和湿度，往往喷淋水循环量大，填料体积大。此外，传统的热湿交换闭式冷却塔主要通过喷嘴实现喷淋水的雾化分布，喷水量大小直接影响喷嘴雾化分布效果，进而一定程度限制了冷却塔的处理能力范围，冷却塔负荷可调整性能较差。专利CN102620597A提供一种底部进风的闭式冷却塔，通过在冷却塔底部设置多个导水百叶，相邻的导水百叶之间为进风口，使得布风均匀的方式提高换热效率，但仅从气相角度出发，对于冷却塔整体换热效果的提高非常有限。专利CN102809306A提出一种等焓加湿降温节水闭式冷却塔，在铜管铝翅片式盘管下面设有一个由上层填料、下层填料、离心式雾化器组成的绝热腔体，离心式雾化器能够促进雾化水蒸发从而降低空气温度，提高冷却塔性能，并能实现消白烟效果，但是通过上端翅片式盘管进行空气与冷却水的热传导实现，换热面积大，且是以空气不饱和外排为代价，汽化潜热冷量利用率低。综合本领域现有技术情况，目前急需开发一种能够显著提高冷却塔换热效率且操作灵活、负荷调整范围大的新型闭式冷却塔。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术目的是提供一种多级换热的闭式冷却塔，通过多级热湿平衡换热，使得空气-喷淋水经过不同温度梯度的湿热平衡级换热，并及时有效的将换热冷量传递给冷却水，从而极大提高冷却塔的冷却性能。本专利技术提供了一种多级换热的闭式冷却塔，所述闭式冷却塔包括塔体、风机、收水除雾器、喷淋管件、换热管组件、旋转床组件、集水箱，所述风机设置于塔体顶部，收水除雾器设置于风机下方，所述喷淋管件、换热管组件、旋转床组件设置于收水除雾器下方，所述集水箱设置于塔体底部，所述集水箱设有出液口，集水箱出液口经管线与喷淋管件连接，所述塔体顶部设有出风口，集水箱上方塔体侧壁设置有进风口；其中，所述旋转床组件包括旋转轴、床层和旋转盘，所述床层中心为圆柱形空腔，旋转轴设置于床层中心的圆柱形空腔中，床层固定在旋转盘上，所述旋转盘与旋转轴固定连接，所述旋转轴内部位于最下层床层以上为空心结构，且旋转轴管壁与床层水平对应区域内设置有若干孔，所述床层与换热管组件从下至上依次呈“床层-换热管组件-床层-换热管组件”交替布置。本专利技术所述多级换热的闭式冷却塔中，所述孔用于喷淋水分配，所述旋转轴上端与喷淋管件连通，旋转轴下端通过转向器与驱动装置连接，通过驱动装置为变频电机，用于调整床层转速，所述驱动装置优选设置在闭式冷却塔塔体外部。本专利技术所述多级换热的闭式冷却塔中，所述床层为轴向多层布置，优选设置2层以上，每层床层上方均设置有换热管组件，相邻两层床层之间的距离与床层厚度比为10～1:1，优选5～2:1。本专利技术所述多级换热的闭式冷却塔中，所述床层可以为填料结构、丝网结构、筛网结构中的一种或几种，优选为填料结构，进一步优选为规整填料结构。本专利技术所述多级换热的闭式冷却塔中，所述床层转速为50～5000转/分，优选200～2000转/分。本专利技术所述多级换热的闭式冷却塔中，所述用于固定床层的旋转盘上设有通孔，所述通孔用于空气流通。本专利技术所述多级换热的闭式冷却塔中，所述换热管组件包括若干根换热管，若干根换热管呈水平环形管束布置，相邻换热管呈交错布置，相邻换热管间距与换热管外径比为3～0.5:1，优选2～1:1。所述换热管可以为圆管、椭圆管、扭曲管中的一种或几种；所述换热管材质为铜管、钢管、不锈钢管、改性氟塑料管中的一种。本专利技术所述多级换热的闭式冷却塔中，所述换热管组件与床层从下至上依次呈“床层-换热组件-床层-换热组件”交错布置，优选设置2组以上。本专利技术所述多级换热的闭式冷却塔中，相邻两层换热管组件之间通过连通管连通。本专利技术所述多级换热的闭式冷却塔中，所述换热管组件上设有被冷却介质入口和被冷却介质出口。本专利技术所述多级换热的闭式冷却塔中，所述集水箱出液口与喷淋管件的连接管线上设置有循环泵和调节阀，所述循环泵设置于集水箱外侧，调节阀用以调整循环水流量。本专利技术所述多级换热的闭式冷却塔中，所述进风口处设置有进风格栅，进风格栅形式不限，能够实现使空气风均匀的进入塔内，并且降低外部灰尘进入塔内而影响水质，同时有效防止喷淋水外溅。本专利技术所述多级换热的闭式冷却塔中，所述收水除雾器可以为丝网除雾器、折板式除雾器、平板式除雾器、格栅除雾器中的一种或几种，能够起到良好的收水及除雾效果，降低空气饱和水外携带的雾滴，减少喷淋循环水损失。与现有技术相比，本专利技术所述多级换热的闭式冷却塔的优点及有益效果如下：1、本专利技术所述多级换热的闭式冷却塔中，通过在冷却塔塔体内设置旋转床组件，喷淋水被高速旋转填料不断切割和聚并，液体在高分散、高湍动、强混合以及界面急速更新的环境下与气体以极大的相对速度在弯曲孔道中逆向接触，与传统传质方式相比传质效率得到数量级提升，喷淋水在高速旋转料层中能够被撕裂成微米级雾滴，在床层区域雾滴与通过的空气有着极大的换热和蒸发面积，极大的提高了喷淋水和空气的传热传质效果，从而促进水和空气的热交换，实现水分充分蒸发，提高喷淋水和空气热湿换热效果。2、本专利技术所述多级换热的闭式冷却塔中，所述换热管组件与旋转组件中的床层从下至上依次呈“床层-换热组件-床层-换热组件”交替布置，在每级床层上空气与喷淋水错流混合并充分传质传热，达到对应湿球温度，并且微米级雾滴被气流带至上层换热组件，饱和湿度空气与被携带雾滴在上层换热组件上，以快速更新的雾滴膜形式与管内冷却水进行热交换，换热后的饱和湿度空气升温变成不饱和空气，继续上升到上一层填料中与喷淋水进行热湿交换变为饱和，并再一次达到对应湿球温度实现降温，空气由下至上依次经过“饱和降温-升温不饱和-饱和降温-升温不饱和”的多次热湿平衡换热过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级换热的闭式冷却塔，其特征在于：所述闭式冷却塔包括塔体、风机、收水除雾器、喷淋管件、换热管组件、旋转床组件、集水箱，所述风机设置于塔体顶部，收水除雾器设置于风机下方，所述喷淋管件、换热管组件、旋转床组件设置于收水除雾器下方，所述集水箱设置于塔体底部，所述集水箱设有出液口，集水箱出液口经管线与喷淋管件连接，所述塔体顶部设有出风口，集水箱上方塔体侧壁设置有进风口；其中，所述旋转床组件包括旋转轴、床层和旋转盘，所述床层中心为圆柱形空腔，旋转轴设置于床层中心的圆柱形空腔中，床层固定在旋转盘上，所述旋转盘与旋转轴固定连接，所述旋转轴内部位于最下层床层以上为空心结构，且旋转轴管壁与床层水平对应区域内设置有若干孔，所述床层与换热管组件从下至上依次呈“床层-换热管组件-床层-换热管组件”交替布置。/n

