定的0.2-0.4MPa后，壓縮機(jī)5開式工作，緩沖罐內(nèi)的蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)做功變成了高溫高壓蒸汽，流經(jīng)管式換熱器6被冷卻介質(zhì)冷卻后，變成了低溫高壓液體，然后經(jīng)過節(jié)流閥7減壓，成為低溫低壓液體，最后回流到閉式冷卻塔。若需要進(jìn)一步降低循環(huán)水出口 9溫度，則需開啟真空泵3。若提高冷卻介質(zhì)出口 18溫度，則需要開啟氣體回路16閥門。
[0021]實(shí)施例1
采用圖1所示的工藝流程，循環(huán)水入口溫度為40°c左右，需要冷卻至循環(huán)水出口溫度35°C。噴淋水補(bǔ)水采用除鹽水，其中電導(dǎo)率為21 μ s/cm，換熱盤管采用普通光管，首先只開啟羅茨風(fēng)機(jī)，不開啟真空泵。緩沖罐設(shè)定為0.3MPa時(shí)開啟壓縮機(jī)，0.15MPa時(shí)關(guān)閉壓縮機(jī)，不開啟氣體回路。換熱器采用管式換熱器，冷卻介質(zhì)為自來水，進(jìn)水溫度24°C，采用逆流換熱，經(jīng)過24時(shí)連續(xù)運(yùn)行，測得閉式冷卻塔內(nèi)的真空度為0.057MPa (大氣壓強(qiáng)-絕對壓強(qiáng))，循環(huán)水出口溫度為35.5°C左右，出口溫度基本達(dá)到冷卻要求，運(yùn)行非常穩(wěn)定，幾乎不受外界氣溫變化的影響，并且水沒有損耗。此外，壓縮機(jī)處于間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，換熱器自來水出口平均溫度接近55°C，熱量得到有效回收。
[0022]實(shí)施例2
采用圖1所示的工藝流程，循環(huán)水入口溫度為45°C左右，需要冷卻至循環(huán)水出口溫度350C。噴淋水補(bǔ)水采用除鹽水，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的氨水，氨水在總液體中的體積分?jǐn)?shù)為30%，其中電導(dǎo)率為110 μ s/cm,換熱盤管采用普通光管，首先只開啟羅茨風(fēng)機(jī)，不開啟真空泵。緩沖罐設(shè)定為0.4MPa時(shí)開啟壓縮機(jī)，0.15MPa時(shí)關(guān)閉壓縮機(jī)，不開啟氣體回路。換熱器采用管式換熱器，冷卻介質(zhì)為自來水，進(jìn)水溫度24°C，采用逆流換熱，經(jīng)過24時(shí)連續(xù)運(yùn)行，測得閉式冷卻塔內(nèi)的真空度為0.045MPa (大氣壓強(qiáng)-絕對壓強(qiáng))，循環(huán)水出口溫度為40.5°C左右，出口溫度不滿足要求。此時(shí)開啟真空泵輔助抽真空，控制冷卻塔內(nèi)的真空度為
0.06MPa。經(jīng)過12小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，循環(huán)水出口溫度為35.3°C左右，基本達(dá)到冷卻要求，運(yùn)行穩(wěn)定，幾乎不受外界氣溫變化的影響，并且水沒有損失。此外，壓縮機(jī)處于間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，換熱器自來水出口平均溫度接近ere，熱量得到有效回收。
[0023]實(shí)施例3
采用圖1所示的工藝流程，循環(huán)水入口溫度為45°C左右，需要冷卻至循環(huán)水出口溫度300C。噴淋水補(bǔ)水采用除鹽水，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的氨水，氨水在總液體中的體積分?jǐn)?shù)為10%，其中電導(dǎo)率為50 μ s/cm,換熱盤管采用普通光管，開啟羅茨風(fēng)機(jī)，同時(shí)開啟真空泵輔助抽真空，控制冷卻系統(tǒng)的真空度為0.065MPa。緩沖罐設(shè)定為0.4MPa時(shí)開啟壓縮機(jī)，0.15MPa時(shí)關(guān)閉壓縮機(jī)，不開啟氣體回路。換熱器采用管式換熱器，冷卻介質(zhì)為自來水，進(jìn)水溫度24°C，采用逆流換熱，經(jīng)過24時(shí)連續(xù)運(yùn)行，測得閉式冷卻塔內(nèi)的真空度為0.064MPa(大氣壓強(qiáng)-絕對壓強(qiáng))，循環(huán)水出口溫度為32°C左右，出口溫度基本滿足要求，運(yùn)行穩(wěn)定，幾乎不受外界氣溫變化的影響，并且水沒有損失。此外，壓縮機(jī)處于間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，換熱器自來水出口平均溫度接近72°C，熱量得到有效回收。
[0024]實(shí)施例4
