Вентиляторная градирня
Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к конструкции вентиляторной градирни, и может быть использовано на предприятиях химической и энергетической промышленности для охлаждения оборотной воды. Вентиляторная градирня содержит прямоугольный в поперечном сечении корпус с воздуховходными окнами в его нижней части, установленный на водосборном бассейне, при этом в корпусе последовательно, сверху вниз расположены водоуловитель, водораспределительный коллектор с водоразбрызгивающими соплами и выполненный в виде, по крайней мере, четырех идентичных блоков ороситель, а сверху на корпусе установлен вентилятор, содержащий диффузор в виде конфузорно-диффузорной обечайки и установленного в ней лопаточного колеса, вал которого соединен с приводом вращения, при этом водораспределительный коллектор выполнен в виде двух параллельно подключенных к источнику охлаждаемой воды ступенчато сужающихся подводящих трубопроводов, к каждому из которых присоединены консольно в противоположном направлении относительно друг друга четыре горизонтальных ступенчато сужающихся водораспределительных трубопровода с подключенными к каждому из них горизонтальными водораздающими трубопроводами с водоразбрызгивающими соплами, при этом водораздающие трубопроводы расположены на равном расстоянии и параллельно друг другу, водоразбрызгивающие сопла расположены относительно друг друга в шахматном порядке, причем одни водораздающие трубопроводы выполнены с шестью водоразбрызгивающими соплами, другие с пятью водоразбрызгивающими соплами с чередованием указанных водораздающих трубопроводов между собой, конфузорный участок диффузора выполнен плавносужающимся с входным прямоугольным сечением, равным прямоугольному сечению корпуса в месте установки на него диффузора. В результате достигается повышение эффективности работы вентиляторной градирни за счет снижения аэродинамического сопротивления проточной части диффузора вентилятора градирни при повышении эффективности охлаждения воды и более равномерного распределения подачи воды по поперечному сечению корпуса градирни. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к конструкции вентиляторной градирни, и может быть использовано на предприятиях химической и энергетической промышленности для охлаждения оборотной воды.
Известна вентиляторная градирня, содержащая прямоугольный в поперечном сечении корпус с воздуховходными окнами в его нижней части, установленный на водосборном бассейне, при этом в корпусе последовательно сверху вниз расположены водоуловитель, водораспределительный коллектор с водоразбрызгивающими соплами и ороситель, а сверху на корпусе установлен вентилятор, содержащий диффузор в виде цилиндрической обечайки и установленного в ней лопаточного колеса, вал которого соединен с приводом вращения (см. патент JP №10122760, Кл. F28С 1/02, 15.05.1998).
Выполнение в вентиляторной градирне диффузора в виде цилиндрической обечайки в сочетании с входным отверстием этой обечайки, занимающим только часть поперечного сечения корпуса градирни, приводит к значительным аэродинамическим потерям и, как следствие, к сравнительно невысокой эффективности работы данной градирни.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является вентиляторная градирня, содержащая прямоугольный в поперечном сечении корпус с воздуховходными окнами в его нижней части, установленный на водосборном бассейне, при этом в корпусе последовательно сверху вниз расположены водоуловитель, водораспределительный коллектор с водоразбрызгивающими соплами и выполненный в виде, по крайней мере, четырех идентичных блоков ороситель, а сверху на корпусе установлен вентилятор, содержащий диффузор в виде конфузорно-диффузорной обечайки и установленного в ней лопаточного колеса, вал которого соединен с приводом вращения (см. JP №54139148, кл. F28F 25/08, 29.10.1979).
Выполнение диффузора вентилятора градирни с диффузором в виде конфузорно-диффузорной обечайки позволило увеличить эффективность работы вентилятора, а выполнение оросителя в виде четырех идентичных блоков упростить сборку градирни. Однако в этой градирне также имеют место значительные аэродинамические потери на входе в диффузор. Кроме того, выполнение водораспределительного коллектора из труб с одинаковым поперечным сечением усложняет процесс равномерного распределения воды между водоразбрызгивающими соплами, что снижает эффективность тепломассообмена между охлаждаемой водой и охлаждающим ее воздухом.
Задачей настоящего изобретения является оптимизация проточной части диффузора вентилятора и конструкции водораспределительного коллектора вентиляторной градирни.
