專利名稱：一種循環(huán)冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種循環(huán)冷卻裝置，屬一般熱交換類技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及軟水(或除鹽水)閉式循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置，且該裝置主要用于動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備、潤(rùn)滑油系統(tǒng)的閉式循環(huán)蒸發(fā)冷卻，同時(shí)該裝置中需有空氣冷凍脫濕設(shè)備。一種用于將軟水冷卻至≤33℃的閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，特別是在夏季高溫時(shí)段。
背景技術(shù)：
目前，在鋼鐵廠內(nèi)高爐鼓風(fēng)機(jī)站或其他行業(yè)的動(dòng)力站房中的電動(dòng)機(jī)的冷卻、潤(rùn)滑油站和動(dòng)力油站的冷卻、帶冷凍脫濕裝置的制冷壓縮機(jī)的冷卻均采用開(kāi)式工業(yè)水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其被開(kāi)式冷卻塔風(fēng)機(jī)帶走的蒸發(fā)水量約為總循環(huán)水量的3～4％左右，如果循環(huán)總水量為5000m3/h，其損失量為150～200m3/h，也即為需補(bǔ)充的新水量。而在夏季、春秋季時(shí)，由于冷凍脫濕裝置的運(yùn)行從空氣中冷凝出來(lái)的水被直接排入地溝未利用。長(zhǎng)期運(yùn)行后在冷卻器內(nèi)的換熱面上將形成水垢，增加了冷卻面的傳熱熱阻，使夏季被冷卻的效果有所下降。為了達(dá)到理想的冷卻效果就必須增大循環(huán)水的新水補(bǔ)水量和定期進(jìn)行清洗。由于循環(huán)冷卻水長(zhǎng)期與空氣直接接觸，空氣中含有的粉塵和其它有害物質(zhì)也進(jìn)入循環(huán)冷卻水中，除了在冷卻器內(nèi)結(jié)垢以外，也對(duì)冷卻面產(chǎn)生堿性晶間腐蝕(特別是冷卻面采用不銹鋼時(shí)更為嚴(yán)重)，最終將導(dǎo)致冷卻器受熱面局部泄漏，對(duì)潤(rùn)滑油和動(dòng)力油將造成污染，循環(huán)冷卻水也將被油污染，導(dǎo)致全系統(tǒng)傳熱惡化。
在本系統(tǒng)中為脫除大量空氣中的水分，主要采用冷凍的方式來(lái)進(jìn)行處理，空氣通常被冷卻至8～10℃，對(duì)應(yīng)的空氣中脫出的凝結(jié)水溫度通常為10～15℃左右，這部分凝結(jié)水直接排入下水道。
在開(kāi)式工業(yè)冷卻循環(huán)系統(tǒng)中主要由開(kāi)式冷卻塔、循環(huán)水泵、各冷卻器(包括油冷卻器、電機(jī)冷卻器、制冷壓縮機(jī)的冷凝器等)以及之間的連接管道。其工藝流程為從大氣中吸入的空氣首先經(jīng)過(guò)空氣濾器除塵后進(jìn)入脫濕冷卻換熱器，經(jīng)降溫至8～10℃，同時(shí)脫除空氣中的水分使其達(dá)到對(duì)應(yīng)溫度的飽和含濕量，在夏季高溫時(shí)通?？梢悦摮黾s20g/m3(空氣)以上的水分，最后由透平機(jī)加壓后供空氣用戶使用。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種循環(huán)冷卻裝置，循環(huán)冷卻裝置中的內(nèi)循環(huán)介質(zhì)采用軟水或除鹽水，根本上消除各冷卻器內(nèi)的結(jié)垢和腐蝕造成的危害，同時(shí)充分利用凝結(jié)水量，減少外部供給的新水量，利用該部分低溫的凝結(jié)水的冷量。本實(shí)用新型主要適合于具有大型空氣透平機(jī)械、空氣冷凍脫濕器、電機(jī)等的場(chǎng)合，主要適用于在北方地區(qū)，也可以適用于南方濕熱地區(qū)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種循環(huán)冷卻裝置，包括冷卻塔，冷凍脫濕器，其特征在于所述冷卻塔采用表面蒸發(fā)空氣冷卻器；所述冷凍脫濕器的冷凍脫濕冷卻換熱器冷凝出來(lái)的冷凝水經(jīng)所述冷凍脫濕器的凝結(jié)水管道進(jìn)入凝結(jié)水收集箱；所述凝結(jié)水收集箱與凝結(jié)水過(guò)濾器相連；所述凝結(jié)水過(guò)濾器經(jīng)凝結(jié)水管道與凝結(jié)水泵相連接；所述凝結(jié)水泵經(jīng)凝結(jié)水輸出管道與所述表面蒸發(fā)空氣冷卻器的補(bǔ)充新水管道相通進(jìn)而與所述表面蒸發(fā)空氣冷卻器的水池相通；所述各管道的冷卻介質(zhì)為軟水或除鹽水。