處理流程即工藝條件同實(shí)施例2，不同之處在于換熱盤管采用燒結(jié)型高通量管，燒結(jié)型高通量管的具體制備方法如下:首先采用波紋管專用機(jī)械將光管壓制成波紋基管，然后采用燒結(jié)方式將50-300目的鐵基合金粉末涂裝到波紋基管上形成多孔金屬表面，即制備出高通量管。所制備的波紋管的多孔層厚度為0.3-0.5mm，孔隙率為40%-50%。制備成型的高通量的表面結(jié)構(gòu)圖2所示。
[0025]在只開啟羅茨風(fēng)機(jī)，不開啟真空泵的情況下，經(jīng)過24時(shí)連續(xù)運(yùn)行，測得閉式冷卻塔真空度為0.049MPa,循環(huán)水出口溫度可達(dá)34°C，出口溫度穩(wěn)定。此外，壓縮機(jī)處于間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，換熱器自來水出口平均溫度67°C，熱量得到有效回收。
[0026]實(shí)施例5
處理流程即工藝條件同實(shí)施例3，不同之處在于換熱盤管采用燒結(jié)型高通量管。經(jīng)過24時(shí)連續(xù)運(yùn)行，測得閉式冷卻塔真空度為0.070MPa，循環(huán)水出口溫度可達(dá)30.5°C左右，出口溫度滿足要求，運(yùn)行穩(wěn)定。此外，壓縮機(jī)處于間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，換熱器自來水出口平均溫度68°C，熱量得到有效回收。
[0027]實(shí)施例6
處理流程即工藝條件同實(shí)施例3，不同之處在于開啟氣體回路閥門，閥門大概開啟到一半的位置。經(jīng)過24時(shí)連續(xù)運(yùn)行，測得閉式冷卻塔真空度為0.066MPa，循環(huán)水出口溫度可達(dá)31.5°C，出口溫度穩(wěn)定，不受外界氣溫變化的影響，除此之外，壓縮機(jī)處于間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，換熱器自來水出口明顯提升，平均溫度達(dá)76°C，可以用作冬季供暖。
[0028]比較例I
處理流程及操作條件與實(shí)施例1相同，不同之處在于采用傳統(tǒng)工藝的閉式冷卻塔對循環(huán)水進(jìn)行冷卻，不進(jìn)行抽真空和蒸汽壓縮。一方面循環(huán)水中的熱量沒有得到有效回收利用，另一方面由于水路不是處于一個(gè)完全閉合回路中，因此，蒸發(fā)損失不可避免，需要不斷補(bǔ)充損耗的水量以及定期對外部噴淋水進(jìn)行處理。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，其特征在于包括閉式冷卻塔、羅茨風(fēng)機(jī)、真空泵、緩沖罐、壓縮機(jī)、換熱器和節(jié)流閥，所述閉式冷卻塔一側(cè)塔壁下方設(shè)有兩個(gè)出風(fēng)口，分別與羅茨風(fēng)機(jī)和真空泵相連，用于抽取冷卻塔內(nèi)的氣體至緩沖罐，緩沖罐后面連接有壓縮機(jī)，用于控制緩沖罐內(nèi)的壓力，從而實(shí)現(xiàn)閉式冷卻塔內(nèi)部的真空環(huán)境，經(jīng)過壓縮后的高溫高壓蒸汽進(jìn)入換熱器變成低溫高壓液體，然后經(jīng)過節(jié)流閥變成低溫低壓液體，回流到閉式冷卻塔的噴淋系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述閉式冷卻塔內(nèi)部設(shè)置有換熱盤管，在換熱盤管正上方設(shè)置有噴淋器，在換熱盤管下方設(shè)置有集液槽，所述集液槽下部一側(cè)設(shè)有排液口，排液口通過循環(huán)泵及管路與噴淋器連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:采用一層填料、一層換熱盤管混合排布的方式在換熱盤管空隙處設(shè)置填料，以增大噴淋液體的換熱面積。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的閉式冷卻塔與羅茨風(fēng)機(jī)和真空泵相連的一側(cè)設(shè)有擋水板,擋水板采用耐腐蝕的PVC材料。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的換熱盤管采用燒結(jié)型高通量管，即在普通換熱管表面燒結(jié)一薄層具有特定結(jié)構(gòu)的多孔表面換熱管，燒結(jié)在外表面和/或內(nèi)表面。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:燒結(jié)型高通量管的具體制備方法如下:首先采用波紋管專用機(jī)械將光管壓制成波紋基管，然后采用燒結(jié)方式將50-300目的金屬粉末涂裝到波紋基管上形成多孔金屬表面。