一种蓄冷防冻的干湿联合空冷集成设备及冷却方法技术

本发明专利技术公开了一种蓄冷防冻的干湿联合空冷集成设备，其包括干湿联合空冷器、补水单元、冰蓄冷单元和主循环泵，所述干湿联合空冷器、主循环泵与热源用户通过管道连接成密闭的循环系统，在循环系统管道的最高点设有排气稳压罐，所述补水单元包括除氧水箱、补水阀和补水泵，补水泵的进水管接除氧水箱的出水口，出水管接循环系统管道，所述冰蓄冷单元的进水管通过进水阀接循环系统管道，出水管通过出水阀接补水泵的进水管。本发明专利技术同时给出了系统运行方法。本发明专利技术将干湿联合空冷器与冰蓄冷单元巧妙地结合在一起，利用冰蓄冷单元错峰储冷并实现快速削峰，并实现低成本防冻，不仅可降低运行成本，而且能减小干湿联合空冷器建设规模，从而减少了设备投资。

【技术实现步骤摘要】
一种蓄冷防冻的干湿联合空冷集成设备及冷却方法
本专利技术涉及一种具有蓄冷防冻功能的干湿联合空冷集成设备及其冷却方法，属于一般热交换

技术介绍
根据循环水系统是否与大气接触，可将循环冷却水系统分为开式循环系统和闭式循环系统。开式循环系统一般使用蒸发冷却塔作为循环水的散热设备，水与大气接触，蒸发水量大。而在闭式循环系统中，循环水不与大气直接接触，而是通过间壁式制冷盘管进行间接换热，由空气和部分冷却喷淋水作为冷源，将循环系统的热量带出，达到冷却的目的，水的损失量很少。随着国家水资源局势的愈加紧张，尤其在干旱缺水地区，大工业水资源消耗逐渐受到限制，而密闭式的空气冷却系统是解决循环冷缺水消耗的有效途径。当前，密闭式空气冷却系统主要存在的问题包括：1）受昼夜和四季温差的影响较大，为了满足全年冷却需求，空冷器的设计往往以最热气象条件为依据，导致设备规模大，投资成本高，且在环境温度较低时，存在无效能耗大的问题。2）空冷效率低，在夏季或中午气温峰值时，冷却能力不足，削峰能力差；3）热源用户冬季检修停机时，循环系统失去持续热源，管束和管道内温度下降，极易发生冻管现象，需安装防冻装置，而传统的伴热或蒸汽防冻装置耗能量极大，投资成本高；4）喷淋式空冷器长时间使用后，管束表面或翅片表面会结垢，严重影响换热效率，清洗复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种蓄冷防冻的干湿联合空冷集成设备及冷却方法，在满足冷却需求的同时，降低设备投资和运行成本。r>为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种具有蓄冷防冻功能的干湿联合空冷集成设备，构成中包括干湿联合空冷器、补水单元、冰蓄冷单元和主循环泵，所述干湿联合空冷器、主循环泵与热源用户通过管道连接成密闭的循环系统，在循环系统管道的最高点设有排气稳压罐，所述补水单元包括除氧水箱、补水阀和补水泵，所述补水泵的进水管通过补水阀接除氧水箱的出水口，出水管接循环系统管道，所述冰蓄冷单元的进水管通过进水阀接循环系统管道，出水管通过出水阀接补水泵的进水管。上述具有蓄冷防冻功能的干湿联合空冷集成设备，所述冰蓄冷单元包括制冷机组、制冷保温箱和制冷盘管，所述制冷盘管置于制冷保温箱内，并与制冷机组相连，所述制冷保温箱的进水管通过进水阀接循环系统管道，出水管通过出水阀接补水泵的进水管。上述具有蓄冷防冻功能的干湿联合空冷集成设备，所述干湿联合空冷器包括封闭箱及自上而下安装于封闭箱内的风机、干空冷管束、布水排管和湿空冷管束，所述封闭箱的底部一侧留有进风口，下部设有水槽，所述干空冷管束、布水排管、湿空冷管束相互平行。上述具有蓄冷防冻功能的干湿联合空冷集成设备，所述布水排管的进液口与布水清洗装置连接，所述布水清洗装置包括清洗药剂储罐、布水水箱、清洗泵和布水泵，所述清洗泵和布水泵的进水管分别与清洗药剂储罐和布水水箱相连，出水管接布水排管的进液口，清洗药剂储罐和布水水箱均与封闭箱底部的水槽相连。上述具有蓄冷防冻功能的干湿联合空冷集成设备，所述排气稳压罐(5)安装有排气阀（V4）且通过进气阀(V5)与压缩氮气管道连接。上述具有蓄冷防冻功能的干湿联合空冷集成设备，构成中还包括保安水塔，所述保安水塔通过切换阀与循环系统管道连接。上述具有蓄冷防冻功能的干湿联合空冷集成设备，所述排气稳压罐和制冷保温箱均设有液位传感器，排气稳压罐还设有压力传感器，所述补水单元还包括除氧器，所述除氧器的进水口与脱盐水管道相连，出水口与除氧水箱相连。