一种环形空气幕屏蔽式冷却塔除雾节水系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种环形空气幕屏蔽式冷却塔除雾节水系统，包括湿式冷却塔、环形屏蔽除雾装置，环形屏蔽除雾装置包括围绕塔口呈环形布置的装置外壳，在装置外壳内部由下至上依次设有压缩机、翅片管换热器、冷凝器、轴流式风机、导流叶片，翅片管换热器下方的装置外壳上设有引风口，外部设有高温供水管、蒸发器，高温供水管与环形供水干管连通，环形供水干管通过供水支管与翅片管换热器入口连接，翅片管换热器出口通过集水支管连接到环形集水干管，然后与布水器连接，压缩机与冷凝器连接，冷凝器与蒸发器连接，蒸发器与压缩机连接。本实用新型专利技术的环形屏蔽除雾装置可形成干热空气幕，将塔口高温高湿空气与塔外冷空气屏蔽，避免直接接触成雾。触成雾。触成雾。

【技术实现步骤摘要】
一种环形空气幕屏蔽式冷却塔除雾节水系统


[0001]本技术涉及冷却塔设备
，尤其涉及一种环形空气幕屏蔽式冷却塔除雾节水系统。

技术介绍

[0002]冷却塔是许多工业生产过程必不可少的装备，它利用空气与循环水的温差或焓差，带走余热，从而对循环水进行降温。湿式冷却塔中空气与喷淋水直接接触，推动热质交换的动力为焓差，换热效率高且造价相对较低，是目前工业企业运用最多的一种冷却塔形式。然而湿式冷却塔在运行过程中大量水蒸发进入大气，一方面耗水量大，另一方面在湿冷季节容易在冷却塔出口处凝结成水雾，造成环境污染与气候不良影响。特别在我国中南部高湿地区，常年空气湿度大，过渡季节与冬季大型工业湿式冷却塔周围都会形成大量白雾笼罩的现象，严重降低周边环境能见度，影响道路交通安全，腐蚀周边金属设施，降低居住环境舒适度，更有甚者引起周边居民恐慌。随着我国社会经济的发展，民众对环境要求越来越高，环保意识也逐渐增强，对工业冷却塔产生的白雾进行制理的需求日益强烈。在发达国家如日本、英国以及我国香港地区都已出台相关政策条例禁止冷却塔白雾的直接排放，我国部分省市环保部门也颁布了关于冷却塔排放的相关管理办法。
[0003]现有冷却塔除雾节水技术及装置的发展主要有三个方向：干湿混合型除雾技术、间接冷凝除雾技术与液滴颗粒捕捉技术。
[0004]（1）干湿混合型除雾技术相对较为成熟，国内外皆有成熟的应用案例。由冷却塔出口成雾机理可知，当出口近饱和热湿空气与外部冷空气接触后，其混合空气所处状态点决定是否成雾。当混合状态点处于过饱和区时将析出雾滴，形成白雾；当混合状态点处于不饱和区或饱和线上时，则不会析出雾滴。干湿混合型除雾技术利用干式冷却将冷空气加热为干热空气，然后将干热空气与湿式冷却产生的湿热空气混合后达到某一空气状态点，使冷却塔出口空气遇到冷空气时不析出雾滴。
[0005]（2）间接冷凝除雾，其技术原理是利用室外冷空气（或额外冷源）通过非接触式换热（间壁式换热，一般采用板翅式气-气换热器），将填料出口的热湿空气降温凝结，降温除湿后的冷却塔出口空气排出塔外，与塔外冷空气相遇，显著降低成雾量。但空气-空气换热器的换热效率低，实现对热湿空气的冷却需要板翅式换热器面积大，因此初投资较高，同时体型结构庞大。
[0006]（3）液滴颗粒捕捉技术是近年来发展的一个重要方向，其中高压静电液滴颗粒捕集技术是目前该
最为先进的技术之一，该技术在烟囱（冷却塔）上方，安装外观酷似铁笼子的除雾屏风，巧妙利用大气自然冷却能力，将水蒸气冷凝为液滴。但该技术施工难度大，总投资成本较高，此外需要设置高电压，虽然外部无触电风险，但在外界风力、冰雹、大雪天气下易发生系统故障，在大中型冷却塔中应用仍然存在安全隐患。目前该技术在空气净化产品中（即静电除尘装置）的应用较为普遍，技术也相对成熟。但暂时没有在冷却塔，特别是大中型冷却塔除雾的工程应用案例，其技术效果有待进一步验证。
[0007]综上所述，干湿混合型除雾技术是目前最为可靠的方案，然而该技术方案在我国中南高湿地区却有着极大的限制，其原因归结为以下两点：一、低温高湿环境下，保障“不析出雾滴”所需要的干热空气量极大，如冬季5℃，80%相对湿度环境下，要保证冷却塔出口无雾滴析出，需要的风量可达冷却塔风量的40-60%左右，其换热结构的庞大体积与高投资成本堪比再造一台冷却塔；二、干湿混合型冷却塔其混合均匀性是决定是否成雾的关键，当混合不均匀时，冷却塔出口依然会有部分成雾。为保证混合的均匀性，大容积的混合腔或混流装置必不可少，这将导致冷却塔整体体型庞大，造价进一步升高。
[0008]因此，针对我国中南高湿地区气候环境特点，研发一种适用性强、便于改造且低成本的湿式冷却塔除雾节水装置是当前面临的重要问题。

