一種工業用循環水節能分布集成系統的制作方法
【專利說明】
[0001 ] 技術領域:
本發明涉及一種工業循環冷卻系統，尤其涉及一種循環水節能分布集成系統。
[0002]【背景技術】:
現有的工業用循環水冷卻系統是以水為載熱介質并循環使用的一種冷卻系統，它主要由循環水冷卻設備、循環液栗和管道組成。水循環流程如圖1所示。
[0003]蓄水池中的冷卻水由循環液栗送往系統中的各換熱器，以冷卻工藝熱介質，冷卻水本身溫度升高，變成熱水;熱水進入循環水冷卻設備中利用水的蒸發吸熱以及熱水與冷空氣的傳熱帶走熱量，從而實現降溫;降溫后的水落入蓄水池中循環使用。
[0004]循環水冷卻設備(通稱“涼水塔”)有開式和閉式之分，據此，循環水冷卻系統也可分為敞開式和密閉式兩類。
[0005]現有的循環水冷卻系統中，在閉式涼水塔中設置有冷卻盤管，工作流體(水或其它液體)在盤管內流動，流體的熱量通過換熱管管壁向外傳遞；管外壁表面通過噴淋形成水膜，以及在換熱管頂部設置風機由下至上強制通風等方式使換熱管外壁與水和空氣同時進行換熱，水膜吸收管壁熱量迅速蒸發帶走熱量強化了管外傳熱。空氣穿過冷卻盤管后，溫度與濕度大大增加，經由風扇排入大氣，未被蒸發的水則落入集水槽中循環噴淋使用。雖然閉式涼水塔中采用了相對封閉的循環，但其循環水依然需要在水池里進行循環，在進行提升，需要耗費大量的能耗。
[0006]目前在化工裝置中普遍使用的是敞開式循環水冷卻系統。其核心組件一一開式涼水塔的工作流程為:熱水被送往涼水塔頂部，由布水管道噴淋到塔內填料上。空氣則由塔底空處進入塔內(自然流動或機械強制流動)，與落下的水滴和填料上的水膜相遇進行熱交換，水滴和水膜則在下降過程中逐漸變冷，當到達冷卻水池時，水溫正好下降到符合冷卻水的要求。空氣在塔內上升過程中則逐漸變熱，最后由塔頂逸出，同時帶走水蒸氣。
[0007]由于在開式涼水塔中，循環水大面積的直接與環境接觸，將會帶來以下問題:
1.水在被冷卻時，存在水蒸發產生的蒸發損失和氣一液夾帶、外界風吹造成的飄散損失。在實際運行過程中，由于缺乏對蒸發量的有效控制手段，常導致過多的水被蒸發損失，這在空氣干燥地區尤為突出；此外，由于涼水塔液滴捕集以及防風設施的不完善帶來的飄散損失偏高也較為普遍。這樣就造成了嚴重的水浪費。
[0008]2.水分的蒸發使得循環水中鹽分的濃縮。如此以來，較高濃度的氯離子(Cl—)易造成鋼鐵換熱設備的快速腐蝕損傷;循環水的濃縮造成其硬度，堿度和濁度上升，水的結垢傾向增大很多，造成工藝換熱設備的效率快速下降。為了修復工藝換熱設備腐蝕損傷以及清除結垢，常需要停車進行檢修，對生產造成較大影響。
[0009]3.循環水在與空氣接觸過程中，必將帶入空氣中粉塵、微生物等物質。為了滿足水質需求，需設置旁濾系統來去除水中機械雜質，這需額外消耗大量動力，同時旁濾裝置的沖洗水也列入排污水之列；需定期加入殺菌劑、除藻劑來去除水中微生物及藻類。這除了增加處理成本外，加入的試劑在循環水中累積還可能對設備造成快速腐蝕;循環水還需定期排污，在部分環境惡劣地區，排污量相當可觀。
[0010]4.水在由涼水塔落入蓄水池后，而為了實現循環，需由液栗對水池內的水補充能量加壓抽取。由于化工裝置循環冷卻水的循環量普遍較大，并且化工裝置本身體積較大，如高度幾米到幾十米不等，所需能耗特別大。
[0011]
【發明內容】
:
本發明的目的在于提供一種壽命長且能耗低的工業循環冷卻系統。
[0012]為了達到上述目的，本發明是這樣實現的:一種工業用循環水節能分布集成系統，包括用戶換熱設備以及與所述用戶換熱設備連通的循環液栗，其特征在于:還包括蒸發式冷卻器，所述蒸發式冷卻器、所述循環液栗以及所述用戶換熱設備通過管道依次連接形成封閉式冷卻循環系統。采用這樣設置的循環水節能分布集成系統，使得冷卻水即冷卻水僅僅在用戶換熱設備、循環液栗及蒸發式冷卻器中循環，無需蓄水池，冷卻水無需與空氣接觸，減少了液體的蒸發損失;并且，由于沒有水蒸發的損失，所以不會使得冷卻水中的氯離子過高，避免了對管道、換熱器、蒸發式冷卻器等設備的腐蝕，減少了水結垢的傾向，提高了換熱設備的效率，并且保護了循環冷卻系統的設備，提高了設備的使用壽命。
