[发明专利]一种蓄热式冷却塔及其运行控制方法

说明书

本发明涉及一种蓄热式冷却塔及其运行的控制方法，采用蓄热式直接传热式热交换，没有水的汽化，减少了水的蒸发损耗，循环水系统可以封闭，冷却空气进口可过滤，降低了空气中沙尘的侵入，可有效提高循环水的冷却效率，减少设备磨损与排污量，可以有效降低循环水中细菌和藻类的滋生，节约了处理细菌和藻类的化学试剂，降低了消耗消除了污染，可以有效降低循环水池(罐)水面蒸发水消耗，有效消除了大气流动带来的凉水塔的风道带来的横向蒸发水消耗。

本申请是申请号为：2015103106924、发明创造名称为：一种蓄热式冷却塔及其运行控制方法、申请日为：2015年06月09日的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种蓄热式冷却塔，尤其为一种单塔多组蓄热式循环切换运行、直接换热式冷却塔，泛应用于电力、石油、化工、钢铁、民用等各个行业，属于节水技术领域。

背景技术

冷却水塔基本上为敞开式，冷却水塔(也称为凉水塔)作原理是将水雾化成微小水液滴和空气的接触，有的还需要增加填料以增加和空气接触的面积，通过水蒸发作用来散去循环水中的废热，干燥低焓值的空气经过风机的抽动后，也可以采用高塔的形式，利用烟囱效应，自进风口处进入冷却塔内，湿热高焓值的水自播水系统洒入塔内，当水滴和空气接触时，一方面由于空气传热系数比较低，另一方面由于水蒸汽表面和空气之间存在压力差，饱和蒸汽分压力大的高温水分子向压力低的空气流动，在压力的作用下产生蒸发现象，由风机或冷却水塔的烟囱效应，空气和雾化的水蒸气从顶部排除，带走蒸发潜热，将水中的热量带走即蒸发传热，也带走了蒸发水，从而达到降温之目的，也损失了蒸发水。达到这一功能的装置是冷却水塔，冷却塔的种类很多，按照塔的构造和空气流动情况来区分，有自然通风冷却塔和机械通风冷却塔两大类，按照空气与水在塔内的相对流动情况，又可分为逆流式和横流式，机械通风冷却塔冷却效果最好，循环比一般在3～5倍。冷却水塔的作用是将挟带废热的冷却水在塔内雾化，雾化水细小液滴在凉水塔内填料表面进行传质传热，由于水蒸汽表面和空气之间存在压力差，在压力的作用下产生蒸发现象，随空气流出带走蒸发潜热，将水中的热量带走即蒸发传热，也有部分物化的小液滴水与空气进行热交换，使废热传输给空气并和蒸发的水汽一起散入大气中。常压下蒸发1KG的水需600Kcal的蒸发潜热，也就是蒸发百分之一的水，使剩余的水降低6℃的水温，一般工业设计标准要求循环水循环倍率3～5，可见，循环水冷却需要耗费大量的水，造成水资源浪费严重。

另外，开放式水池和冷却水塔，暴露于大气环境中，当大气中含有沙尘时，这时，开放式的冷却水塔系统就会洗涤或者说是吸收溶解大气中含有沙尘，造成循环水系统的污染，沙尘的浸入带来了循环水系统结垢问题，结垢造成热阻加大，破坏了原有的换热系统，需要防垢及定期除垢，造成防垢、除垢消耗。

开放式水池和冷却水塔是循环水在低温环境下容易滋生细菌和藻类，需要添加化学试剂杀菌、灭藻，有了化学添加剂的消耗。

随着大气污染的严重，大气中的酸性有害物质也在水的雾化传热过程中，进行了传质，使大气中的酸性气体溶入水中，增加了循环水的腐蚀性，造成了管路系统和冷却设备的腐蚀。

总之，当前汽化潜热蒸发冷却循环水的方法及冷却水塔在造成浪费水资源的同时，还造成循环水的结构、腐蚀性、滋生细菌和藻类的诸多问题。

2015年05月27日知识产权报，段晓宁就全球冷却塔技术专利所属IPC分类号进行统计发现，全球冷却塔领域的专利主要集中于冷却塔结构或部件的改进，涉及逆流换热的改进、水淋冷却器结构中用于增强换热的改进、液体分配、循环和收集的改进、热交换或传热设备控制的改进等方面。这也说明了全球冷却塔还是采用汽化潜热方法的装置。

一种蓄热式冷却循环水的方法(申请号：201510200644.X)，提出了蓄热式冷却循环水的方法和一种热管蓄热组合式凉水方法及其装置，(申请号：2015102547489)，提出了蓄热和热管组合式冷却循环水的方法及其装置，给出了装置的大体思路，有待于给出具体结构。

发明内容