一种燃煤电厂冷却塔节水除雾装置 |
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| 申请号 | CN202311060731.0 | 申请日 | 2023-08-22 | 公开(公告)号 | CN116929103A | 公开(公告)日 | 2023-10-24 |
| 申请人 | 华能洛阳热电有限责任公司; | 发明人 | 张贺; 廉文星; 黄文; 吕磊; 张志鹏; | ||||
| 摘要 | 一种燃 煤 电厂 冷却塔 节 水 除雾装置，包括设在冷却塔顶部中心的 支撑 平台，支撑平台上安装有驱动 齿轮 ，驱动齿轮通过驱动齿轮连接轴与减速机的大齿轮相连接，减速机的 小齿轮 与驱动 电机 的动 力 输出轴 相连接，驱动齿轮与多个节水板驱动齿轮 啮合 连接，节水板驱动齿轮的轴心与节水板旋转支撑轴的一端相连接，节水板旋转支撑轴的另一端与冷却塔顶部外周可转动连接，节水板旋转支撑轴上分别设有节水板； 驱动电机 带动驱动齿轮连接轴转动，以带动驱动齿轮转动，从而带动节水板驱动齿轮运转，进而带动节水板旋转支撑轴转动，节水板随之转动；本 发明 通过控制节水板的开度，实时调节冷却塔实际 蒸发 冷却面积，达到节水、除雾、调节 循环水 温度 等效果。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种燃煤电厂冷却塔节水除雾装置，其特征在于：包括设置在冷却塔(1)顶部中心处一定高度的支撑平台(4)，支撑平台(4)上安装有驱动齿轮(3‑1)，驱动齿轮(3‑1)通过驱动齿轮连接轴(3‑2)与减速机(3‑3)的大齿轮相连接，减速机(3‑3)的小齿轮与驱动电机(3‑4)的动力输出轴相连接，驱动齿轮(3‑1)与多个节水板驱动齿轮(3‑6)啮合连接，节水板驱动齿轮(3‑6)的轴心与节水板旋转支撑轴(6)的一端相连接，节水板旋转支撑轴(6)的另一端与冷却塔(1)顶部外周可转动连接，节水板旋转支撑轴(6)上分别设置有节水板(5)。 |
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| 说明书全文 | 一种燃煤电厂冷却塔节水除雾装置技术领域[0001] 本发明属于冷却塔节水技术领域，具体涉及一种燃煤电厂冷却塔节水除雾装置。 背景技术[0002] 燃煤电厂中，循环水冷却塔(湿式冷却塔)是电厂重要的组成部分，是利用水作为循环冷却介质，在塔内与空气进行热交换的设备，其主要原理是：在塔内将循环水喷洒到淋水填料上形成水滴或水膜，自上而下地与从下向上流动的具有吸热能力的冷空气进行对流换热，并利用水的蒸发扩散作用带走水中热量，从而达到降低水温的目的。 [0003] 由于在冷却塔内循环水与空气直接接触进行传热传质，在此过程中会造成大量水资源通过蒸发作用直接排至大气中，且由于在冷却塔设计选型时，为应对各种天气下循环水冷却的需要，冷却塔实际冷却面积往往偏大，造成大量水资源浪费。同时由于大量水蒸气在上升过程中会被外界冷空气冷却形成含有大量细小水滴的白雾，从冷却塔出口排出，造成视觉污染。因此有效回收冷却塔内蒸发掉的水，并消除冷却塔出口白雾，对燃煤电厂，特别是位于北方干旱缺水地区的燃煤电厂具有正要的意义。 [0004] 目前，冷却塔节水除雾主要采用在冷却塔内加装固定节水波纹板、在冷却塔出口加装静电节水除雾器、在冷却塔顶部加装强制冷却器等方法等，而目前这些技术会造成冷却塔冷却面积下降、无法根据外界天气实时调节、设备造价过高、以及维护成本过大等问题。 [0005] 公开号为CN211903801U的专利申请，提供了一种冷却塔节水除雾的系统，包括塔体、高压电离装置、高压静电装置和收水器，它是对塔内饱和湿空气同时进行正极性电离和负极性电离，使水蒸气分子分别荷上正电荷和负电荷形成离子态，然后进入同一个高压电场，离子态的水蒸气分子在高压电场中交错运动相互吸引而凝结成细小雾滴，并以雾滴作为凝结核进一步团聚而凝结成水流，以此降低湿空气的含湿量实现冷却塔节水除雾的目的，在除雾的同时也对冷却水进行了回收；但由于该技术方案是在冷却塔内安装固定的节水设备，因此电厂无法根据天气和季节需要，实时调节冷却塔冷却面积，且结构较为复杂，后期维护成本较高。 