一种冷却循环水系统论文和设计-孙海东

全文摘要

本实用新型公开一种冷却循环水系统，所述冷却循环水系统包括设有冷却塔风筒的冷却塔、第一挡板、第二挡板、与所述冷却塔连接且提供喷洒用水的供水管道、与所述供水管道连接的多个喷头，所述第一挡板和所述第二挡板均设于所述冷却塔风筒内，所述喷头设于所述第二挡板上，多个所述喷头喷水以形成水膜，所述水膜下落到所述第一挡板上。本实用新型提供的冷却循环水系统通过第二挡板上的喷头喷出的水膜落到第一挡板上，可以阻隔冷却塔内大量向上扩散的水蒸汽，有效控制循环水的蒸发量及塔内温度，雾气浓度及扩散范围最大可降低至原来50％，节水最大能达到原蒸发量的1\/2，既可以消雾节水，又保证了冷却塔内防止结冰，使得冷却循环水系统可以稳定运行。

主设计要求

1.一种冷却循环水系统，其特征在于，所述冷却循环水系统(1)包括设有冷却塔风筒(112)的冷却塔(11)、第一挡板(12)、第二挡板(13)、与所述冷却塔(11)连接且提供喷洒用水的供水管道(14)、与所述供水管道(14)连接的多个喷头(15)，所述第一挡板(12)和所述第二挡板(13)均设于所述冷却塔风筒(112)内，所述喷头(15)设于所述第二挡板(13)上，多个所述喷头(15)喷水以形成水膜，所述水膜下落到所述第一挡板(12)上。

设计方案

2.根据权利要求1所述的冷却循环水系统，其特征在于，所述第一挡板(12)和所述第二挡板(13)将所述冷却塔风筒(112)内的空间(10)分隔成相连通的第一区域(101)、第二区域(102)、第三区域(103)，所述第一区域(101)和所述第二区域(102)通过第一通道(104)连通，所述第二区域(102)和所述第三区域(103)通过第二通道(105)连通，所述第一通道(104)和所述第二通道(105)之间具有高度差。

3.根据权利要求2所述的冷却循环水系统，其特征在于，所述第一通道(104)的高度低于所述第二通道(105)的高度。

4.根据权利要求3所述的冷却循环水系统，其特征在于，所述第一挡板(12)、所述第二挡板(13)中，其中一个水平设置、或其中一个沿水蒸气的流动方向倾斜向上设置、或其中一个与水蒸气的流动方向相反倾斜向下设置。

5.根据权利要求1所述的冷却循环水系统，其特征在于，所述第一挡板(12)上设有多个供所述水膜透过的通孔。

6.根据权利要求1所述的冷却循环水系统，其特征在于，所述冷却循环水系统(1)还至少包括一个挡板支撑架，所述挡板支撑架的一端与所述第一挡板(12)或所述第二挡板(13)固定，另一端与所述冷却塔风筒(112)固定。

7.根据权利要求1所述的冷却循环水系统，其特征在于，所述喷头(15)为扇形喷头。

8.根据权利要求1所述的冷却循环水系统，其特征在于，所述喷头(15)为不锈钢喷头或铜喷头。

9.根据权利要求1所述的冷却循环水系统，其特征在于，所述供水管道(14)包括设于所述冷却塔风筒(112)外且提供喷洒用水的供水主管道(141)、设于所述第二挡板(13)上的布水管(143)，所述供水主管道(141)与所述布水管(143)连接，所述布水管(143)与所述喷头(15)连接。

10.根据权利要求9所述的冷却循环水系统，其特征在于，所述供水主管道(141)为碳钢管道，所述布水管(143)为不锈钢管道。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及化工行业循环水处理技术领域，特别是涉及一种冷却循环水系统。

背景技术

水作为一种不可再生的自然资源，在生活生产中必不可少，常作为冷却介质应用于石油化工等行业的生产环节，且用量很大。在不重复利用的情况下，工业冷却用水占到工业用水总量的90％～95％以上。在化工生产中，冷却循环水系统作为公用工程的一部分，是最大的水系统，经常因人为或物的因素导致系统异常，从而不同程度上造成对水体的浪费和环境的污染。

