[發明專利]自然通風鹽水冷卻塔

無效

• 申請號: 200910155863.5
• 申請日: 2009-12-29
• 公開（公告）號: CN101762177A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 胡亞才;阮光正;王紅梅;王維;張良
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F28C1/00
• 分類號: F28C1/00;F28F27/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及散熱裝置，尤其涉及一種換熱可調、具有節水和防凍效能的自然通風鹽水冷卻塔。

背景技術

我國是世界上12個貧水國家之一，淡水資源還不到世界人均占有量的1/4。我國人均淡水資源約2700m³，居世界上第84位。隨著國民經濟的發展，我國城鄉工農業用水和生活用水將迅速增長，使本來有限的淡水資源更加緊張。如火電廠是用水大戶，一座1000MW的大型火電廠，每天耗水量約10萬t，相當于一個中等城市的用水量。當前缺乏有效的節水技術，火電廠用水量大，水耗多未達到國家標準，與先進國家相比差距更大，其中冷卻塔蒸發耗水占全廠60％左右，節水空間大。我國西部地區資源豐富，包括煤炭資源，但水資源嚴重缺乏，限制了煤炭的開發利用和坑口電廠的發展，最終制約了中西部的發展。而將煤炭輸運到東部不僅增加了發電成本，且交通不暢時易出現電煤緊張的情況。

在寒冷結冰地區，無論是逆流還是橫流冷卻塔，冬季運行時普遍存在嚴重結冰的問題，嚴重影響了冷卻塔的正常運行，縮短了冷卻塔的使用壽命。為此采取的各種防結冰措施，包括保持冷卻水在一定溫度以上，不僅增加了塔的運行成本而且結冰問題也不能根治。

目前在一些地區應用的空冷技術，如應用較廣的直接空冷系統，雖然節水明顯，但其冷卻性能受工作環境氣象條件影響大，如溫度、風速和風向等，機組工作背壓范圍大，制造運行成本較高。夏季背壓高、煤耗大，冬季環境溫度低時管束易發生凍結現象，為防凍運行操作復雜，運行成本增加。

發明內容

本發明的目的是針對以上問題，提供一種具有節水和防凍效能、耗水量可調的自然通風鹽水冷卻塔。

自然通風鹽水冷卻塔包括收水器、配水裝置、填料區、鹽水進塔管、廢熱源、循環鹽水泵、鹽水出塔管、塔筒、人字型支柱、集水池、補水總管、自來水補水管、自來水儲水箱、濃鹽水補水管、三通閥、濃鹽水儲水箱、鹽水溫度濃度控制器、空氣溫度濕度檢測儀、鹽水溫度濃度檢測儀、鹽水取樣管、鹽水溫度濃度信號線、空氣溫度濕度信號線和總控制信號線；人字型支柱支撐塔筒，塔筒中由上到下依次布置收水器，配水裝置和填料區，塔筒和人字型支柱下方設有集水池；集水池的一端通過鹽水出塔管和循環鹽水泵與廢熱源一端相連接，廢熱源的另一端通過鹽水進塔管與配水裝置相連接；集水池的另一端通過補水總管與三通閥的出口相連接，三通閥的一個進口通過自來水補水管與自來水儲水箱相連接，三通閥的另一個進口通過濃鹽水補水管與濃鹽水儲水箱相連接；鹽水取樣管一端與鹽水出塔管相連接以取樣，鹽水取樣管另一端與鹽水溫度濃度檢測儀進口端連接，鹽水溫度濃度檢測儀的出口端通過鹽水溫度濃度信號線與鹽水溫度濃度控制器的一個進口端連接，鹽水溫度濃度控制器的另一個進口端通過空氣溫度濕度信號線與空氣溫度濕度檢測儀相連接；鹽水溫度濃度控制器的出口端通過總控制信號線與三通閥控制動作。

所述的一種自然通風鹽水冷卻塔，其特征在于所述的鹽水溫度濃度檢測儀包括鹽水溫度檢測器和鹽水濃度檢測器，空氣溫度濕度檢測儀包括空氣溫度檢測器和空氣濕度檢測器。所述的收水器、配水裝置、填料區、鹽水進塔管、鹽水出塔管、補水總管、濃鹽水補水管、三通閥、濃鹽水儲水箱和鹽水取樣管所采用的材料為不銹鋼、PVC或陶瓷。所述的填料區采用的填料為蜂窩式填料、人字形填料或梯形波紋填料。

本發明以鹽水為循環冷卻介質。鹽水的飽和蒸發壓不僅與溫度有關，與濃度也有關，對應一定溫度濕度的空氣，總存在一定溫度濃度的鹽溶液，使得鹽水的飽和蒸發壓等于濕空氣的水蒸氣分壓，此時兩者直接換熱沒有傳質過程。利用這一原理，根據一段時間內的空氣溫度和濕度，合理選擇鹽水溫度和濃度，使其飽和蒸發壓與該溫度濕度下的水蒸氣分壓匹配，則該時間段內鹽水水的平均蒸發量與從空氣中的平均吸水量相等，總效果是沒有水的蒸發損失。如前所述，鹽水濃度在一段時間內恒定，即使吸水也只沉淀來自空氣的灰塵，可大大減少排污次數，減少了排污損失。同時，鹽水比重為水的1.2-1.4倍之間，不僅飄滴不易被上升空氣帶走，收水器的捕水效率也更高，可達到更低的風吹損失。這樣，可通過調節鹽水的溫度和濃度達到調節耗水量和節水的目的。一定濃度鹽水的凝固點可低于冰點，且被冷卻到環境溫度附近也不凍結，具有良好的抗凍能力，能較好地適應寒冷結冰地區，降低冷卻塔冬季的運行成本，提高設備使用率。夏季，根據換熱和運行需要，調節鹽水溫度濃度，尋求節水同發電的最優方案。本發明在缺水地區的動力、化工、冶金等領域可廣泛運用。

附圖說明

圖1是自然通風鹽水冷卻塔的結構示意圖；