ВЕНТИЛЯТОРНАЯ ГРАДИРНЯ Российский патент 1994 года по МПК F28C1/06 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к вентиляторным градирням, и может быть использовано в оборотных системах водоснабжения промышленных предприятий.

Известна вентиляторная брызгальная градирня, содержащая установленные в корпусе каплеуловитель, водораспределительные трубопроводы с разбрызгивающими соплами и водосборный резервуар в нижней части. Для интенсификации теплообмена и упрощения конструкции трубопроводы установлены в корпусе поярусно, причем в каждом ярусе они размещены по периметру корпуса, а разбрызгивающие сопла выходными отверстиями обращены в центральную зону градирни [1] .

Недостатками данной градирни являются повышенное гидравлическое сопротивление и низкая степень использования ее рабочего объема из-за неравномерности распределения потоков воды, направленных в центральную зону градирни, что приводит к ухудшению показателей ее работы.

Известна вентиляторная градирня, имеющая дополнительный ороситель с центробежноструйными форсунками, входные отверстия которых обращены вниз и размещены в верхней части воздухоотводящей трубы. Вода, разбрызгиваемая форсунками, собирается в емкости, откуда эжектором отсасывается и повторно разбрызгивается форсунками, обращенными вверх [2] .

Недостатками данной конструкции являются опасность обмерзания стенок корпуса из-за разбрызгивания рециркуляционной (частично охлажденной) воды в периферийной зоне, а также невысокий интенсивный теплообмен ввиду неэффективной организации воздушно-водяных потоков.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является вентиляторная градирня, содержащая корпус, размещенную в корпусе центральную решетку из расположенных ярусами водораспределительных труб с разбрызгивающими соплами, периферийную решетку водораспределительных труб, подводящий и отводящий трубопроводы, трубопровод рециркуляции, выполненный в нижней части корпуса бассейн с перегородкой, разделяющей его на сообщающиеся между собой центральную и периферийную части, расположенные под соответствующими решетками водораспределительных труб. Центральная часть бассейна сообщена с трубопроводом рециркуляции воды и размещена под решеткой распределительных труб горячей воды, а периферийная часть - под распределительными решетками труб охлажденной воды [3] .

Не смотря на достаточно равномерное распределение воздушного потока по сечению градирни, данная градирня имеет низкую эффективность тепломассообмена, поскольку лишь 20-50% общего расхода воды подвергается рециркуляции, противоточное движение фаз создается только в центральной зоне градирни, а в периферийной зоне - поперечноточное. Кроме того, в данной градирне в зимнее время происходит частичное обмерзание стенок корпуса.

Целью изобретения является повышение эффективности тепло массообмена и уменьшение обмерзания стенок корпуса.

Для достижения данной цели в вентиляторной градирне, содержащей корпус, размещенную в корпусе центральную решетку из расположенных ярусами водораспределительных труб с разбрызгивающими соплами, периферийную решетку водораспределительных труб, подводящий и отводящий трубопроводы, трубопровод рециркуляции, выполненный в нижней части корпуса бассейн с перегородкой, разделяющей его на центральную и периферийную части, расположенные под соответствующими решетками водораспределительных труб, перегородка бассейна выполнена глухой с образованием автономных отсеков равных объемов, трубопровод рециркуляции подключен к периферийному отсеку и центральной решетке, подводящий трубопровод подключен к периферийной решетке, трубы обеих решеток в каждом ярусе установлены с шагом 1,0-1,5 м, разбрызгивающие сопла в каждом ярусе размещены в шахматном порядке с шагом 1,0-1,5 м решетки выполнены из трех ярусов водораспределительных труб с расстоянием между ярусами, составляющим 1,0-1,5 м, разбрызгивающие сопла в каждом ярусе обеих решеток ориентированы по касательной к условным окружностям радиусами, составляющими 1/8-1/2 ширины периферийной части бассейна, центры окружностей, размещены на осях симметрии центральной и периферийной решеток, при этом сопла, ориентированные по касательным смежных условных окружностей, направлены в противоположные стороны, сопла верхнего яруса решеток установлены под углом 30-40^о к горизонтам вниз, а среднего и нижнего ярусов соответственно под углом 40-50 и 50-60^о вверх.

Данная конструкция позволяет повысить эффективность тепломассообмена. Это обусловлено тем, что образование автономных отсеков бассейна, подключение трубопровода рециркуляции к периферийному отсеку и центральной решетке, а подводящего трубопровода к периферийной решетке позволяет создать противоточное движение фаз в обеих зонах градирни - центральный и периферийный, рециркуляции подвергается вся вода в градирне. Кроме того, в данной градирне уменьшена возможность обмерзания стенок за счет того, что контакта воды со стенками не происходит вследствие образования восходящих закрученных водовоздушных потоков.