上述冷凍脫濕器內(nèi)還可增設(shè)一組帶補(bǔ)充軟水入口管道的冷凍脫濕冷卻換熱器，所述冷凍脫濕冷卻換熱器經(jīng)被冷卻后的軟水補(bǔ)充水管道與所述表面蒸發(fā)空氣冷卻器的軟水出水管相連接，且連接至內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)水泵前處。
上述循環(huán)冷卻裝置由冷凍脫濕器中制冷系統(tǒng)冷凝器的冷凝器冷卻水回水道、油站冷卻水回水管道、電機(jī)冷卻水回水管道的各冷卻器的回水管道與閉式循環(huán)軟水回水總管相連通；所述閉式循環(huán)軟水回水總管經(jīng)所述表面蒸發(fā)空氣冷卻器的換熱管與所述表面蒸發(fā)空氣冷卻器的軟水出水管相連通；所述軟水出水管經(jīng)軟水閉式循環(huán)水泵與閉式循環(huán)軟水供水總管相通；所述閉式循環(huán)軟水供水總管分別與所述各冷卻器相連通形成閉式外循環(huán)。
本實(shí)用新型主要涉及將開(kāi)式工業(yè)水循環(huán)冷卻系統(tǒng)改為閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其冷卻介質(zhì)為軟水或除鹽水，冷卻塔采用表面蒸發(fā)空氣冷卻器，使被冷卻的軟水或除鹽水的溫度可以達(dá)到當(dāng)?shù)卮髿鉁囟葘?duì)應(yīng)的濕球溫度再加傳熱溫差的溫度，控制在≤33℃以下。在北方大部分地區(qū)的大氣溫度和大部分時(shí)段是能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻軟水溫度在≤33℃以下，但在夏季中午至下午幾個(gè)小時(shí)大氣溫度較高時(shí)，只靠表面蒸發(fā)空氣冷卻器要實(shí)現(xiàn)冷卻水溫度在≤33℃以下就顯得比較困難，將從空氣被冷凍脫濕出的水分加以充分的利用，脫出的凝結(jié)水溫度約為10～15℃，其水量約占補(bǔ)充新水的40％～50％左右，既可以充分利用該部分凝結(jié)水量，減少外部供給的新水量，同時(shí)可以利用該部分低溫的凝結(jié)水的冷量，使表面蒸發(fā)式空冷器外部循環(huán)水的溫度有一定程度的降低，來(lái)控制冷卻軟水溫度在≤33℃以下。在某一地區(qū)和某一時(shí)段極端高溫的情況下時(shí)，在冷凍脫濕裝置內(nèi)設(shè)置一組小的冷卻受熱面，主要將補(bǔ)充軟水或除鹽水冷卻成低溫水，直接充入軟水內(nèi)循環(huán)之中，更直接的控制軟水冷卻溫度完全確保冷卻軟水溫度在≤33℃以內(nèi)。外循環(huán)補(bǔ)充的40％的低溫水和內(nèi)循環(huán)直接的補(bǔ)充低溫軟或除鹽水的雙重作用，確保被冷卻設(shè)備(特別是油系統(tǒng))在夏季高溫時(shí)段安全正常的運(yùn)行。
本實(shí)用新型的目的在于循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的內(nèi)循環(huán)介質(zhì)采用軟水或除鹽水，根本上消除各冷卻器內(nèi)的結(jié)垢和腐蝕造成的危害；采用表面蒸發(fā)空氣冷卻器使內(nèi)循環(huán)中的軟水或除鹽水被冷卻至當(dāng)?shù)卮髿鉁囟认碌臐袂驕囟仍偌由瞎鼙诘膫鳠釡夭?，通常溫度?3℃；在夏季高溫時(shí)段，利用冷凍脫濕器從空氣中脫出的凝結(jié)水作為外循環(huán)的補(bǔ)充水，以節(jié)約補(bǔ)充新水量，另外，將補(bǔ)充內(nèi)循環(huán)的軟水或除鹽水，通過(guò)布置在冷凍脫濕器內(nèi)的一組小冷卻器直接冷卻至10℃以下后，直接補(bǔ)充進(jìn)內(nèi)循環(huán)起到直接冷卻作用，在雙重冷卻的作用下，確保軟或除鹽水水溫控制在≤33℃之內(nèi)。