一种干湿联合空冷方法，上述具有蓄冷防冻功能的干湿联合空冷集成设备的空冷步骤如下：a.开启除氧器，将通过脱盐水管道进入系统的脱盐水进行脱氧处理，并将得到的除盐脱氧水送入除氧水箱，打开补水阀，关闭出水阀，打开补水泵为系统补充除盐脱氧水，同时打开排气阀进行排气，当排气稳压罐内液位达到设定值时，除氧器和补水泵停止运行，同时关闭补水阀和排气阀；b.冰蓄冷单元在夜间电力低谷时开启制冷机组，制冷机组通过与其相连的制冷盘管对制冷保温箱内的除氧水进行降温，待制冷保温箱内形成一定厚度的冰层时，关闭制冷机组；c.开启主循环泵，使除盐脱氧水在循环系统管道内循环，同时系统控制器实时测量环境气温，并根据测量结果，采用如下的控制策略对干湿联合空冷器、布水清洗装置和冰蓄冷单元进行控制：①当环境气温小于设定的下限值T1时，仅开启风机进行纯空冷；②当环境气温大于或等于T1但小于设定的上限值T2时，在风机保持运行状态的同时，开启布水泵，布水泵通过布水排管对湿空冷管束喷洒脱盐水，实施干湿联合空冷；若包含多组干湿联合空冷器并联运行，则每组可作为一个模块，根据外界气温和实际工况，调整风机或布水启闭数量，随动调整整体冷却能力；③当环境温度大于或等于T2时，在风机和布水泵保持运行状态的同时，打开进水阀和出水阀，关闭补水阀，启动补水泵，将制冷保温箱内的冷水兑入循环系统，通过冷热水循环，实现削峰冷却，在削峰冷却过程中，若制冷保温箱内的除氧水温度高于设定的阈值，则开启制冷机组进行辅助降温。上述干湿联合空冷方法，干湿联合空冷集成设备运行时，系统控制器通过排气稳压罐内的压力传感器实时检测系统压力，若系统压力高于设定值，则开启排气阀释压；若系统压力低于设定值，则开启进气阀进行补压；同时系统控制器通过排气稳压罐内的液位传感器实时检测排气稳压罐内液位，若液位低于设定值，则启动补水泵为系统补充除盐脱氧水，直至液位达到设定值。上述干湿联合空冷方法，寒冬季节热源用户停机时，打开进气阀和进水阀，向系统通入压缩氮气，将地上部分管道、干空冷管束和湿空冷管束内的除盐脱氧水排入制冷保温箱储存，待系统重新启动时，开启出水阀，关闭补水阀，启动补水泵将除盐脱氧水补入系统，实现除盐脱氧水的防冻；主循环泵因故障停机时，打开切换阀和进水阀，保安水塔向制冷保温箱泄水，保持管道压力和水体流动，防止发生事故。上述干湿联合空冷方法，湿空冷管束表面需要除垢时，启动清洗泵，将储存于清洗药剂储罐内的清洗药剂通过布水排管喷洒在湿空冷管束表面，利用清洗药剂将结垢清除。本专利技术将干湿联合空冷器与冰蓄冷单元巧妙地结合在一起，利用冰蓄冷单元错峰储冷并实现快速削峰，不仅可降低运行成本，而且能够减小干湿联合空冷器建设规模，从而减少了设备投资。此外，冰蓄冷单元还具有防冻管功能，可省去专用的防冻装置，进一步降低设备成本。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术的结构示意图。图中各标号如下：1、干湿联合空冷器，1-1、干空冷管束，1-2、湿空冷管束，1-3、布水排管，1-4、风机，1-5、封闭箱，2、布水清洗装置，2-1、清洗药剂储罐，2-2、布水水箱，P21、布水泵，P22、清洗泵，3、补水单元，3-1、除氧器，3-2、除氧水箱，P31、补水泵，4、冰蓄冷单元，4-1、制冷机组，4-2、制冷保温箱，4-3、制冷盘管，5、排气稳压罐，6、保安水塔，7、热源用户，P0、主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓄冷防冻的干湿联合空冷集成设备，其特征是，构成中包括干湿联合空冷器（1）、补水单元（3）、冰蓄冷单元（4）和主循环泵（P0），所述干湿联合空冷器（1）、主循环泵（P0）与热源用户(7)通过管道连接成密闭的循环系统，在循环系统管道的最高点设有排气稳压罐（5），所述补水单元（3）包括除氧水箱(3-2)、补水阀(V1)和补水泵(P31)，所述补水泵(P31)的进水管通过补水阀(V1)接除氧水箱(3-2)的出水口，出水管接循环系统管道，所述冰蓄冷单元（4）的进水管通过进水阀(V3)接循环系统管道，出水管通过出水阀(V2)接补水泵(P31)的进水管。/n