[0013]為了進一步提高工業循環水節能分布集成系統的穩定性，在所述封閉式冷卻循環系統上還設置有用于排出冷卻水中的氣體的流體轉換器，所述流體轉換器分別與所述蒸發式冷卻器和所述用戶換熱設備的出水總管道密閉連接。這樣能夠避免冷卻水在系統之間流動循環時因冷卻水之間的氣體而導致的系統不穩定。流體轉換器內部與大氣連通，采用這樣的設置能夠保證在冷卻水循環過程中，當循環到所述流體轉換器時能夠排出管道中的氣體，并且所述流體轉換器還能夠使得循環水更加穩定地在管道中流通，保證了循環水節能分布集成系統運行的穩定性。
[0014]為了進一步降低能耗，所述流體轉換器內部的冷卻水的液面高度高于所述循環液栗入口液面高度。這樣使得所述流體轉換器與所述循環液栗之間產生了高度差，循環水在從流體轉換器/用戶換熱設備流動到循環液栗時，能夠將循環水本身的勢能轉換為循環液栗入口的靜壓能，這樣就減少了循環液栗提升冷卻水所需的動力，節省了能耗，進而節省了循環液栗所使用的電能，所以采用上述的工業用循環水節能分布集成系統能夠節省水能和電能。
[0015]其中，所述流體轉換器與所述循環液栗之間的高度差為0.5m以上。這樣能夠充分地利用冷卻水在循環時產生的勢能。
[0016]為了進一步提高工業循環水節能分布集成系統的穩定性效果，所述流體轉換器內部與大氣連通，且所述流體轉換器內部的冷卻水的液面高度不低于所述用戶換熱設備內循環液的最高液面的高度。
[0017]優選地，所述封閉式冷卻循環系統中的循環液栗的進口與蒸發式冷卻器的冷端出口使用密閉管道直接相連。這樣所述冷卻水通過循環液栗提升到用戶換熱設備的頂部，由上至下對用戶換熱設備進行冷卻，達到節能的效果。
[0018]優選地，所述封閉式冷卻循環系統中的循環液栗的進口與用戶換熱器的熱端出口使用密閉管道直接相連。這樣所述冷卻水通過循環液栗提升到用戶換熱設備的頂部，由上至下對用戶換熱設備進行冷卻，達到節能的效果。
[0019]采用本發明所述的工業用循環水節能分布集成系統，能夠帶來的有益效果有:
1.能耗低;在本發明設置的封閉式冷卻循環系統中，冷卻水(冷卻水)在流出流體轉換器/用戶換熱設備以后，其勢能轉化為了循環液栗的靜壓能，使得循環液栗能夠節省對冷卻水提升時的所需的能耗，在相同冷卻水流量的情況下，本發明所使用循環液栗的功率僅為開式循環水系統的30?50 %。
[0020]2.節省水資源;本發明中的冷卻水是在管道中對物料進行冷卻的，避免在冷卻水的蒸發損失，所以冷卻水能夠在封閉的系統中循環使用，節省了水資源。
[0021]3.提高設備的使用壽命及效率；由于冷卻水在封閉的管道內流通，避免了水蒸發導致的冷卻水中Cl—的濃度的增加，避免了封閉式水冷卻系統的裝置的腐蝕損壞，提高了設備的使用壽命，進而提高了整個系統的使用壽命；同時解決了因循環冷卻水蒸發縮循帶來的水中Ca2+、Mg2+離子增加，用戶換熱器結垢傾向嚴重的問題，可以使換熱器長期保持高傳熱效率運行。
[0022]4.減少排污量，本發明中的循環水在封閉的管道中流通的，避免了冷卻水與空氣中的灰塵和微生物接觸，所以無需另外設置旁濾系統對冷卻水進行過濾，減少了旁濾系統中沖洗水的排污量，并且由于封閉式水冷卻循環系統中的冷卻水循環量大為減少，也減少了排污量及水處理成本，水處理費用為開式循環水系統的60%-90%，大大地節省了成本。
[0023]【附圖說明】:
圖1為現有的蒸發式工業循環冷卻系統的示意圖；
圖2為本發明實施例2的工業用循環水節能分布集成系統的示意圖；
圖3為本發明實施例3的工業用循環水節能分布集成系統的示意圖；
圖4為本發明實施例2的流程方框圖；
圖5為本發明實施例3的流程方框圖。
[0024]【具體實施方式】:
下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明，但本發明并不局限于這些實施方式，任何在本實施例基本精神上的改進或代替，仍屬于本發明權利要求所要求保護的范圍。
[0025]實施例1:一種工業用循環水節能分布集成系統，包括用戶換熱設備