循环冷却水系统中，敞开式循环冷却水系统因操作简单、好维护、投资少等特点而被广泛选用，其采用冷却循环水系统作为主要冷却设备，冷却原理为：循环水经换热后通过回水管道输送至冷却循环水系统顶部，经配水系统将循环水均匀喷洒到塔内填料上，与上升空气逆流接触换热，降温后流入塔下水池，再通过循环水泵加压后送至后续生产装置换热器中。在运行过程中该系统需通过调整水压、流量、风量(风机)来控制循环水的各项工艺参数，工艺参数的合格与否也直接影响着下游装置产品的质量和产量。

在我国北方冬季由于环境温度较低、气候干燥，冷却循环水系统在运行中若增大冷却风量(开启冷却风机)，大量循环水的热量被带走，再加上冬季接触散热量大，造成循环水温度过低以致冷却塔内填料及冷却塔的塔体四周大量结冰，极易损坏塔内填料和塔体，损坏的碎填料掉入塔下水池使循环水的水质变差，甚至可能堵塞过滤网及下游装置换热器使冷却循环水系统运行不稳定，塔体四周大量冰块也为冷却循环水系统的运行带来了安全隐患，大量水蒸气被冷却风机带走后在冷却塔塔顶及周边环境中容易形成白雾，白雾严重影响能见度，不但为操作人员带来安全隐患，还带走了大量水蒸气，无法节约水资源。若减小冷却风量(停运冷却风机)，循环水热量损失小，循环水温度高，满足不了循环水的工艺要求，同样影响工业生产。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种冷却循环水系统，以解决现有技术中冷却循环水系统易产生白雾和结冰的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种冷却循环水系统，所述冷却循环水系统包括设有冷却塔风筒的冷却塔、第一挡板、第二挡板、与所述冷却塔连接且提供喷洒用水的供水管道、与所述供水管道连接的多个喷头，所述第一挡板和所述第二挡板均设于所述冷却塔风筒内，所述喷头设于所述第二挡板上，多个所述喷头喷水以形成水膜，所述水膜下落到所述第一挡板上。

进一步地，所述第一挡板和所述第二挡板将所述冷却塔风筒内的空间分隔成相连通的第一区域、第二区域、第三区域，所述第一区域和所述第二区域通过第一通道连通，所述第二区域和所述第三区域通过第二通道连通，所述第一通道和所述第二通道之间具有高度差。

进一步地，所述第一通道的高度低于所述第二通道的高度。

进一步地，所述第一挡板、所述第二挡板中，其中一个水平设置、或其中一个沿水蒸气的流动方向倾斜向上设置、或其中一个与水蒸气的流动方向相反倾斜向下设置。

进一步地，所述第一挡板上设有多个供所述水膜透过的通孔。

进一步地，所述冷却循环水系统还至少包括一个挡板支撑架，所述挡板支撑架的一端与所述第一挡板或所述第二挡板固定，另一端与所述冷却塔风筒固定。

进一步地，所述喷头为扇形喷头。

进一步地，所述喷头为不锈钢喷头或铜喷头。

进一步地，所述供水管道包括设于所述冷却塔风筒外且提供喷洒用水的供水主管道、设于所述第二挡板上的布水管，所述供水主管道与所述布水管连接，所述布水管与所述喷头连接。

进一步地，所述供水主管道为碳钢管道，所述布水管为不锈钢管道。

相比于现有技术，本实用新型提供的冷却循环水系统具有以下优势：

本实用新型提供的冷却循环水系统通过第二挡板上的喷头喷出的水膜落到第一挡板上，可以阻隔冷却塔内大量向上扩散的水蒸汽，有效控制循环水的蒸发量及塔内温度，雾气浓度及扩散范围最大可降低至原来50％，节水最大能达到原蒸发量的1\/2，塔内水温提升2-4度，既可以消雾节水，又保证了冷却塔内防止结冰，使得冷却循环水系统可以稳定运行，结构简单、通用性强、投入小，使用操作方便、快捷、效果好。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型提供的一种优选实施方式的冷却循环水系统的结构示意图；

