一种空分预冷系统

1.一种空分预冷系统，其特征在于，包括空冷塔(2)和水冷塔(10)，所述空冷塔(2)顶部设置有压缩空气出口管(1)，所述空冷塔(2)上部还分别设置有水冷塔低温循环水入口管(14)和空冷塔常温循环水入口管(16)，所述水冷塔低温循环水入口管(14)还分别与两个低温水泵(7)连接，两个所述低温水泵(7)均通过管道与水冷塔(10)底部连接；所述空冷塔常温循环水入口管(16)还分别与连接水冷塔循环水补水管(15)、两个常温水泵(5)连接，所述水冷塔循环水补水管(15)与水冷塔原循环水补水管(9)连接，所述水冷塔原循环水补水管(9)还与水冷塔(10)的上部连接，两个所述常温水泵(5)均与常温水泵入口循环水管(6)连接，所述常温水泵入口循环水管(6)连接循环水供水母管(8)，所述循环水供水母管(8)还与水冷塔原循环水补水管(9)连接。
2.根据权利要求1所述的一种空分预冷系统，其特征在于，所述水冷塔低温循环水入口管(14)上设置有空冷塔低温循环水入口调节阀(18)和制冷机组(13)。
3.根据权利要求1所述的一种空分预冷系统，其特征在于，所述空冷塔常温循环水入口管(16)上设置有空冷塔常温循环水入口调节阀(17)。
4.根据权利要求1所述的一种空分预冷系统，其特征在于，所述水冷塔原循环水补水管(9)上还设置有水冷塔循环水补水调节阀(11)和止回阀(12)。
5.根据权利要求1所述的一种空分预冷系统，其特征在于，所述空冷塔(2)中下部设置有压缩空气入口管(3)，所述空冷塔(2)底部设置有空冷塔循环水出口管(4)。

一种空分预冷系统\n技术领域\n[0001] 本实用新型属于空分设备技术领域，具体涉及一种空分预冷系统。\n背景技术\n[0002] 空分预冷系统是空分系统中的重要组成部分，起到冷却空气和洗涤空气的作用。\n常规空分预冷系统由水冷塔和空冷塔组成，由循环水系统供水母管分两路为水冷塔和空冷塔供循环水，其中一路循环水由常温水泵增压后进入空冷塔为压缩空气进行一次降温，水量依靠入口调节阀或常温水泵变频器调节，且基本恒定；另一路循环水靠母管压力无需增压直接进入水冷塔，经喷淋并污氮降温后，由低温水泵增压进入空冷塔为压缩空气进行二次降温，水量依靠入口调节阀或低温水泵变频器调节，且基本恒定。\n[0003] 空分装置循环水换热器布置往往都比较低，基本为地面换热器，循环水所需供水压力较低。但目前绝大部分空分循环水系统供水压力偏高，原因在于水冷塔和空冷塔均属于接触式换热器，一旦供水压力降低，则会影响水冷塔和空冷塔的循环水供水流量，从而进一步影响压缩空气的降温和洗涤效果。因此，为满足预冷系统空冷塔和水冷塔工艺要求，必须提升空分循环水系统供水压力，导致能耗浪费。\n[0004] 针对空分循环水系统节能改造，常规的解决手段一是增大常温水泵处理能力，二是要在水冷塔循环水入口管线增加两台增压泵(一用一备)，改造工程量巨大，且受场地、投资等多种因素的限制。\n[0005] 中国专利(申请号：2021102641185，公告号：CN112944806A)公开了一种空分预冷系统，提出利用空冷塔底部带压排水作为水冷塔供水，解决因水冷塔供水压力而导致整个循环水系统供水压力高的问题。但该方法存在以下几点不足，一是由于空冷塔带压排水经过了与高温压缩空气的换热，所以比改造前循环水供水温度要高，从而影响水冷塔的进出水温度；二是由于这部分循环水循环回用，会造成预冷系统循环水含盐量逐步升高，容易加剧换热设备的换热能力恶化，加速预冷系统中多处过滤器的堵塞；三是空冷塔常温循环水对循环水系统供水压力的限制仍然存在，当空冷塔常温循环水入口调节阀本身开度较大或常温水泵频率本身就很高的情况下，依然无法降低循环水系统供水压力，实现循环水大系统的节能，仍然需要对常温水泵进行改造，增大其处理能力。\n实用新型内容\n[0006] 本实用新型的目的是提供一种空分预冷系统，优化了循环水系统的供水压力，大幅降低了循环水系统能耗。\n[0007] 本实用新型所采用的技术方案是，一种空分预冷系统，包括空冷塔和水冷塔，空冷塔顶部设置有压缩空气出口管，空冷塔上部还分别设置有水冷塔低温循环水入口管和空冷塔常温循环水入口管，水冷塔低温循环水入口管还分别与两个低温水泵连接，两个低温水泵均通过管道与水冷塔底部连接；空冷塔常温循环水入口管还分别与连接水冷塔循环水补水管、两个常温水泵连接，水冷塔循环水补水管与水冷塔原循环水补水管连接，水冷塔原循环水补水管还与水冷塔的上部连接，两个常温水泵均与常温水泵入口循环水管连接，常温水泵入口循环水管连接循环水供水母管，循环水供水母管还与水冷塔原循环水补水管连接。\n[0008] 本实用新型的特点还在于，\n[0009] 水冷塔低温循环水入口管上设置有空冷塔低温循环水入口调节阀和制冷机组。\n[0010] 空冷塔常温循环水入口管上设置有空冷塔常温循环水入口调节阀。