Техническим результатом, достигаемым от реализации изобретения, является повышение эффективности работы вентиляторной градирни за счет снижения аэродинамического сопротивления проточной части диффузора вентилятора градирни при повышении эффективности охлаждения воды и более равномерного распределения подачи воды по поперечному сечению корпуса градирни.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что вентиляторная градирня содержит прямоугольный в поперечном сечении корпус с воздуховходными окнами в его нижней части, установленный на водосборном бассейне, при этом в корпусе последовательно сверху вниз расположены водоуловитель, водораспределительный коллектор с водоразбрызгивающими соплами и выполненный в виде, по крайней мере, четырех идентичных блоков ороситель, а сверху на корпусе установлен вентилятор, содержащий диффузор в виде конфузорно-диффузорной обечайки и установленного в ней лопаточного колеса, вал которого соединен с приводом вращения, при этом водораспределительный коллектор выполнен в виде двух параллельно подключенных к источнику охлаждаемой воды ступенчато сужающихся подводящих трубопроводов, к каждому из которых присоединены консольно в противоположном направлении относительно друг друга четыре горизонтальных ступенчато сужающихся водораспределительных трубопровода с подключенными к каждому из них горизонтальными водораздающими трубопроводами с водоразбрызгивающими соплами, при этом водораздающие трубопроводы расположены на равном расстоянии и параллельно друг другу, водоразбрызгивающие сопла расположены относительно друг друга в шахматном порядке, причем одни водораздающие трубопроводы выполнены с шестью водоразбрызгивающими соплами, другие с пятью водоразбрызгивающими соплами с чередованием указанных водораздающих трубопроводов между собой, конфузорный участок диффузора выполнен плавносужающимся с входным прямоугольным сечением, равным прямоугольному сечению корпуса в месте установки на него диффузора.
Предпочтительно, чтобы блоки оросителя корпуса были выполнены квадратными в поперечном сечении, а расстояние между водораздающими трубопроводами составляло 0,125 от ширины блока оросителя корпуса.
Водоразбрызгивающие сопла предпочтительно установлены на водораздающих трубопроводах на равных расстояниях относительно друг друга, равных двойному расстоянию между водораздающими трубопроводами.
В ходе проведенного исследования работы вентиляторных градирен, в частности диффузоров вентилятора градирен, была разработана такая конструкция наружной поверхности обечайки, которая позволила получить оптимальное соотношение между весом изделия и его жесткостью при минимально возможном аэродинамическом сопротивлении протекающему через диффузор нагретому воздуху. Этого удалось добиться за счет того, что конфузорный участок диффузора выполнен плавносужающимся с входным прямоугольным сечением, равным прямоугольному сечению корпуса в месте установки на него диффузора. В результате в данной конструкции диффузора исключены застойные зоны в углах корпуса градирни, что в значительно степени позволило снизить аэродинамическое сопротивление при повышении жесткости конструкции градирни в месте установки диффузора. Вторая задача, которая решена в данном изобретении, - обеспечение более равномерного распределения охлаждаемой воды между водоразбрызгивающими соплами при одновременном снижении материалоемкости водораспределительного коллектора. За счет выполнения водораспределительного коллектора в виде ступенчато сужающихся подводящих трубопроводов, к каждому из которых присоединены консольно в противоположном направлении относительно друг друга четыре горизонтальных ступенчато сужающихся водораспределительных трубопровода с подключенными к каждому из них горизонтальными водораздающими трубопроводами с водоразбрызгивающими соплами, при этом водоразбрызгивающие трубопроводы расположены на равном расстоянии и параллельно друг другу, водоразбрызгивающие сопла расположены относительно друг друга в шахматном порядке, причем одни водораздающие трубопроводы выполнены с шестью водоразбрызгивающими соплами, другие с пятью водоразбрызгивающими соплами с чередованием указанных водораздающих трубопроводов между собой. Ступенчато сужающееся выполнение трубопроводов при снижении материалоемкости позволяет выровнить гидравлическое сопротивление по всей длине трубопроводов по мере снижения расхода через них охлаждаемой воды, а установка водоразбрызгивающих сопел с чередованием по пять и шесть в шахматном порядке позволяет равномерно разбрызгивать воду по всему поперечному сечению корпуса градирни. В то же время выполнение водораспределительного коллектора в виде двух параллельно подключенных к источнику охлаждаемой воды ступенчато сужающихся подводящих трубопроводов в сочетании с блочным выполнением оросителя позволяет собирать градирню из унифицированных взаимозаменяемых элементов конструкции, что приводит, с одной стороны, к упрощению сборки градирни на месте ее установки, а с другой стороны к уменьшению номенклатуры комплектующих узлов для сборки градирни, что в конечном итоге приводит к повышению качества сборки и снижению себестоимости изготовления градирни.
На фиг.1 представлен продольный разрез вентиляторной градирни.
На фиг.2 представлен вид сверху на вентиляторную градирню.
На фиг.3 представлено сечение А-А диффузора на фиг.2.