图2为图1所示冷却循环水系统中喷头的结构示意图。

附图标记：

1-冷却循环水系统， 11-冷却塔，

111-冷却塔塔体， 112-冷却塔风筒，

113-固定端， 10-空间，

101-第一区域， 102-第二区域，

103-第三区域， 104-第一通道，

105-第二通道， 12-第一挡板，

13-第二挡板，14-供水管道，

141-供水主管道， 142-支座，

143-布水管， 15-喷头，

151-喷头支管， 152-扇形喷嘴。

具体实施方式

本实用新型提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本实用新型的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本实用新型的具体实施方式的示例性说明，而不构成对本实用新型范围的限制。

下面结合附图和具体的实施方式对本实用新型作进一步的描述。

如图1所示，其中，图1为本实用新型提供的一种优选实施方式的冷却循环水系统的结构示意图。本实施例为一种冷却循环水系统1，所述冷却循环水系统1包括冷却塔11、第一挡板12、第二挡板13、与所述冷却塔11连接且提供喷洒用水的供水管道14、以及与所述供水管道14连接的多个喷头15，所述喷头15设于所述第二挡板13上，多个所述喷头15喷水以形成水膜，所述水膜下落到所述第一挡板12上，所述第一挡板12与所述第二挡板13之间的水膜可以阻隔所述冷却塔11内大量向上扩散的水蒸汽，有效控制循环水的蒸发量及塔内温度。

所述冷却塔11包括冷却塔塔体111、设于所述冷却塔塔体111上的冷却塔风筒112、以及用于将所述冷却塔风筒112固定于所述冷却塔塔体111上的固定端113，所述供水管道12与所述冷却塔风筒112连接。

所述第一挡板12和所述第二挡板13均设于所述冷却塔风筒112内，所述第一挡板12和所述第二挡板13可以为直板，可以为圆弧状，可以为其他形状，无论形状和设置方向，所述第一挡板12和所述第二挡板13在水平方向上的投影存在重合部分，确保所述喷头15喷出的水会下落在所述第一挡板12上。

在本实施例中，所述第一挡板12与所述冷却塔风筒112的内壁形状相适应，为一个由弧线和直线围成的直板，其弧线的一端固定于所述冷却塔风筒112的内壁，其直线的另一端悬空设于所述冷却塔风筒112内，所述第二挡板13的固定方式与所述第一挡板12相同，所述第二挡板13的弧线的一端固定于所述冷却塔风筒112的内壁，其直线的另一端悬空设于所述冷却塔风筒112内，所述喷头15设于所述第二挡板13悬空的一端上。

所述第一挡板12和所述第二挡板13将所述冷却塔风筒112内的空间10分隔成相连通的第一区域101、第二区域102、第三区域103，所述第一区域101和所述第二区域102通过第一通道104连通，所述第二区域102和所述第三区域103通过第二通道105连通，所述第一通道104和所述第二通道105之间具有高度差，为水膜的下落提供足够的空间，以阻隔更多的水蒸气扩散。

水蒸气依次通过所述第一通道104、所述第二通道105后向外界扩散，相较于水蒸气直接向上扩散到外界的方式，本实施例中，水蒸气的路线更加弯折，一方面减缓了水蒸气的扩散速度，另一方面水蒸气与所述第一挡板12和所述第二挡板13接触，遇冷凝结为液态水下落，进一步阻隔水蒸气的扩散。

进一步地，所述第一通道104的高度低于所述第二通道105的高度，所述喷头15设于所述第二挡板13悬空的一端上，即喷出的水从所述第二通道105向下落，水受重力自由下落，所述水膜更连续，面积更大，可以阻隔更多的水蒸气。

进一步地，所述第一挡板12、所述第二挡板13中，其中一个水平设置、或其中一个沿水蒸气的流动方向倾斜向上设置、或其中一个与水蒸气的流动方向相反倾斜向下设置。所述第一挡板12和所述第二挡板13具有多种设置方式，在本实施例中，所述第一挡板12和所述第二挡板13均水平设置，所述喷头15喷出的水的流速和流量更易控制；当然，在其他实施例中，所述第一挡板12沿水蒸气的流动方向倾斜向上设置时，所述第二挡板13可以水平设置，也可以沿水蒸气的流动方向倾斜向上设置，也可以与水蒸气的流动方向相反倾斜向下设置；所述第二挡板13与水蒸气的流动方向相反倾斜向下设置时，所述第一挡板12可以水平设置，也可以沿水蒸气的流动方向倾斜向上设置，也可以与水蒸气的流动方向相反倾斜向下设置，方式灵活。

