一種閉式冷卻塔及閉式循環(huán)水系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)節(jié)水技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于石化企業(yè)的閉式冷卻塔及閉式循環(huán)水系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]石化企業(yè)現(xiàn)有的循環(huán)水系統(tǒng)均采用敞開式結(jié)構(gòu)，即傳統(tǒng)的開式冷卻塔，一方面造成新鮮水消耗量大(主要表現(xiàn)為蒸發(fā)損失、風(fēng)冷塔風(fēng)吹損失和旁濾反洗水消耗)，一般循環(huán)水系統(tǒng)消耗的水量占工業(yè)用水量的2/3，甚至更多；另一方面開式冷卻塔的冷卻水與大氣直接接觸，大氣中大量的雜質(zhì)進入系統(tǒng)，造成管道腐蝕和結(jié)垢，被迫投加大量阻垢劑、緩蝕劑、殺菌劑等化學(xué)藥劑，即不經(jīng)濟又產(chǎn)生二次污染。
[0003]閉式循化水系統(tǒng)中的主設(shè)備是閉式冷卻塔，是將管式換熱器置于塔內(nèi)，通過流通的空氣、噴淋水與循環(huán)水的熱交換保證降溫效果。由于是閉式循環(huán)，其能夠保證水質(zhì)不受污染，很好的保護了主設(shè)備的高效運行，提高了使用壽命。外界氣溫較低時，可以停掉噴淋水系統(tǒng)，起到節(jié)水效果。隨著國家節(jié)能減排政策的實施和水資源的日益匱乏，近幾年閉式冷卻塔在鋼鐵冶金、電力電子、機械加工、空調(diào)系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。但在某些冷卻要求比較高的場合，比如石化企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)，處理量非常大，而且要求循環(huán)水從40°C左右處理到30°C左右，尤其夏季非常接近環(huán)境的濕球溫度，現(xiàn)有的閉式冷卻塔無法滿足要求，如果需要增強冷卻能力就需要增大冷卻塔體積，而這會極大地受到安裝空間和制造工藝的限制，其次還要大幅度增加噴淋水的流量和風(fēng)機的風(fēng)量，會給閉式冷卻塔的生產(chǎn)制造帶來極大的難題。
[0004]CN200920083817.4公開了一種閉式空冷循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，包括工藝換熱器以及與通過循環(huán)介質(zhì)管與工藝換熱器相連的循環(huán)水泵系統(tǒng)，所述的工藝換熱器與循環(huán)水泵系統(tǒng)之間還設(shè)有水膜式空冷器。該發(fā)明設(shè)置專門的水膜式空冷器提高冷卻效果，增加了冷卻設(shè)備和能耗。
[0005]CN201110368892.7公開了一種密閉式冷卻塔，它包括塔體，在所述塔體內(nèi)部由上而下依次設(shè)置通風(fēng)裝置、噴淋裝置、盤管、集水裝置，在所述盤管進出水兩端焊接進出水分配管道，該進出水分配管道由隔板隔開。該發(fā)明采用隔板隔開進出水分配管道，使得設(shè)備的冷卻效果明顯提高。
[0006]CN201320311196.7公開了一種閉式冷卻塔，包括殼體、風(fēng)機、盤管和噴淋器，其特征在于:所述殼體一側(cè)設(shè)有進風(fēng)口，所述風(fēng)機安裝在進風(fēng)口處，所述殼體頂部設(shè)置有排風(fēng)窗；所述盤管設(shè)置在殼體內(nèi)，盤管的熱流體進口在上，冷流體出口在下；在盤管正上方設(shè)置有噴淋器，在盤管正下方的殼體底部設(shè)置有接水槽，所述接水槽下部一側(cè)設(shè)有排水口，排水口通過噴淋泵和循環(huán)管路與噴淋器的進水口連接。該實用新型通過在殼體內(nèi)增加了填料，雖然延長了冷卻水停留時間，增加換熱面積，冷卻效果有一定的提高，但由于采用的噴淋水與冷卻水并流，風(fēng)水逆向，容易在管子底部產(chǎn)生干點，導(dǎo)致結(jié)垢，使傳熱面積減少，從而降低換熱效率和冷卻能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種能夠應(yīng)用于石化企業(yè)的閉式冷卻塔及閉式循環(huán)水系統(tǒng)。本發(fā)明通過采用特定的閉式冷卻塔及閉式循環(huán)水系統(tǒng)，保證了循環(huán)水系統(tǒng)的高效運行，冷卻能力得到顯著提高，節(jié)約水耗能耗更加明顯。