【技术特征摘要】
1.一种多级换热的闭式冷却塔，其特征在于：所述闭式冷却塔包括塔体、风机、收水除雾器、喷淋管件、换热管组件、旋转床组件、集水箱，所述风机设置于塔体顶部，收水除雾器设置于风机下方，所述喷淋管件、换热管组件、旋转床组件设置于收水除雾器下方，所述集水箱设置于塔体底部，所述集水箱设有出液口，集水箱出液口经管线与喷淋管件连接，所述塔体顶部设有出风口，集水箱上方塔体侧壁设置有进风口；其中，所述旋转床组件包括旋转轴、床层和旋转盘，所述床层中心为圆柱形空腔，旋转轴设置于床层中心的圆柱形空腔中，床层固定在旋转盘上，所述旋转盘与旋转轴固定连接，所述旋转轴内部位于最下层床层以上为空心结构，且旋转轴管壁与床层水平对应区域内设置有若干孔，所述床层与换热管组件从下至上依次呈“床层-换热管组件-床层-换热管组件”交替布置。


2.按照权利要求1所述多级换热的闭式冷却塔，其特征在于：所述旋转轴上端与喷淋管件连通，旋转轴下端与驱动装置连接。


3.按照权利要求2所述多级换热的闭式冷却塔，其特征在于：所述驱动装置为变频电机，所述驱动装置设置在闭式冷却塔塔体外部。


4.按照权利要求1所述多级换热的闭式冷却塔，其特征在于：所述床层为轴向多层布置，每层床层上方均设置有换热管组件。


5.按照权利要求1或4所述多级换热的闭式冷却塔，其特征在于：所述床层设置2层以上。


6.按照权利要求1所述多级换热的闭式冷却塔，其特征在于：相邻两层换热管组件之间通过连通管连通。


7.按照权利要求1所述多级换热的闭式冷却塔，其特征在于：相邻两层床层之间的距离与床层厚度比为10～1:1，优选5～2:1。

【专利技术属性】
技术研发人员：廖昌建，王海波，厉勇，邢兵，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11