发明内容[0006] 为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种燃煤电厂冷却塔节水除雾装置，利用安装在冷却塔顶部的驱动电机控制器，控制若干具有一定安装坡度且呈弧形结构的节水板的开度，实现根据外界气温变化实时调节冷却塔实际蒸发冷却面积，并且可使蒸发形成的水雾在节水板上聚集，从而达到节水、除雾、调节循环水温度等效果，本发明具有安装简单、后期维护成本较低的特点。 [0007] 为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是： [0008] 一种燃煤电厂冷却塔节水除雾装置，包括设置在冷却塔1顶部中心处一定高度的支撑平台4，支撑平台4上安装有驱动齿轮3‑1，驱动齿轮3‑1通过驱动齿轮连接轴3‑2与减速机3‑3的大齿轮相连接，减速机3‑3的小齿轮与驱动电机3‑4的动力输出轴相连接，驱动齿轮3‑1与多个节水板驱动齿轮3‑6啮合连接，节水板驱动齿轮3‑6的轴心与节水板旋转支撑轴6的一端相连接，节水板旋转支撑轴6的另一端与冷却塔1顶部外周可转动连接，节水板旋转支撑轴6上分别设置有节水板5。 [0009] 所述节水板5呈上窄下宽的锥形结构，且节水板5为弧形。 [0010] 所述节水板5的一侧边设置有导流槽5‑1。 [0011] 所述节水板5的厚度为4mm‑8mm。 [0012] 所述支撑平台4上安装有驱动电机控制器3‑5，驱动电机控制器3‑5的信号输出端与驱动电机3‑4的信号输入端相连接，驱动电机3‑4控制节水板5转动，驱动电机控制器3‑5的信号输入端与DCS控制系统的信号输出端相连接，任意一个节水板旋转支撑轴6上安转有角位移传感器，角位移传感器的信号输出端与DCS控制系统的信号输入端相连接。 [0013] 所述支撑平台4通过多个支撑梁2与冷却塔1顶部外周相连接。 [0014] 所述驱动齿轮3‑1的直径大于节水板驱动齿轮3‑6的直径，驱动齿轮3‑1的齿数多于节水板驱动齿轮3‑6的齿数。 [0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果为： [0016] 1、本发明在电厂实际运行中，可根据外界环境变化和实际需要，通过驱动电机控制器3‑5控制驱动电机3‑4的运转，从而控制各节水板5的开合，能够实时调整冷却塔蒸发冷却面积，可使电厂更好的适应外界天气的变化，并达到节水除雾效果。 [0017] 2、本发明由于采用带有导流槽5‑1的弧形结构的节水板5，且节水板5整体结构呈现中心高四周低的安装布局，调整开度时节水板5凹面始终正对着水雾上方方向，能够增加上升水雾与节水板5的接触面积，使得更多的水滴聚集在节水板5的凹面，进而流至导流槽5‑1内，导流槽5‑1内的水顺流而下，集中沿冷却塔四周流下，能够减少水与上升气流的接触面积，以及减少水与冷却塔填料层的碰撞，从而大大减少水被上升气流再次带走的可能，进一步达到节水除雾效果。 [0018] 3、本发明将所有装置均安装于冷却塔1的顶部，通过调整节水板5的角度，从而能够实时控制冷却塔1的通流面积，实际可操作性强，对原电厂冷却塔改动较小，不影响原冷却塔原结构。 [0020] 图1是本发明的整体结构示意图。 [0021] 图2是本发明的电路控制装置3的结构示意图。 [0022] 图3是本发明的节水板5的结构示意图。 [0023] 图4是本发明的俯视结构示意图；其中，图4(a)是本发明在节水板5全开时的俯视结构示意图；图4(b)是本发明在节水板5全关时的俯视结构示意图。 [0024] 图5是本发明DCS控制系统的电路控制原理图。 [0025] 其中，1、冷却塔；2、支撑梁；3、电动控制装置；3‑1、驱动齿轮；3‑2、驱动齿轮连接轴；3‑3、减速机；3‑4、驱动电机；3‑5、驱动电机控制器；3‑6、节水板驱动齿轮；4、支撑平台；5、节水板；5‑1、导流槽；6、节水板旋转支撑轴。 具体实施方式[0026] 下面结合附图对本发明的技术方案作进一步介绍。 [0027] 本发明是针对燃煤电厂冷却塔传统节水除雾装置存在的弊端进行设计，本发明节水装置支撑平台4位于冷却塔的顶部一定高度，通过控制安装于支撑平台4与冷却塔之间的若干个具有一定坡度的节水板5的旋转，实现控制冷却塔顶部实际流通面积的变化，从而可根据外界环境变化，实时调整冷却塔蒸发冷却面积，达到节水除雾效果；且本发明中节水板5总体设计为具有一定弧度，可增加冷却塔上升水雾与节水板5的接触面积，使得水雾中小水滴在节水板凹面聚集，进一步达到节水除雾效果。 [0028] 如图1所示，一种燃煤电厂冷却塔节水除雾装置，包括设置在冷却塔1顶部中心处一定高度的支撑平台4，支撑平台4上安装有驱动齿轮3‑1，驱动齿轮3‑1通过驱动齿轮连接轴3‑2与减速机3‑3的大齿轮相连接，减速机3‑3的小齿轮与驱动电机3‑4的动力输出轴相连接，驱动齿轮3‑1与多个节水板驱动齿轮3‑6啮合连接，节水板驱动齿轮3‑6的轴心与节水板旋转支撑轴6的一端相连接，节水板旋转支撑轴6的另一端与冷却塔1顶部外周可转动连接，节水板旋转支撑轴6上分别设置有节水板5。 [0029] 所述支撑平台4上安装有驱动电机控制器3‑5，驱动电机控制器3‑5的信号输出端与驱动电机3‑4的信号输入端相连接，驱动电机3‑4控制节水板5转动，驱动电机控制器3‑5的信号输入端与DCS控制系统的信号输出端相连接，任意一个节水板旋转支撑轴6上安转有角位移传感器，角位移传感器的信号输出端与DCS控制系统的信号输入端相连接。 [0030] 本发明中电机控制器3‑5可实现控制驱动电机3‑4正反转。 [0031] 如图5所示，控制系统基本原理是：由DCS控制系统发出节水板5开度指令，驱动电机控制器3‑5接受指令后，从而使驱动电机3‑4启动，带动节水板5转动，当节水板5转动到给定开度指令后，反馈至DCS控制系统，并由DCS控制系统发出驱动电机3‑4停止指令。 [0032] 本发明中电机控制器3‑5接受DCS控制系统给定的节水板5开度指令，电机控制器3‑5降开度指令与节水板5实际开度进行减法运算，当得出为正值时，由电机控制器3‑5发出正传指令，控制节水板5开启；反之控制节水板5关闭。 [0033] 所有节水板旋转支撑轴6是同步旋转，因此，本发明可在任一节水板5的节水板旋转支撑轴6上安转有角位移传感器，该角位移传感器将节水板旋转支撑轴6的机械旋转角度转化为电气角度指示信号(即开度指示)，然后将开度指示信号实时反馈给DCS控制系统，通过一个角位移传感器就可以将节水板5的旋转角度转化为其开度指示信号。 [0034] 所述驱动齿轮3‑1和节水板驱动齿轮3‑6均为锥形齿轮；驱动电机3‑4通电转动后，经由减速机3‑3减速后，带动驱动齿轮连接轴3‑2转动，从而带动驱动齿轮3‑1转动，驱动齿轮3‑1和节水板驱动齿轮3‑6良好啮合，从而带动节水板驱动齿轮3‑6运转，进而带动节水板旋转支撑轴6转动，而驱动电机3‑4的运行依靠驱动电机控制器3‑5来控制其转动时间及转动方向，所述驱动齿轮3‑1、驱动电机3‑4、以及减速机3‑3均可靠安装于支撑平台4之上。 [0035] 所述支撑平台4通过4个支撑梁2与冷却塔1顶部外周相连接。 [0036] 所述驱动齿轮3‑1的直径大于节水板驱动齿轮3‑6的直径，驱动齿轮3‑1的齿数多于节水板驱动齿轮3‑6的齿数。 [0037] 所述节水板5呈上窄下宽的锥形结构，且节水板5为弧形。 [0038] 所述节水板5的一侧边设置有导流槽5‑1。 [0039] 底部带有导流槽5‑1的弧形结构的节水板5，整体结构呈现中心高四周低的安装布局，可大大提高节水除雾的效果。 [0040] 所述节水板5的厚度为4mm‑8mm，能够降低总体重量。 [0041] 技术方案的原理如下： [0042] 一、由于传统燃煤电厂冷却塔的实际冷却蒸发面积固定不变，且在冷却塔设计选型时，为应对各种天气下循环水冷却的需要，冷却塔实际蒸发冷却面积往往偏大，因此，为有效地实现在不同天气下冷却塔冷却面积的实时调节，本发明新增了对冷却塔蒸发冷却面积进行实时调节功能，以达到节水除雾效果。 [0043] 如图1所示，本发明总体呈现圆锥形布置，本发明采用在冷却塔顶部一定高度装设支撑平台4，且在支撑平台4与冷却塔内壁之间安装若干具有一定锥度、非常薄的节水板5，并均匀分散于冷却塔顶部四周，具体安装方案如4图所示，此时由于电动控制装置3位于支撑平台4上，因此，所有节水板5均处于相同的坡度(冷却塔中心处高、四周低)。所有节水板5在电动控制装置3的驱动下可同时实现0°至90°的旋转：(1)、如图4(a)所示，当所有节水板5均旋转至90°时，定义为节水装置全开位，即所有节水板5垂直于水平面，因此当全开位时，由于节水板5横截面远远小于冷却塔顶部横截面，此时冷却塔顶部流通面积最大，冷却塔则可在最大设计冷却面积下工作；(2)、如图4(b)所示，当所有节水板5旋转至0°时，定义为节水装置全关位，即所有节水板5平行于水平面，此时由于节水板5覆盖冷却塔大部分区域，因此大大减小了冷却塔流通面积，此时冷却塔实际冷却面积最小。 [0044] 在实际运行中，当电厂需要更大或更小的冷却塔冷却面积时，可将节水装置的总开度开最大或关最小，用以调整冷却塔实际冷却面积，从而使冷却塔避免了时刻处于蒸发蒸发冷却面积最大的状态，有效达到节水效果。 [0045] 除此之外，具体节水板5的安装数量和在全关时所覆盖的有效面积，可根据不同电厂对循环水冷却的需要进行选择。 [0046] 二、为了本发明更好的实施，方案中在冷却塔顶部中心一定高度装设支撑平台4，以便于安装本方案中所需的电动控制装置3及节水板5，且由于冷却塔较为高大，因此为更好的安装支撑平台4，设置有四根平台支撑梁2，安装于冷却塔上，用于牢固支撑平台4，同时任一支撑梁2均可作为后续电动执行机构电缆的铺设、后续平台上的维修走廊等。 [0047] 如图2所示，三、本发明中所有节水板5在节水板旋转支撑轴6的带动下同步进行旋转，而驱动其旋转的装置为电动控制装置3(如图1所示，安装于支撑平台4上)，其包含驱动电机3‑4(含正反转控制器)、减速机3‑3、驱动齿轮3‑1、以及节水板驱动齿轮3‑6等。通过电动控制装置3可同步控制所有节水板5的旋转开合。驱动齿轮3‑1和节水板驱动齿轮3‑6均为锥形齿轮，相互啮合，每个节水板5对应一个节水板驱动齿轮3‑6，根据节水板5所选择的安装坡度，选用与该坡度适应的锥形齿轮。在电动控制装置3中，驱动齿轮3‑1直径和齿数远远大于节水板驱动齿轮3‑6，而所有节水板驱动齿轮3‑6根据数量要求均匀性分布在驱动齿轮3‑1四周，且初始安装位置相同，这样当驱动齿轮3‑1旋转时，就可带动所有节水板驱动齿轮 3‑6同步旋转，运行中驱动电机3‑4启动后通过减速机3‑3带动驱动齿轮连接轴3‑2旋转，带动驱动齿轮3‑1旋转，从而带动节水板驱动齿轮3‑6旋转，进而带动节水板5同步旋转。 [0048] 如图3所示，四、为更好的实现冷却塔的除雾效果，本发明中节水板5并不是普通的平板，而是设计成具有一定弧度的板子，其一侧边设计有导流槽5‑1，旋转时其凹面始终处于下方，当节水装置调整开度时其凹面始终正对着水雾上方方向，这样在实际运行中可大大增加上升水雾与节水板5的接触面积，使得更多的水滴聚集在节水板5的凹面，进而流至导流槽5‑1内；而本发明中节水板5实际安装于支撑平台4与冷却塔顶部四周之间，具有一定坡度，导流槽5‑1内的水顺流而下，集中沿冷却塔四周流下，减少水与上升气流的接触面积，以及减少水与冷却塔填料层的碰撞，大大减少水被上升气流再次带走的可能，进一步达到节水除雾效果。 |
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