Вентиляторная градирня содержит прямоугольный в поперечном сечении корпус 1 с воздуховходными окнами 2 в его нижней части, установленный на водосборном бассейне 3. В корпусе 1 последовательно сверху вниз расположены водоуловитель 4, водораспределительный коллектор 5 с водоразбрызгивающими соплами 6 и выполненный в виде, по крайней мере, четырех идентичных блоков ороситель 7. Сверху на корпусе 1 установлен вентилятор 8, содержащий диффузор 9 в виде конфузорно-диффузорной обечайки и установленного в ней лопаточного колеса 10, вал которого соединен с приводом вращения 11. Водораспределительный коллектор 5 выполнен в виде двух параллельно подключенных к источнику охлаждаемой воды ступенчато сужающихся подводящих трубопроводов 12, к каждому из которых присоединены консольно в противоположном направлении относительно друг друга четыре горизонтальных ступенчато сужающихся водораспределительных трубопровода 13 с подключенными к каждому из них горизонтальными водораздающими трубопроводами 14 с водоразбрызгивающими соплами 6. Водораздающие трубопроводы 14 расположены на равном расстоянии и параллельно друг другу. Водоразбрызгивающие сопла 6 расположены относительно друг друга в шахматном порядке, причем одни водораздающие трубопроводы 14 выполнены с шестью водоразбрызгивающими соплами 6, а другие - с пятью водоразбрызгивающими соплами 6 с чередованием указанных водораздающих трубопроводов 14 между собой. Конфузорный участок диффузора 9 выполнен плавносужающимся с входным прямоугольным сечением, равным прямоугольному сечению корпуса 1 в месте установки на него диффузора 9.
Предпочтительно, чтобы блоки оросителя 7 корпуса 1 были выполнены квадратными в поперечном сечении, а расстояние между водораздающими трубопроводами 14 составляло 0,125 от ширины блока оросителя 7 корпуса 1.
Водоразбрызгивающие сопла 6 предпочтительно установлены на водораздающих трубопроводах 14 на равных расстояниях относительно друг друга, равных двойному расстоянию между водораздающими трубопроводами 14.
Вентилятор 8 градирни устанавливают сверху на корпусе 1 градирни. В диффузоре 9 устанавливают лопаточное колесо 10 вентилятора с приводом 11. Вентилятор 8 осуществляет подсос воздуха в корпус 1 через выполненные в нижней части корпуса 1 градирни воздуховходные окна 2. Вода через водораспределительный коллектор 5 подается в разбрызгивающие сопла 6, откуда она в виде капель попадает на поверхность оросителя 7, заполняющего большую часть объема между водосборным бассейном 3 и водораспределительным коллектором 5, по которой вода в виде тонкой пленки стекает в водосборный бассейн 3. При этом стекающая пленка воды обдувается потоком воздуха, создаваемым вентилятором 8. Атмосферный воздух продувается через ороситель 7, что способствует его интенсивному насыщению испаряемой влагой по всей высоте оросителя 7 и интенсивному охлаждению воды. Нагретый воздух вентилятором 8 через диффузор 9 выбрасывается в атмосферу.
Настоящее изобретение может быть использовано в вентиляторных градирнях для охлаждения воды в водооборотных системах промышленных предприятий при непосредственном контакте охлаждаемой воды и охлаждающего ее воздуха.
1. Вентиляторная градирня, содержащая прямоугольный в поперечном сечении корпус с воздуховходными окнами в его нижней части, установленный на водосборном бассейне, при этом в корпусе последовательно сверху вниз расположены водоуловитель, водораспределительный коллектор с водоразбрызгивающими соплами и выполненный в виде, по крайней мере, четырех идентичных блоков ороситель, а сверху на корпусе установлен вентилятор, содержащий диффузор в виде конфузорно-диффузорной обечайки и установленного в ней лопаточного колеса, вал которого соединен с приводом вращения, отличающаяся тем, что водораспределительный коллектор выполнен в виде двух параллельно подключенных к источнику охлаждаемой воды ступенчато сужающихся подводящих трубопроводов, к каждому из которых присоединены консольно в противоположном направлении относительно друг друга четыре горизонтальных ступенчато сужающихся водораспределительных трубопровода с подключенными к каждому из них горизонтальными водораздающими трубопроводами с водоразбрызгивающими соплами, при этом водораздающие трубопроводы расположены на равном расстоянии и параллельно друг другу, водоразбрызгивающие сопла расположены относительно друг друга в шахматном порядке, причем одни водораздающие трубопроводы выполнены с шестью водоразбрызгивающими соплами, другие - с пятью водоразбрызгивающими соплами с чередованием указанных водораздающих трубопроводов между собой, конфузорный участок диффузора выполнен плавносужающимся с входным прямоугольным сечением, равным прямоугольному сечению корпуса в месте установки на него диффузора.
2. Вентиляторная градирня по п.1, отличающаяся тем, что блоки оросителя корпуса выполнены квадратными в поперечном сечении, а расстояние между водораздающими трубопроводами составляет 0,125 от ширины блока оросителя корпуса.
3. Вентиляторная градирня по п.1, отличающаяся тем, что водоразбрызгивающие сопла установлены на водораздающих трубопроводах на равных расстояниях относительно друг друга, равных двойному расстоянию между водораздающими трубопроводами.
