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一种蓄冷防冻的干湿联合空冷集成设备及冷却方法


技术摘要:
本发明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  全部
背景技术:
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。
技术实现要素:
本发明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。 为实现上述目的,本发明采用如下技术方案: 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 4 CN 111721141 A 说 明 书 2/6 页 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 5 CN 111721141 A 说 明 书 3/6 页 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。 本发明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
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