本實(shí)用新型的目的以如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)空氣通過(guò)空氣過(guò)濾器后進(jìn)入冷凍脫濕器，使空氣被冷卻至8～10℃左右，空氣中的水分被冷凝出來(lái)進(jìn)入收集箱，經(jīng)過(guò)水過(guò)濾器后由泵升壓作為補(bǔ)充新水；內(nèi)循環(huán)中的軟水或除鹽水經(jīng)過(guò)各冷卻器后將有5～8℃的溫升，通過(guò)管道進(jìn)入表面蒸發(fā)空冷器降溫至33℃以下后由循環(huán)泵升壓送至各冷卻器處。
在系統(tǒng)中設(shè)置表面蒸發(fā)空冷器主要是利用了該空冷卻器的冷卻特性，由大氣的濕球溫度來(lái)進(jìn)行傳熱的，因此表面蒸發(fā)空冷器自身的外循環(huán)水溫度基本上是接近濕球溫度的，而在夏季高溫時(shí)段，由冷凍脫濕冷凝出來(lái)的冷凝水作為補(bǔ)充新水，補(bǔ)充至表面蒸發(fā)空冷器外循環(huán)系統(tǒng)，約占補(bǔ)充新水量的40％～50％，溫度為10～15℃的凝結(jié)水，可以起到一定的降溫作用，另外，在冷凍脫濕器內(nèi)設(shè)置一組換熱面積較小的冷卻器，用于冷卻內(nèi)循環(huán)中的補(bǔ)充軟水或除鹽水，冷卻至10℃以下后直接補(bǔ)充至內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)水泵前處，起到直接降溫內(nèi)循環(huán)軟水或除鹽水的作用，在這種內(nèi)外雙重強(qiáng)力冷卻的作用下，即使是在室外夏季極端高溫情況下，也完全能保證將內(nèi)循環(huán)的軟水或除鹽水的冷卻至≤33℃以下。


圖1是現(xiàn)有開(kāi)式工業(yè)水循環(huán)冷卻系統(tǒng)圖。
圖2是本實(shí)用新型的循環(huán)冷卻裝置圖。
圖中，件1是入口空氣管道，件2是入口空氣管道，件3是脫濕后空氣管道，件4是透平機(jī)組，件5是透平機(jī)組空氣出口管道，件6是電動(dòng)機(jī)，件7是冷凍脫濕冷卻換熱器，件8是制冷系統(tǒng)冷凝器，件9是冷凝器冷卻水回水管道，件10是去冷卻塔回水總管，件11是開(kāi)式冷卻塔，件12是開(kāi)式冷卻塔的水池，件13是水池出口管道，件14是循環(huán)水泵，件15是供水管道，件16、17是油站冷卻水回水管道，件18是電機(jī)冷卻水回水管道，件19是脫濕器凝結(jié)水管道，件20是冷凍脫濕冷卻換熱器，件21是凝結(jié)水收集箱，件22是凝結(jié)水過(guò)濾器，件23是凝結(jié)水管道，件24是凝結(jié)水泵，件25是凝結(jié)水輸出管道，件26是補(bǔ)充新水管道，件27是表面蒸發(fā)空氣冷卻器，件28是閉式循環(huán)軟水回水總管，件29是表面蒸發(fā)空氣冷卻器的換熱管，件30是表面蒸發(fā)空氣冷卻器的軟水出水管，件31是軟水閉式循環(huán)水泵，件32是閉式循環(huán)軟水供水總管，件33是表面蒸發(fā)空氣冷卻器自身的噴淋水泵，件34是補(bǔ)充軟水入口管道，件35是被冷卻后的軟水補(bǔ)充水管道。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明在主冷卻軟水閉式循環(huán)中，它由經(jīng)制冷系統(tǒng)冷凝器8的冷凝器冷卻水回水管道9、油站冷卻水回水管道16、17、電機(jī)冷卻水回水管道18的各冷卻器的回水匯入閉式循環(huán)軟水回水總管28，經(jīng)表面蒸發(fā)空氣冷卻器27的表面蒸發(fā)空氣冷卻器的換熱管29冷卻后由表面蒸發(fā)空氣冷卻器的軟水出水管30連接至軟水閉式循環(huán)水泵31升壓后通過(guò)閉式循環(huán)軟水供水總管32送至各冷卻器。在冷凍脫濕器內(nèi)設(shè)置了二組冷卻換熱器冷凍脫濕冷卻換熱器7和20，冷凍脫濕冷卻換熱器7將通過(guò)入口空氣管道1和2的空氣進(jìn)行冷卻至8～10℃，由脫濕后空氣管道3與透平機(jī)組4相接，冷凍脫濕冷卻換熱器20將補(bǔ)充軟水入口管道34送來(lái)的補(bǔ)充軟水冷卻至10℃以下后，通過(guò)被冷卻后的軟水補(bǔ)充水管道35與表面蒸發(fā)空氣冷卻器的軟水出水管30連接直接送入內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)?？