[发明专利]北方工业循环水节水冷却工艺与装置

摘要

北方工业循环水节水冷却工艺与装置，现行空冷在我国北方缺水地区，由于冬严寒、夏干热、大风、尘絮、昼夜温差大的共同作用，不能良好运行，导致该地区的工业循环水冷却还在广泛采用耗水量大的开式冷却工艺及装置。本发明利用缺水地区空气干燥特点，采用逆流、顺流和湍流气化喷雾水滴的方式，设计出一种能够消除空气中的胶体、灰尘、溶盐等对循环水的污染，比现行开式循环水冷却工艺降低水资源消耗75％以上的闭式循环水冷却工艺及装置，该工艺与装置应用于缺水地区汽轮机乏汽空冷，可进一步降低kwh热耗，增加发电量；该工艺与装置应用于缺水地区化工、冶金、建材等行业不仅降低75％水资源，还可降低能耗和成本各10％以上。

主权项

1.北方工业循环水节水冷却工艺与装置，由干冷放热管束、轴流风机及固定构架、风筒、喷雾装置和蒸发空冷组成，其特征在于：在风筒(7)下部周围的干冷放热管束(6)进风侧安装除尘网(1)，并采用带有位移功能的真空吸尘装置对除尘网(1)进行连续循环吸尘；在干冷放热管束(6)和除尘网(1)之间安装轴流风机及固定构架(5)；再在轴流风机及固定构架(5)和除尘网(1)之间安装对空气降温的喷雾装置(3)，在除尘网(1)与喷雾装置(3)之间设置逆流气化区(2)，在喷雾装置(3)与轴流风机及固定构架(5)之间设置顺流气化区(4)；中国北方夏季15℃～35℃时段，喷雾装置(3)将脱盐水以雾滴喷入穿过除尘网(1)的空气中，脱盐水雾滴吸收空气的热量后气化，在使空气的湿度增加至≤95％的同时，空气温度迅速下降；降温后的空气，在经轴流风机叶片(5-1)增压的同时，使残余的雾滴在轴流风机叶片高速旋转产生的湍流空气中得到完全的气化，这样既使空气温度进一步降低，使降温后的空气与干冷放热管束(6)之间的传热对数平均温差大幅增加，以利于空气吸收干冷放热管束(6)放出的热量，又防止了雾滴在翅片表面气化残留沉积物，降低空冷效果；喷雾装置(3)由四组喷头组成，每组喷头的数量由循环水冷却负荷确定：第一组、第二组、第三组、第四组的喷雾量比值为1∶2∶4∶8，经组合后，同一供水压力下开关不同组和的阀门，即可形成总喷雾量为1至15倍的均等增量，喷雾均等增量的开关组合方式具体详见下表：喷雾装置(3)中的第一组喷头(13)、第二组喷头(14)、第三组喷头(15)、第四组喷头(16)的安装方式如图17、图18、图19、图20所示，即第四组(16)由于喷水最大，雾滴气化需要的时间最长，在迎风向的最前面，无论单独喷雾还是与其它组的组合喷雾，均能获得与空气接触最长的时间，以利于雾滴的完全气化；第一组喷头喷雾量最小，雾滴气化需要的时间最短，安装在迎风向的最后面；当气温上升，轴流风机全开，循环水温度不能降到工艺要求值时，根据冷却空气需要降温度数，以每kg空气降低1℃，喷雾水的基数，按上表中的工艺要求喷雾倍数，选择开启对应喷雾组，组合成工艺要求的倍数喷入即可；采用脱盐水作为闭式循环冷却水工质，水质纯净，大大降低水质控制工艺难度、工艺管理费用；有效防止设备管路腐蚀，成倍提高换热器工作寿命，大幅降低设备维修费用；没有循环水污垢沉积，保持换热器良好传热性能，提高循环水温差，减少循环水量，降低循环水泵电耗；有效保障主体工艺更佳运行；没有循环污水排放，大幅降低排污水处理成本；循环泵(17)安装在来自主工艺换热器的高温循环水管路上，使其高温循环水加压后进入干空冷，以消除在干冷放热管束(6)顶部出现负压，导致空气漏入循环水系统，或循环水泵(17)进口出现负压，甚至循环水中断的事故；由于干空冷处在循环水泵(17)出口，相对压力高，喷雾脱盐水不需专用加压泵和专用管路，直接就近的循环水泵接入喷雾管道即可，既简化工艺，又节省投资。