[发明专利]一种冷却塔节水方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷却塔，具体涉及一种冷却塔节水方法及系统。

背景技术

冷却塔是能源、动力及化工等领域的重要传热传质设备，其作用是排出生产工艺流程的废热，通过使循环冷却水在塔内进行传热传质过程，将循环冷却水的的温度降低。循环水在冷却塔中以传热和蒸发两种方式与空气进行热交换，传热即直接将循环水的热量传递给空气使其的温度升高，称为显热传递方式；而蒸发是通过循环水向空气中的蒸发使空气湿度增大，称为潜热传递方式。由于空气在冷却塔中的温度升高，且蒸汽饱和压力随其温度增高而增大，而冷却塔出口即为饱和湿空气，因此潜热占总热量传递的份额相当大，对火电厂的大型自然循环冷却塔而言冬天潜热占50％左右，而夏天潜热则占70％以上。这种换热方式导致了大量的蒸发水量损失。然而淡水资源短缺是当前世界面临的重要问题。火电企业是耗水大户，目前普遍采用的常规湿冷系统的冷却塔在冷却循环水的同时通过蒸发向环境排出大量的水分，以300MW机组为例，每年通过冷却塔消耗的淡水量在500万吨左右。

发明内容

本发明的在于提供一种能够大大降低冷却塔的耗水量，节约淡水资源、保证可持续发展的冷却塔节水方法及系统。

为达到上述目的，本发明在冷却塔循环水中加入盐类，通过降低循环水的蒸发压力来减少或消除水的蒸发实现节水。

本发明的冷却塔循环水中加入的盐类为金属的卤化物NaCl，CaCl₂，LiBr，KCl、硫酸盐Na₂SO₄，K₂SO₄，CaSO₄、碳酸盐Na₂CO₃，K₂CO₃及硝酸盐Na(NO₃)₂，KNO₃，Ca(NO₃)₂中的一种或一种以上的混合物。

本发明的装置包括冷却塔以及与冷却塔相连接的凝汽器，在冷却塔的下端设置有与凝汽器相连通的用于收集冷却塔盐水的淡盐水池，且在该淡盐水池与凝汽器相连接的管路上设置有循环水泵，淡盐水池还与浓盐水池相连通。

本发明的淡盐水池与浓盐水池之间之间通过盐水泵相连通，在淡盐水池与盐水泵、浓盐水池与盐水泵之间分别安装有切换阀；淡盐水池的浓度为其饱和溶解度的1％～60％，使其蒸发压力对应的饱和温度下降0～20℃；浓盐水池的浓度为其饱和浓度的20％～80％，使其蒸发压力对应的饱和温度下降5～25℃；淡盐水池上还开设有淡水入口；浓盐水池上还开设有浓盐水入口。

本发明的实质是尽量消除潜热传递方式，以减少循环水蒸发导致的水资源损失。利用了某些盐类可以使水的蒸发压力降低的特性，通过在循环水中加入盐类，在循环水的蒸发压力降低到空气中的水蒸汽分压水平，则在冷却塔内循环水与空气进行直接接触时，将主要以显热方式进行传热，而潜热传递方式则被抑制，从而减少了蒸发导致的水资源损失。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明蒸发耗水量随环境空气温度及盐分浓度的变化，其中横坐标为盐水饱和温差，纵坐标为耗水量；

图3是本发明汽轮机排汽温度随环境空气温度及盐分浓度的变化，其中横坐标为盐水饱和温差，纵坐标为汽轮机排汽温度。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1，本发明的系统包括冷却塔1以及与冷却塔1相连接的凝汽器2，在冷却塔1的下端设置有与凝汽器2相连通的用于收集冷却塔1盐水的淡盐水池4，淡盐水池4上开设有淡水入口，且在该淡盐水池4与凝汽器2相连接的管路上设置有循环水泵3，淡盐水池4还与浓盐水池6相连通，在淡盐水池4与浓盐水池6之间之间通过盐水泵5相连通，浓盐水池6上开设有浓盐水入口，淡盐水池4与盐水泵5、浓盐水池6与盐水泵5之间分别安装有切换阀，本发明的淡盐水池4的浓度为其饱和溶解度的0％～60％，使其蒸发压力对应的饱和温度下降0～20℃；浓盐水池的浓度为其饱和浓度的20％～80％，使其蒸发压力对应的饱和温度下降5～25℃。

本发明淡盐水池4用于收集从冷却塔1流出的盐水，淡水从淡盐水池4补入；浓盐水池6的功能是调节淡盐水池4的盐分浓度以适应环境空气湿度的变化，浓盐水从浓盐水池6中补入；运行中维持浓盐水池6的浓度高于淡盐水池4的浓度；两个盐水池之间通过盐水泵相联结，在两个盐水池和水泵之间安装有切换阀，使盐水既可从淡盐水池泵入浓盐水池，也可由浓盐水池泵入淡盐水池，从而实现淡盐水池中的盐分浓度调节。