諝馔ㄟ^(guò)冷凍脫濕冷卻換熱器7后將其中的水分凝結(jié)出來(lái)，通過(guò)脫濕器凝結(jié)水管道19收集后送入凝結(jié)水收集箱21，然后經(jīng)過(guò)凝結(jié)水過(guò)濾器22的過(guò)濾后，由凝結(jié)水管道23連接凝結(jié)水泵24經(jīng)升壓由凝結(jié)水輸出管道25送入補(bǔ)充新水管道26，最后補(bǔ)充進(jìn)入開(kāi)式冷卻塔的水池12，經(jīng)在表面蒸發(fā)空冷器內(nèi)設(shè)置的噴淋水泵33不斷的供補(bǔ)充水對(duì)表面蒸發(fā)空氣冷卻器的換熱管29進(jìn)行冷卻，確保表面蒸發(fā)空氣冷卻器始終在大氣濕球溫度以下運(yùn)行。
通過(guò)本實(shí)用新型的閉式循環(huán)裝置后，軟水閉式循環(huán)的冷卻水的出口水溫度可以始終控制在≤33℃，確保各冷卻器的冷卻效果，同時(shí)回收冷凍脫濕器冷卻下來(lái)的凝結(jié)水，可以充分利用凝結(jié)水量，減少外部供給的新水量，利用該部分低溫的凝結(jié)水的冷量。另外，由于使用軟水閉式循環(huán)的冷卻水，消除各冷卻器內(nèi)的結(jié)垢和腐蝕造成的危害，減少清洗次數(shù)，延長(zhǎng)各冷卻器使用壽命。
本實(shí)用新型主要適合于具有大型空氣透平機(jī)械、空氣冷凍脫濕器、電機(jī)等的場(chǎng)合，主要適用于在北方地區(qū)，也可以適用于南方濕熱地區(qū)。
權(quán)利要求1.一種循環(huán)冷卻裝置，包括冷卻塔，冷凍脫濕器，其特征在于所述冷卻塔采用表面蒸發(fā)空氣冷卻器(27)；所述冷凍脫濕器的冷凍脫濕冷卻換熱器(7)冷凝出來(lái)的冷凝水經(jīng)所述冷凍脫濕器的凝結(jié)水管道(19)進(jìn)入凝結(jié)水收集箱(21)；所述凝結(jié)水收集箱(21)與凝結(jié)水過(guò)濾器(22)相連；所述凝結(jié)水過(guò)濾器(22)經(jīng)凝結(jié)水管道(23)與凝結(jié)水泵(24)相連接；所述凝結(jié)水泵(24)經(jīng)凝結(jié)水輸出管道(25)與所述表面蒸發(fā)空氣冷卻器(27)的補(bǔ)充新水管道(26)相通進(jìn)而與所述表面蒸發(fā)空氣冷卻器(27)的水池(12)相通；所述各管道的冷卻介質(zhì)為軟水或除鹽水。
2.如權(quán)利要求1所述的循環(huán)冷卻裝置，其特征在于所述冷凍脫濕器內(nèi)增設(shè)一組帶補(bǔ)充軟水入口管道(34)的冷凍脫濕冷卻換熱器(20)，所述冷凍脫濕冷卻換熱器(20)經(jīng)被冷卻后的軟水補(bǔ)充水管道(35)與所述表面蒸發(fā)空氣冷卻器(27)的軟水出水管(30)相連接，且連接至內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)水泵(31)前處。
專利摘要本實(shí)用新型是一種循環(huán)冷卻裝置，屬一般熱交換類技術(shù)領(lǐng)域，由表面蒸發(fā)空氣冷卻器、冷凍脫濕器組成，冷卻介質(zhì)為軟水或除鹽水，由冷凍脫濕冷凝出來(lái)的冷凝水作為補(bǔ)充新水，經(jīng)過(guò)凝結(jié)水過(guò)濾器過(guò)濾后，由凝結(jié)水管道連接凝結(jié)水泵經(jīng)升壓，由凝結(jié)水輸出管道送入補(bǔ)充新水管道，最后補(bǔ)充進(jìn)入開(kāi)式冷卻塔的水池，補(bǔ)充至表面蒸發(fā)空冷器外循環(huán)系統(tǒng)。本實(shí)用新型根本上消除各冷卻器內(nèi)的結(jié)垢和腐蝕造成的危害，同時(shí)可以充分利用凝結(jié)水量，減少外部供給的新水量，利用該部分低溫的凝結(jié)水的冷量。主要適合于具有大型空氣透平機(jī)械、空氣冷凍脫濕器、電機(jī)等的場(chǎng)合，主要適用于在北方地區(qū)，也可以適用于南方濕熱地區(qū)。
文檔編號(hào)F28B9/00GK2861937SQ20052001008
公開(kāi)日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2005年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月10日
發(fā)明者劉旭, 姚波, 孫明慶 申請(qǐng)人:中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司