[0008]本發(fā)明的閉式冷卻塔包括進風(fēng)口、噴淋器、換熱盤管、PVC熱交換層、集水槽和軸流風(fēng)機，所述塔體頂部和一側(cè)設(shè)置進風(fēng)口，所述塔體另一側(cè)設(shè)置出風(fēng)口，軸流風(fēng)機安裝在出風(fēng)口處，所述換熱盤管設(shè)置在塔體上部，在換熱盤管正上方設(shè)置有噴淋器，在換熱盤管下方設(shè)置有PVC熱交換層，在熱交換層下方塔體底部設(shè)置有集水槽，所述集水槽下部一側(cè)設(shè)有排水口，排水口通過循環(huán)水泵及管路與噴淋器的進水口連接。
[0009]本發(fā)明中，所述的塔體頂部進風(fēng)口空氣和噴淋水以順暢、平行和向下的路徑流過盤管表面，即采用風(fēng)水同向的設(shè)計，維持了完全的管外覆蓋。在這種平行的流動方式下，水不會由于空氣流動的影響出現(xiàn)與管底側(cè)分離的現(xiàn)象，從而消除了有利于水垢形成的干點。傳統(tǒng)的設(shè)計多采用風(fēng)水逆向，容易在管子底部產(chǎn)生干點，導(dǎo)致結(jié)垢，使傳熱面積減少，從而降低換熱效率和冷卻能力。
[0010]本發(fā)明中，所述換熱盤管的冷卻介質(zhì)入口在下，冷卻介質(zhì)出口在上，即循環(huán)冷卻水從下往上流，而噴淋水是從上往下流，進行逆流傳熱。與傳統(tǒng)的并流設(shè)計相比，采用逆流設(shè)計其對數(shù)平均溫度差大，傳熱推動力強。另外，逆流的冷卻效果更好，因為當(dāng)逆流操作時，循環(huán)冷卻水的出口溫度可以降低至接近噴淋水的進口溫度(與環(huán)境的濕球溫度有關(guān))，更符合石化企業(yè)循環(huán)水的冷卻處理；而采用并流操作，循環(huán)冷卻水的出口溫度只能降低至接近噴淋水的出口溫度。除此之外，如采用并流的方式，循環(huán)冷卻水的最熱的水與噴淋水最冷的水接觸，溫差比較大，更加容易引起相變即潛熱蒸發(fā)，從而結(jié)垢。本發(fā)明采用的逆流設(shè)計與風(fēng)水同向的設(shè)計，則是更大程度地讓盤管部分通過噴淋水的顯熱冷卻作用來散熱，讓蒸發(fā)過程集中于PVC熱交換層，有助于減少在盤管表面結(jié)垢的可能性。
[0011]本發(fā)明中，所述的換熱盤管采用燒結(jié)型高通量管，即在普通換熱管表面燒結(jié)一薄層具有特定結(jié)構(gòu)的多孔表面換熱管，可燒結(jié)在外表面或內(nèi)表面。具體制備方法如下:首先采用波紋管專用機械將光管壓制成波紋基管，然后采用燒結(jié)方式將50-300目的混合金屬粉末涂裝到波紋基管上形成多孔金屬表面，即制備出高通量管。所制備的波紋管的多孔層厚度為0.3-0.7mm,孔隙率為30_60%，換熱系數(shù)為普通光管的8_10倍，防鹽類析出結(jié)垢能力強，冷卻換熱能力大幅度提升。另外，由于受制于龐大的蛇形盤管鋼架支撐結(jié)構(gòu)和制作工藝，采用普通光管的處理量單體最大為500m3/h左右，且占地面積大，而采用高通量管，由于其高效的換熱能力，單體最大處理量為普通光管的1-3倍，且更加節(jié)省占地面積。
[0012]本發(fā)明中，所述的軸流風(fēng)機采用耐低溫高效節(jié)能筒狀軸流風(fēng)機，具體結(jié)構(gòu)如CN200920010965.3所述，葉片采用尼龍加碳纖維材料整體一次完成制造，葉片表面進行了水轉(zhuǎn)印處理，葉片在上輪轂和下輪轂的軸孔中可以進行角度調(diào)整，輪轂采用鋁合金材料整體壓鑄成型，葉片翼型按航空飛行方面理論空氣動力學(xué)原理進行設(shè)計。該軸流風(fēng)機效率高、耐低溫、葉片冬季不易掛冰，與國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比節(jié)約電能10%-30%，同時由于本閉式冷卻塔高效的換熱能力和合理的風(fēng)水布局，風(fēng)量和噴淋水用量節(jié)省10%-20%，帶來的風(fēng)機和水泵的電耗再次降低10%左右。
[0013]本發(fā)明中，所述的集水槽除了設(shè)有連接循環(huán)水泵的排水口還設(shè)置有補水口，與噴淋水補水管相連接。
[0014]本發(fā)明采用上述閉式冷卻塔的閉式循化水系統(tǒng)，包括內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩部分，內(nèi)循環(huán)部分包括閉式冷卻塔和換熱器，外循環(huán)部分包括閉式冷卻塔、過濾器和反滲透裝置，其中內(nèi)循環(huán)部分的閉式冷卻塔是指循環(huán)水流經(jīng)換熱盤管部分，外循環(huán)部分的閉式冷卻塔是指噴淋水工作部分；所述的過濾器用于噴淋水的過濾，所述的反滲透裝置作為側(cè)線支路，用于部分噴淋水脫鹽處理，噴淋水經(jīng)過脫鹽后回用到噴淋水補水。
[0015]本發(fā)明中，外循環(huán)部分的噴淋水量為內(nèi)循環(huán)水量的1/25?