【技术特征摘要】
1.一种蓄冷防冻的干湿联合空冷集成设备，其特征是，构成中包括干湿联合空冷器（1）、补水单元（3）、冰蓄冷单元（4）和主循环泵（P0），所述干湿联合空冷器（1）、主循环泵（P0）与热源用户(7)通过管道连接成密闭的循环系统，在循环系统管道的最高点设有排气稳压罐（5），所述补水单元（3）包括除氧水箱(3-2)、补水阀(V1)和补水泵(P31)，所述补水泵(P31)的进水管通过补水阀(V1)接除氧水箱(3-2)的出水口，出水管接循环系统管道，所述冰蓄冷单元（4）的进水管通过进水阀(V3)接循环系统管道，出水管通过出水阀(V2)接补水泵(P31)的进水管。


2.根据权利要求1所述的一种蓄冷防冻的干湿联合空冷集成设备，其特征是，所述冰蓄冷单元（4）包括制冷机组(4-1)、制冷保温箱(4-2)和制冷盘管(4-3)，所述制冷盘管(4-3)置于制冷保温箱(4-2)内，并与制冷机组(4-1)相连，所述制冷保温箱(4-2)的进水管通过进水阀(V3)接循环系统管道，出水管通过出水阀(V2)接补水泵(P31)的进水管。


3.根据权利要求1或2所述的一种蓄冷防冻的干湿联合空冷集成设备，其特征是，所述干湿联合空冷器（1）包括封闭箱(1-5)及自上而下安装于封闭箱(1-5)内的风机(1-4)、干空冷管束(1-1)、布水排管(1-3)和湿空冷管束(1-2)，所述封闭箱(1-5)的底部一侧留有进风口，下部设有水槽，所述干空冷管束(1-1)、布水排管(1-3)、湿空冷管束(1-2)相互平行。


4.根据权利要求3所述的一种蓄冷防冻的干湿联合空冷集成设备，其特征是，所述布水排管(1-3)的进液口与布水清洗装置(2)连接，所述布水清洗装置(2)包括清洗药剂储罐(2-1)、布水水箱(2-2)、清洗泵(P22)和布水泵(P21)，所述清洗泵(P22)和布水泵(P21)的进水管分别与清洗药剂储罐(2-1)和布水水箱(2-2)相连，出水管接布水排管(1-3)的进液口，清洗药剂储罐(2-1)和布水水箱(2-2)均与封闭箱(1-5)底部的水槽相连。


5.根据权利要求4所述的一种蓄冷防冻的干湿联合空冷集成设备，其特征是，所述排气稳压罐(5)安装有排气阀（V6）且通过进气阀(V5)与压缩氮气管道连接。


6.根据权利要求5所述的一种蓄冷防冻的干湿联合空冷集成设备，其特征是，构成中还包括保安水塔(6)，所述保安水塔(6)通过切换阀(V4)与循环系统管道连接。


7.根据权利要求6所述的一种蓄冷防冻的干湿联合空冷集成设备，其特征是，所述排气稳压罐(5)和制冷保温箱(4-2)均设有液位传感器，排气稳压罐(5)还设有压力传感器，所述补水单元（3）还包括除氧器(3-1)，所述除氧器(3-1)的进水口与脱盐水管道相连，出水口与除氧水箱(3-2)相连。


8.一种干湿联合空冷方法，其特征是，权利要求7所述的一种蓄冷防冻的干湿联合空冷集成设备的空冷步骤如下：
a.开启除氧器(3-1)，将通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：田京雷，刘金哲，李建新，张振全，常金宝，刘宏强，刘需，闫金凯，
申请(专利权)人：河钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13