[发明专利]联合式空冷器及基于这种空冷器的循环冷却水系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种空冷器以及基于这种空冷器的循环冷却水系统和方法，尤其涉及一种联合式空冷器以及基于这种联合式空冷器的循环冷却水系统和方法。

背景技术

电石生产领域现有的循环冷却水系统如图1所示，该循环冷却水系统基于冷却塔101。冷却塔101采用软水喷淋冷却，全年都需要消耗软水。而且，由于冷却塔101是开放式结构，软水在喷淋过程中飞溅到系统外的水滴与环境接触会产生很大的蒸发量，因而软水蒸发消耗量很大。这种构造除了需要消耗大量水资源之外，还极大地增加了冷却塔喷淋泵及风机的运行负荷，从而电耗增加。另外，在工艺装置冷却器102中从高温物质吸收热量后的工艺介质需要通过热水池103和热水泵104加压泵入冷却塔101，经冷却塔101降温后需要通过凉水池105和凉水泵106加压泵入工艺装置冷却器102，其中，热水泵104和凉水泵106的运行需要耗电。因此，上述这些组成结构都会对能源造成浪费，影响电石产品的生产成本。

另外，青海西宁地处高海拔，属高寒地区，全年气温0℃以下的天数较多，对基于冷却塔的循环冷却水系统进行防冻是个严重的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种干冷和湿冷结合强化换热的同时降低冷却系统能耗的联合式空冷器和基于这种联合式空冷器的循环冷却水系统和方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种联合式空冷器，包括箱体、该箱体内由上至下的湿冷部分、空气进口以及喷淋水箱、以及位于该箱体一侧从该湿冷部分引出的工艺介质出口，其中，该湿冷部分由上至下依次包括喷淋系统和蒸发冷却管束，该蒸发冷却管束由与水平面有夹角的倾斜布置的换热管构成，该联合式空冷器还包括位于该湿冷部分之上的干冷部分、位于该干冷部分之上的双曲线风筒、以及位于该箱体一侧通入该干冷部分的工艺介质入口。

对于上述联合式空冷器，该干冷部分包括翅片空气预冷管束，该翅片空气预冷管束由盘管形状的换热管构成。

对于上述联合式空冷器，该翅片空气预冷管束和该箱体之间完全采用伸孔焊。

对于上述联合式空冷器，该蒸发冷却管束和该箱体之间完全采用伸孔焊。

对于上述联合式空冷器，该箱体采用冷端浮动。

对于上述联合式空冷器，该工艺介质出口设有抽真空接口。

上述联合式空冷器还包括位于该箱体下部的电机。

对于上述联合式空冷器，该喷淋系统所用的喷淋水是普通工业用水或者普通工业用水经过缓蚀阻垢处理后的水。

一种基于以上所述的联合式空冷器的循环冷却水系统，包括按照其中密闭式循环的工艺介质的循环方向依次相连的工艺装置冷却器、水池、循环水泵、以及该联合式空冷器。

对于上述循环冷却水系统，该联合式空冷器的工艺介质出口与该工艺装置冷却器的工艺介质入口直接相连。

一种基于以上所述的联合式空冷器的循环冷却方法，包括如下处理过程：在工艺装置冷却器中从高温物质吸收了热量的工艺介质输送至该联合式空冷器进行冷却，工艺介质在该联合式空冷器中先后经过干冷和湿冷或者只经过干冷后，输送回至该工艺装置冷却器对高温物质进行冷却。

对于上述循环冷却方法，来自该工艺装置冷却器的工艺介质通过水池和循环水泵输送至该联合式空冷器，经该联合式空冷器冷却后的工艺介质直接输送至该工艺装置冷却器。

本发明技术方案主要的优势和特点如下：

1.联合式空冷器将水的蒸发与空气冷却、传热与传质过程融为一体，利用空气冷却的翅片预冷段和水膜蒸发段相结合强化换热、热效率高；

2.工艺介质在循环过程中不消耗，做密闭式往复循环，无杂质进入，减少杂质对管道的堵塞，并只需补充由于跑、冒、滴、漏引起的损耗，同时喷淋水补充水量小，而且可以不用软水而用普通工业用水；

3.由于水膜蒸发段前有空气预冷段，降低了工艺介质进入蒸发段的温度，减小了湿式管束的负荷，节省工业用水，避开管外结垢敏感区；

4.可以实现气温低于0℃时不喷水，根据青海西宁地区的气候条件，一年当中较冷的1、2、3、11、12月份停开喷淋水，完全靠风冷冷却，因此全年水耗低，而且全年大约有5个月时间停止运行喷淋水泵，平均下来每年可以为电石生产节约电耗，同时也避免了设备冰冻的危害；

5.联合式空冷器节约了生产中的电耗、水耗，起到了很好的节能效果。

附图说明

图1是现有的基于冷却塔的循环冷却水系统的示意图；

图2是本发明所述的联合式空冷器的一个实施例的示意图；