进一步地，所述第一挡板12上设有多个供所述水膜透过的通孔，当所述水膜下落在所述第一挡板12上，所述水膜可以透过所述通孔继续下落，减少所述第一挡板12上的积水。

进一步地，所述冷却循环水系统1还至少包括一个挡板支撑架，所述挡板支撑架的一端与所述第一挡板12或所述第二挡板13固定，另一端与所述冷却塔风筒112固定，所述挡板支撑架用于加强所述第一挡板12或所述第二挡板13的强度，以防所述冷却塔风筒112的筒径较大时，所述第一挡板12或所述第二挡板13不稳定。

所述供水管道14包括设于所述冷却塔风筒112外且提供喷洒用水的供水主管道141、固定所述供水主管道141的支座142、设于所述第二挡板13上的的布水管143，所述供水主管道141与所述布水管143连接，所述布水管143与所述喷头15连接。

需要说明的是，由于图1中的角度，所述供水主管道141与所述布水管143的连接处无法直接看到，因此并未图示。

所述供水主管道141用于提供喷洒用水，喷洒用水来自生产水管网；所述供水主管道141为碳钢管道，碳钢是含碳量在0.0218％～2.11％的铁碳合金，强度好、成本低、性能范围宽。

所述供水主管道141上设有控制总阀和压力仪表，所述控制总阀控制所述喷洒用水的打开和关闭，具体的，所述控制总阀为截止阀或半球阀，所述压力仪表监控供水压力，所述压力仪表为压力表或压力变送器，所所述压力仪表为压力变送器时，压力数据可以直接接入DCS控制系统，便于自动监控。

所述支座142为用于支撑和固定所述供水主管道141的支架，以保持所述供水主管道141的稳定性。

所述布水管143设于所述第二挡板13上，在本实施例中，所述布水管143与所述第二挡板13悬空的一端的形状相适应，所述布水管123为所述喷头15提供喷洒用水。所述布水管143设有多个流量表和多个调节阀，用于监控和调节所述喷头15的喷洒用水的流量。

所述布水管143为不锈钢管道，不锈钢指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，耐腐蚀性能好、延展性强。

如图2所示，图2为图1所示冷却循环水系统中喷头的结构示意图。所述喷头15设于所述冷却塔风筒112内，多个所述喷头15喷水以形成水膜，在满足循环水工艺要求的基础上所述水膜可以阻挡所述冷却塔塔体111内大量向上扩散的水蒸汽，有效控制循环水的蒸发量及塔内温度，减少了所述冷却塔11内大量散失的热量，实现了所述冷却循环水系统1消雾、节水、防冻的目的，避免了白雾和易结冰对工业生产的影响，使得所述冷却循环水系统1可以稳定运行。

所述喷头15为扇形喷头，多个所述喷头15均匀分布于所述布水管143上，所述喷头15包括与所述布水管143连接的喷头支管151、以及与所述喷头支管151连接的扇形喷嘴152。所述喷头15的喷水角度为65°～85°，工作压力为0.1MPa～0.3MPa，喷水流量为8m^{3<\/sup>\/h～12m^{3<\/sup>\/h，若喷水流量大则所述冷却塔风筒112内温度高，若喷水流量小则所述冷却塔风筒112内温度低，所述喷水流量和喷水角度在满足循环水工艺要求的基础上根据实际工况和现场环境温度进行相应调节。}}

所述喷头15为不锈钢喷头或铜喷头，不锈钢指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，耐腐蚀性能好、延展性强；铜喷头不易生锈结垢，能有效减少水的损失、降低热能损耗。

经实验，所述冷却循环水系统1投入运行时，通过所述喷头15喷出的水膜阻隔大量向上扩散的水蒸汽，雾气浓度及扩散范围最大可降低至原来50％，节水最大能达到原蒸发量的1\/2，塔内水温提升2-4度，既可以消雾节水，又保证了所述冷却塔11内防止结冰，结构简单、通用性强、投入小，使用操作方便、快捷、效果好。

应该注意的是，上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。

设计图

一种冷却循环水系统论文和设计

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