\n[0011] 水冷塔原循环水补水管上还设置有水冷塔循环水补水调节阀和止回阀。\n[0012] 空冷塔中下部设置有压缩空气入口管，空冷塔底部设置有空冷塔循环水出口管。\n[0013] 本实用新型的有益效果是，本实用新型的空分预冷系统，可低成本、安全地解除空分预冷系统水冷塔和空冷塔对循环水供水压力的限制，免去了循环水系统节能项目实施时水冷塔入口管线新增增压泵的工程量，使循环水系统具备降压条件，循环水泵扬程得以降低，实现循环水系统的大幅节能，并且完全不影响水冷塔和空冷塔的换热效果，具有很强的可实施性。\n附图说明\n[0014] 图1是本实用新型一种空分预冷系统的结构示意图。\n[0015] 图中，1.压缩空气出口管，2.空冷塔，3.压缩空气入口管，4.空冷塔循环水出口管，\n5.常温水泵，6.常温水泵入口循环水管，7.低温水泵，8.循环水供水母管，9.水冷塔原循环水补水管，10.水冷塔，11.水冷塔循环水补水调节阀，12.止回阀，13.制冷机组，14.水冷塔低温循环水入口管，15.水冷塔循环水补水管，16.空冷塔常温循环水入口管，17.空冷塔常温循环水入口调节阀，18.空冷塔低温循环水入口调节阀。\n具体实施方式\n[0016] 下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。\n[0017] 本实用新型一种空分预冷系统，如图1所示，包括空冷塔2和水冷塔10，空冷塔2顶部设置有压缩空气出口管1，空冷塔2中下部设置有压缩空气入口管3，空冷塔2底部设置有空冷塔循环水出口管4，空冷塔2上部还分别设置有水冷塔低温循环水入口管14和空冷塔常温循环水入口管16，水冷塔低温循环水入口管14上设置有空冷塔低温循环水入口调节阀18和制冷机组13，水冷塔低温循环水入口管14还分别与两个低温水泵7连接，两个低温水泵7均通过管道与水冷塔10底部连接；\n[0018] 空冷塔常温循环水入口管16上设置有空冷塔常温循环水入口调节阀17，空冷塔常温循环水入口管16还分别与连接水冷塔循环水补水管15、两个常温水泵5连接，水冷塔循环水补水管15与水冷塔原循环水补水管9连接，水冷塔原循环水补水管9还与水冷塔10的上部连接，水冷塔原循环水补水管9上还设置有水冷塔循环水补水调节阀11和止回阀12，水冷塔循环水补水调节阀11靠近水冷塔10的上部；\n[0019] 两个常温水泵5均与常温水泵入口循环水管6连接，常温水泵入口循环水管6连接循环水供水母管8，循环水供水母管8还与水冷塔原循环水补水管9连接；\n[0020] 本实用新型的预冷系统，由水冷塔10和空冷塔2组成，其具体工作原理是：\n[0021] 污氮气从水冷塔10底部进入，由下向上穿过水冷塔10的塔板或填料层，与向下喷淋的循环水进行接触换热，使循环水得到冷却。被冷却后的低温水由低温水泵7送至空冷塔\n2顶部为空冷塔压缩空气进行二次降温，根据不同季节水温情况可切换是否经制冷机组13对低温循环水进行中间冷却，空冷塔2的低温循环水进水量由空冷塔低温循环水入口调节阀18来调节；压缩空气自下而上由空冷塔2下段压缩空气入口管3通过填料层，首先与常温循环水一次换热，再与低温水泵7所供的低温循环水二次换热，最后由空冷塔2顶部压缩空气出口管1排出。\n[0022] 通过开大空冷塔常温循环水入口调节阀17、增加常温水泵5变频器(如有)频率、增大常温水泵叶轮、更换大出力常温水泵等方式提升常温水泵供水量，在增大常温水泵供水量的基础上，改变空分预冷系统水冷塔的补水接入点，水冷塔循环水补水管15由循环水供水母管8供水改为常温水泵5的出口分支管路供水，水量依然由水冷塔循环水补水调节阀11实现调节，同时在原水冷塔补水管线新增止回阀12，在常温水泵5停止供水的特殊情况下可自动切换回原补水管9运行，同时还可防止常温水泵为水冷塔供水时发生逆向流动流至水冷塔公用工程循环水补水端。\n[0023] 因水冷塔10属于接触式换热器，塔内一直保持常压，水冷塔补水压力必须达到一定数值才可保证水冷塔流量，按水冷塔原循环水补水管9补水时，一旦循环水供水压力不足，水冷塔流量将直接受到影响，因此循环水系统总是要保证较高的供水压力，导致循环水系统能耗偏高。增加水冷塔循环水补水管15后，即使循环水母管8供水压力降低，水冷塔10依旧可以利用常温水泵5加压获取足量新鲜的、低温的循环水补水，免去了循环水系统节能项目实施时水冷塔入口管线9新增增压泵的工程量，循环水系统也具备了降压条件，通过降压并降低循环水泵扬程，实现循环水系统的大幅节能。\n[0024] 本实用新型的空分预冷系统，避免了水冷塔循环水入口管线增加增压泵的繁琐流程，该改造思路简单易实施，改造后公用工程循环水泵扬程可大幅降低，实现循环水系统的整体节能，且常温水泵的新增能耗对于公用工程循环水泵的节能量而言可忽略不计。