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:所述的集液槽內(nèi)的液體主要為除鹽水,并加入少量的質(zhì)量濃度為10%-30%的氨水，體積分?jǐn)?shù)占比不超過30%。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的換熱器為管式換熱器，冷卻介質(zhì)與高溫高壓蒸汽采用逆流換熱，冷卻介質(zhì)是水或者空氣，出口溫度在45-80°C。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:在壓縮機(jī)與緩沖罐之間設(shè)置氣體回路，將經(jīng)壓縮機(jī)壓縮的高溫高壓蒸汽再次回流到緩沖罐，使緩沖罐原有的蒸汽得到預(yù)熱，混合后一起進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)行二次壓縮，再次提高蒸汽的位能，然后經(jīng)過換熱器換熱，進(jìn)一步提高了冷卻介質(zhì)出口溫度。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:以羅茨風(fēng)機(jī)為主，真空泵輔助抽真空，控制冷卻體系的真空度為0.05-0.07MPa。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于:當(dāng)冷卻能力要求不高，羅茨風(fēng)機(jī)單獨(dú)作用可以滿足體系所需的真空度，則不需要開啟真空泵；當(dāng)冷卻能力要求較高時(shí)，或循環(huán)水處理溫差大于10°C或出口溫度低于32°C，則啟動真空泵輔助抽真空。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的緩沖罐內(nèi)部設(shè)有壓力表和自動壓力控制系統(tǒng)，當(dāng)緩沖罐內(nèi)的壓力達(dá)到0.2MPa-0.4MPa時(shí)，后面連接的壓縮機(jī)開始啟動，對蒸汽進(jìn)行升溫加壓；當(dāng)緩沖罐內(nèi)的壓力降至0.05MPa-0.2MPa后，壓縮機(jī)停止工作。13.采用權(quán)利要求1至12任一所述冷卻系統(tǒng)的循環(huán)水冷卻方法，其特征在于:首先啟動循環(huán)泵，噴淋器流出的噴淋液均勻的流經(jīng)層層填料和換熱盤管；隨后開啟羅茨風(fēng)機(jī)和真空泵，控制冷卻體系的真空度為0.05-0.07MPa ;蒸發(fā)的氣體通過風(fēng)機(jī)被吸入到緩沖罐，其中PVC擋水板可以有效的去除濕空氣夾帶的噴淋液，降低噴淋水的飄溢率；緩沖罐內(nèi)的壓力到達(dá)設(shè)定的0.2-0.4MPa后，壓縮機(jī)開式工作，緩沖罐內(nèi)的蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)做功變成了高溫高壓蒸汽，流經(jīng)管式換熱器被冷卻介質(zhì)冷卻后，變成了低溫高壓液體，然后經(jīng)過節(jié)流閥減壓，成為低溫低壓液體，最后回流到閉式冷卻塔。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種循環(huán)水冷卻系統(tǒng)及冷卻方法，冷卻系統(tǒng)包括閉式冷卻塔、羅茨風(fēng)機(jī)、真空泵、緩沖罐、壓縮機(jī)、換熱器和節(jié)流閥，所述閉式冷卻塔一側(cè)塔壁下方設(shè)有兩個(gè)出風(fēng)口，分別與羅茨風(fēng)機(jī)和真空泵相連，用于抽取冷卻塔內(nèi)的氣體至緩沖罐，緩沖罐后面連接有壓縮機(jī)，用于控制緩沖罐內(nèi)的壓力，從而實(shí)現(xiàn)閉式冷卻塔內(nèi)部的真空環(huán)境，經(jīng)過壓縮后的高溫高壓蒸汽進(jìn)入換熱器變成低溫高壓液體，然后經(jīng)過節(jié)流閥變成低溫低壓液體，回流到閉式冷卻塔的噴淋系統(tǒng)。本發(fā)明將閉式冷卻塔與真空技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了水和熱能的雙重回收，同時(shí)可以保證循環(huán)水系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行，冷卻效率顯著提高。
【IPC分類】F28F25/02, F28C1/14, F28F1/08
【公開號】CN105716443
【申請?zhí)枴緾N201410731198
【發(fā)明人】馬和旭, 郭宏山, 方向晨, 張鵬, 張廣哲
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2014年12月5日