技术实现思路

[0009]本技术目的在于提供一种适用于中南高湿地区工业冷却塔除雾节水系统，利用干热空气幕屏蔽效应隔绝冷却塔出口高温高湿空气与塔外冷空气的直接接触，缓解冷却塔出口的大量成雾，同时利用压缩式制冷增强塔口高温高湿空气凝结效率，增强凝结水量的回收，达到节水目的。
[0010]本技术采用的技术方案如下：一种环形空气幕屏蔽式冷却塔除雾节水系统，包括湿式冷却塔，所述湿式冷却塔包括塔体，塔体内部由下至上依次排布了贮水池、填料层、布水器、收水器、轴流引风机及塔口，贮水池与冷却水回水管连接，塔体的中部侧壁上设置有进风口；
[0011]还包括位于湿式冷却塔上方的环形屏蔽除雾装置，所述环形屏蔽除雾装置包括围绕塔口呈环形布置的装置外壳，在装置外壳内部由下至上依次设有压缩机、翅片管换热器、冷凝器、轴流式风机以及顶部出风口处的导流叶片，翅片管换热器下方的装置外壳上设有引风口；
[0012]所述环形屏蔽除雾装置外部设有高温供水管、蒸发器，所述高温供水管与设置在装置外壳外的环形供水干管连通，环形供水干管上连接有若干供水支管，供水支管与翅片管换热器入口连接，翅片管换热器出口连接有集水支管，所述集水支管汇集连接到环形集水干管，所述环形集水干管与湿式冷却塔内部的布水器连接，所述蒸发器设置在塔口处，所述压缩机出口通过制冷剂管道与冷凝器连接，冷凝器出口通过制冷剂管道与膨胀阀连接，膨胀阀出口连接蒸发器，蒸发器出口通过制冷剂管道与压缩机入口连接。
[0013]进一步地，所述蒸发器、冷凝器均采用翅片管换热器。
[0014]进一步地，所述蒸发器的翅片方向与冷却塔出口气流方向呈现>45
°
角设置，或采用波纹型翅片。
[0015]进一步地，所述导流叶片设置为活动式，可根据实际情况调节送风角度。
[0016]进一步地，所述制冷剂管道包覆有保温材料。
[0017]进一步地，代替将所述蒸发器设置在塔口处，所述蒸发器放置在布水器与轴流引风机之间。
[0018]进一步地，所述环形屏蔽除雾装置沿圆周方向划分为若干个除雾模块，每个除雾模块单独连接一根供水支管，单独设置一台轴流式风机。
[0019]进一步地，所述压缩机为分布式压缩机，每个除雾模块内单独设置一台，或者是集
中式压缩机，各除雾模块共用一台压缩机。
[0020]本技术的有益效果如下：
[0021]利用高温冷却水供水，通过翅片管换热器对冷空气进行预热，同时以间壁式冷却方式降低冷却水供水温度；
[0022]利用压缩式制冷的冷凝器进一步加热空气，通过双级加热过程可将塔外冷空气温度提升10-20℃；
[0023]利用环形排布的除雾装置形成干热空气幕，可在一定高度范围内将湿式冷却塔出口的高温高湿空气与塔外冷空气屏蔽，有效避免直接接触所导致的成雾；
[0024]高空区域自然风、干热空气与高温高湿空气逐渐充分混合，此时混合空气中冷空气量远大于干热空气与高温高湿空气，利用冷空气中未饱和度可充分吸纳水蒸气，避免二次成雾与雾滴沉降；
[0025]利用蒸发器所产生的低温条件增强塔口的高温高湿空气凝结，降低直接排出塔外的水蒸气量，实现节水效果；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环形空气幕屏蔽式冷却塔除雾节水系统，包括湿式冷却塔，所述湿式冷却塔包括塔体（1），塔体（1）内部由下至上依次排布了贮水池（2）、填料层（3）、布水器（4）、收水器（5）、轴流引风机（6）及塔口（7），贮水池（2）与冷却水回水管（21）连接，塔体（1）的中部侧壁上设置有进风口，其特征在于：还包括位于湿式冷却塔上方的环形屏蔽除雾装置，所述环形屏蔽除雾装置包括围绕塔口（7）呈环形布置的装置外壳（8），在装置外壳（8）内部由下至上依次设有压缩机（9）、翅片管换热器（10）、冷凝器（11）、轴流式风机（12）以及顶部出风口处的导流叶片（13），翅片管换热器（10）下方的装置外壳（8）上设有引风口；所述环形屏蔽除雾装置外部设有高温供水管（16）、蒸发器（14），所述高温供水管（16）与设置在装置外壳（8）外的环形供水干管（17）连通，环形供水干管（17）上连接有若干供水支管（18），供水支管（18）与翅片管换热器（10）入口连接，翅片管换热器（10）出口连接有集水支管（19），所述集水支管（19）汇集连接到环形集水干管（20），所述环形集水干管（20）与湿式冷却塔内部的布水器（4）连接，所述蒸发器（14）设置在塔口（7）处，所述压缩机（9）出口通过制冷剂管道（22）与冷凝器（11）连接，冷凝器（11）出口通过制冷剂管道与膨胀阀（15）连接，膨胀阀出口连接蒸发器（14），蒸发器出口通过制冷剂管道与压缩机（9）入口连接。2.如权利要求1所述的一种环形空气幕屏蔽式冷却塔除雾节水系统，其特征在于：所述蒸发器（14）...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏欢，欧阳军，雷国华，
申请(专利权)人：湖南空源节能环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：