Заявленное расположение решеток и разбрызгивающих сопел способствует эжектированию интенсивно турболизированных газожидкостных систем, созданию восходящих закрученных газожидкостных потоков, что дополнительно интенсифицирует тепломассообмен в градирне.

На фиг. 1 представлен общий вид градирни; на фиг. 2 - поперечное сечение бассейна; на фиг. 3 - организация расположения разбрызгивающих сопел и закрученных воздушно-водных потоков; на фиг. 4 - положение разбрызгивающих сопел по ярусам относительно распределительных решеток.

Градирня содержит корпус 1, каплеуловитель 2, периферийные решетки 3 водораспределительных труб горячей воды, центральные решетки 4 водораспределительных труб охлажденной воды, трубопровод 5 рециркуляции воды, разбрызгивающие сопла 6, центральную зону 7 бассейна, периферийную зону бассейна 8, перегородки 9, отводящий трубопровод 10, воздухораспределительные окна 11, насос 12 и соединительную трубу 13.

Оборотная вода с температурой 40^оС в количестве 750 м³/ч последовательно подается вначале в трубопроводы на периферийные решетки 3, расположенные над периферийной зоной бассейна 8, и в сопла, разбрызгивающие горячую воду. Воздух в количестве 1400 м³/ч поступает через воздухораспределительные окна 11, расположенные на боковых стенках градирни, и смешивается с водой. Из периферийной зоны охлаждения вода насосом 12 подается по трубопроводу 5 рециркуляции воды на центральные решетки 4 и стекает в центральную зону 7 бассейна. Из центральной зоны через трубопровод 10 охлажденная до 28^оС вода поступает потребителю. Ввиду определенного расположения сопел происходит вращение воздушно-водного потока периферийной и центральной зон бассейна в противоположных направлениях, что позволяет увеличить время его пребывания и интенсифицировать тепломассообмен.

Показатели работы предложенного устройства превышают аналогичные показатели прототипа: степень обмерзания стенок корпуса градирни уменьшена на 10 и 50% , гидравлическое сопротивление снижено на 5 и 10% , время пребывания увеличено в 2 и 2,5 раза, распределение газожидкостных потоков равномерное и степень использования их равна 100% . При этом габаритные размеры градирни сохраняются прежними. (56) Авторское свидетельство N 1071915, кл. F 28 C 1/00, 1984.

Авторское свидетельство N 1437665, кл. F 28 C 1/00, 1988.

Авторское свидетельство СССP N 868297, кл. F 28 C 1/06, 1979.

Использование: теплоэнергетика, оборотные системы водоснабжения промышленных предприятий. Сущность изобретения: вентиляторная градирня содержит корпус 1 с центральной решеткой из расположенных ярусами водораспределительных труб 4 и периферийной решеткой водораспределительных труб 3 с разбрызгивающими соплами 6. Бассейн 8 разделен перегородкой 9 на центральную часть 7 и периферийную часть. Отводящий трубопровод 10 подключен к центральной зоне 7 бассейна 8. Воздух в градирню подводится через окна 11. Градирня содержит трубопровод рециркуляции, подключенный к периферийной части бассейна 8 и центральной решетке водораспределительных труб. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. ВЕНТИЛЯТОРНАЯ ГРАДИРНЯ, содержащая корпус, размещенную в корпусе центральную решетку из расположенных ярусами водораспределительных труб с разбрызгивающими соплами, периферийную решетку водораспределительных труб, подводящий, отводящий трубопроводы, трубопровод рециркуляции, выполненный в нижней части корпуса, бассейн с перегородкой, разделяющей его на центральную и периферийные части, расположенные под соответствующими решетками водораспределительных труб, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности тепломассообмена и уменьшения обмерзания стенок корпуса, перегородка бассейна выполнена глухой, с образованием автономных отсеков равных объемов, трубопровод рециркуляции подключен к периферийному отсеку и центральной решетке, подводящий труборпровод подключен к периферийной решетке, трубы обеих решеток в каждом ярусе установлены с шагом 1,0 - 1,5 м, разбрызгивающие сопла в каждом ярусе размещены в шахматном порядке с шагом 1,0 - 1,5 м, решетки выполнены из трех ярусов водораспределительных труб с расстоянием между ярусами 1,0 - 1,5 м. 2. Градирня по п. 1, отличающаяся тем, что разбрызгивающие сопла в каждом ярусе обеих решеток ориентированы по касательной к условным окружностям радиусами, составляющими 1/8 - 1/2 ширины периферийной части бассейна, центры окружностей размещены на осях симметрии центральной и периферийной решеток, при этом сопла, ориентированные по касательным смежных условных окружностей, направлены в противоположные стороны. 3. Градирня по п. 1, отличающаяся тем, что сопла верхнего яруса решеток установлены под углом 30 - 40^o к горизонтали вниз, а среднего и нижнего ярусов под углом 40 - 50^o и 50 - 60^o вверх соответственно.