[发明专利]一种工业用循环水节能分布集成系统

说明书

技术领域：

本发明涉及一种工业循环冷却系统，尤其涉及一种循环水节能分布集成系统。

背景技术：

现有的工业用循环水冷却系统是以水为载热介质并循环使用的一种冷却系统，它主要 由循环水冷却设备、循环液泵和管道组成。水循环流程如图1所示。

蓄水池中的冷却水由循环液泵送往系统中的各换热器，以冷却工艺热介质，冷却 水本身温度升高，变成热水；热水进入循环水冷却设备中利用水的蒸发吸热以及热水与冷 空气的传热带走热量，从而实现降温；降温后的水落入蓄水池中循环使用。

循环水冷却设备（通称“凉水塔”）有开式和闭式之分，据此，循环水冷却系统也可 分为敞开式和密闭式两类。

现有的循环水冷却系统中，在闭式凉水塔中设置有冷却盘管，工作流体（水或其它 液体）在盘管内流动，流体的热量通过换热管管壁向外传递；管外壁表面通过喷淋形成水 膜，以及在换热管顶部设置风机由下至上强制通风等方式使换热管外壁与水和空气同时进 行换热，水膜吸收管壁热量迅速蒸发带走热量强化了管外传热。空气穿过冷却盘管后，温度 与湿度大大增加，经由风扇排入大气，未被蒸发的水则落入集水槽中循环喷淋使用。虽然闭 式凉水塔中采用了相对封闭的循环，但其循环水依然需要在水池里进行循环，在进行提升， 需要耗费大量的能耗。

目前在化工装置中普遍使用的是敞开式循环水冷却系统。其核心组件——开式凉 水塔的工作流程为：热水被送往凉水塔顶部，由布水管道喷淋到塔内填料上。空气则由塔底 空处进入塔内（自然流动或机械强制流动），与落下的水滴和填料上的水膜相遇进行热交 换，水滴和水膜则在下降过程中逐渐变冷，当到达冷却水池时，水温正好下降到符合冷却水 的要求。空气在塔内上升过程中则逐渐变热，最后由塔顶逸出，同时带走水蒸气。

由于在开式凉水塔中，循环水大面积的直接与环境接触，将会带来以下问题：

1.水在被冷却时，存在水蒸发产生的蒸发损失和气－液夹带、外界风吹造成的飘散损 失。在实际运行过程中，由于缺乏对蒸发量的有效控制手段，常导致过多的水被蒸发损失， 这在空气干燥地区尤为突出；此外，由于凉水塔液滴捕集以及防风设施的不完善带来的飘 散损失偏高也较为普遍。这样就造成了严重的水浪费。

2.水分的蒸发使得循环水中盐分的浓缩。如此以来，较高浓度的氯离子（Cl^-）易造 成钢铁换热设备的快速腐蚀损伤；循环水的浓缩造成其硬度，碱度和浊度上升，水的结垢倾 向增大很多，造成工艺换热设备的效率快速下降。为了修复工艺换热设备腐蚀损伤以及清 除结垢，常需要停车进行检修，对生产造成较大影响。

3.循环水在与空气接触过程中，必将带入空气中粉尘、微生物等物质。为了满足水 质需求，需设置旁滤系统来去除水中机械杂质，这需额外消耗大量动力，同时旁滤装置的冲 洗水也列入排污水之列；需定期加入杀菌剂、除藻剂来去除水中微生物及藻类。这除了增加 处理成本外，加入的试剂在循环水中累积还可能对设备造成快速腐蚀；循环水还需定期排 污，在部分环境恶劣地区，排污量相当可观。

4.水在由凉水塔落入蓄水池后，而为了实现循环，需由液泵对水池内的水补充能 量加压抽取。由于化工装置循环冷却水的循环量普遍较大，并且化工装置本身体积较大，如 高度几米到几十米不等，所需能耗特别大。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种寿命长且能耗低的工业循环冷却系统。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：一种工业用循环水节能分布集成系统， 包括用户换热设备以及与所述用户换热设备连通的循环液泵，其特征在于：还包括蒸发式 冷却器，所述蒸发式冷却器、所述循环液泵以及所述用户换热设备通过管道依次连接形成 封闭式冷却循环系统。采用这样设置的循环水节能分布集成系统，使得冷却水即冷却水仅 仅在用户换热设备、循环液泵及蒸发式冷却器中循环，无需蓄水池，冷却水无需与空气接 触，减少了液体的蒸发损失；并且，由于没有水蒸发的损失，所以不会使得冷却水中的氯离 子过高，避免了对管道、换热器、蒸发式冷却器等设备的腐蚀，减少了水结垢的倾向，提高了 换热设备的效率，并且保护了循环冷却系统的设备，提高了设备的使用寿命。