一种小直径冷却塔用主动除雾节水装置的制作方法

1.本实用新型涉及节能环保领域，尤其是涉及一种小直径冷却塔用主动除雾节水装置。


背景技术：

2.湿式冷却塔作为一种水冷技术，在电力、石化、化工等行业均有广泛应用。在冷却塔的运行过程中，塔内的循环水与空气直接接触进行传热传质，传热传质过程中会产生循环水的蒸发损失、风吹损失和排污损失等，造成水资源的大量浪费，不利于水资源的循环利用。湿式冷却塔在运行过程中，冷空气在冷却塔内部与水换热后，与其蒸发的分形成饱和的湿热空气，湿热空气在一定气候条件下，易被外界的冷空气冷却、凝缩，形成含有大量微小液粒群的大量白雾，造成了蒸发损失。同时，由于机械通风冷却塔高度较低，大量白雾的飘散不仅造成冷却塔周围路面湿滑，影响工作人员的正常安全巡检，还会影响周边居民区及交通道路的可见度，对城市景观等造成不良影响。因此，消除冷却塔白雾，回收、回用白雾中的水分以减小蒸发损失，对冷却塔具有重要意义。目前雾气处理技术主要有离心管束式除雾器、折板式除雾器，以及立管式电除雾器等。
3.近年来，已有将静电除雾手段用于冷却塔消雾节水的技术公开，其通过电晕放电（阴极）的方式，在含水雾气流经通道中形成电场，对含水雾气中的小液滴荷电，从而使小液滴不断团聚并向阳极移动，最终被阳极所捕获。具体的，静电除雾器的工作原理为：通过静电控制装置和直流高压发生装置，将交流电变成直流高压电送至除雾装置中，在电晕线(阴极)和雾滴捕集电极(阳极)之间形成高压电场，在高压电场作用下，电晕线周围产生电晕层，电晕层中的空气发生雪崩式电离，从而产生大量的负离子和少量的正离子，实现电晕放电。随含水雾气进入电除雾装置内，含水雾气中的小液滴与这些正、负离子相碰撞而被荷电，荷电后的小液滴在电场力的作用下，向阳极作定向运动，到达阳极后，将其所带的电荷释放掉，并被阳极所收集，形成水膜，靠重力自上流至下部集水槽或者冷却塔。但是，申请人发现，现有的较大排气量的小直径冷却塔，由于其排气口径较小，其排出的含水雾气流速较快，其流速可达7-9m/s，现有的除雾节水装置无法适应该恶劣的工况环境，含水雾气往往还未被完全处理就散逸至大气中，其含水雾气中水收集率并不理想。
4.中国专利cn211903801u公开了一种冷却塔节水除雾的系统，所述的冷却塔节水除雾系统包括塔体、高压电离装置、高压静电装置和收水器，对塔内饱和湿空气进行处理，以降低湿空气的含湿量，实现冷却塔节水除雾的目的。但是其不足之处在于，用于较大排气量的小直径冷却塔，无法适应湿空气快流速的工况环境，对湿空气处理能力不足，水收集率不高。
5.中国专利cn210699396u公开了一种烟囱废气脱白装置，其采用冷凝雾化装置、集水槽和静电雾化喷头单元的脱白装置，同时在冷凝雾化装置内部沿水平方向设有环形排布的液体通道，以及环绕该通道的气体通道，以实现废气的除雾脱白。但是其环形气体通道的设置存在有天然的缺陷，其气流流阻高，大气量高流速条件下，含水雾气对通道侧壁冲击
大，无法适用于较大排气量的小直径冷却塔。


技术实现要素：

6.为解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供一种小直径冷却塔用主动除雾节水装置，以有效适应现有的较大排气量的小直径冷却塔，能够对含水雾气进行有效处理，并实现理想的水收集率。
7.为解决以上技术问题，本实用新型采取的技术方案如下：
8.一种小直径冷却塔用主动除雾节水装置，包括有：主动除雾模块和支撑辅助模块；
9.所述主动除雾模块，固定架设于辅助支撑模块上方，用于对所述小直径冷却塔排风口排出的含水雾气进行主动除雾处理，主动捕获并收集含水雾气中的水；
10.所述支撑辅助模块，与所述主动除雾模块固定连接，用于支撑、固定所述主动除雾模块于所述小直径冷却塔排风口预定位置，回收所述主动除雾模块捕获收集的水；
11.所述主动除雾模块内设置有若干组相互平行的电晕电极和接收电极，所述电晕电极用于在所述主动除雾模块内提供预订强度的电晕电场，所述接收电极，用于捕获所述电晕电场中含水雾气的液滴；
12.所述小直径冷却塔排风口预定位置，为所述小直径冷却塔排风口外侧的含水雾气汇集区；所述主动除雾模块的竖直投影至少完全与所述小直径冷却塔排风口外侧含水雾气汇集区的任一横截面重叠；
13.所述主动除雾模块沿所述接收电极平行方向的一端高于另一端，呈倾斜状设置。
14.进一步的，所述电晕电极，包括有：电晕电极本体；
15.所述电晕电极本体为以下之一：针状、柱状、线状；
16.所述电晕电极内的多个所述电晕电极本体在同一平面内平行设置；
17.各所述电晕电极本体的间距可设置为均匀或非均匀。
18.进一步的，所述电晕电极本体为线状；
19.各所述电晕电极本体间的间距为0.5d-1.6d，所述d为所述电晕电极本体至所述接收电极的最短距离。
20.进一步的，所述接收电极，包括有：接收电极本体；
21.所述接收电极本体的形状为以下之一：环状、网状、平板状。
22.进一步的，所述主动除雾模块内，多组所述接收电极相互平行设置，所述电晕电极均匀相间设置于两相邻的所述接收电极之间，所述接收电极与电晕电极相互平行设置。
23.进一步的，所述主动除雾模块，还包括有：中间极线支撑模块；
24.所述中间极线支撑模块，固定设置于所述主动除雾模块较高的一端，包括固定设置的支撑架，所述支撑架上沿横向并列固定设置有若干竖直的极线支撑柱，所述极线支撑柱长度方向上均匀设置有通孔或支撑点，用于支撑、固定所述主动除雾模块的极线；
25.所述极线，为各所述电晕电极本体，或与各所述电晕电极本体连通的导线。
26.进一步的，所述主动除雾模块，还包括有固定连接板、电极框架；
27.所述电极框架，与所述接收电极垂直，固定设置于所述主动除雾模块较低的一端，设置有规则排布的供所述电晕电极本体穿越的通孔，用于将所述电晕电极和所述接收电极固定于主动除雾模块内的预定位置；
28.所述固定连接板，与所述电极框架平行设置，用于将所述电晕电极和接收电极限位于预定位置，并提供向各电晕电极的供电通路。
29.进一步的，所述电晕电极，一端与所述极线支撑柱的通孔或支撑点固定连接，另一端通过电晕电极紧固件与所述固定连接板固定连接；
30.所述电晕电极紧固件，包括有与所述电晕电极本体固定连接的活节螺栓，以及垫圈、螺母。
31.进一步的，所述主动除雾模块与垂直方向的夹角为θ；
32.所述θ≥arctanμ，其中μ为所述支撑辅助模块中集水流道所选材料的表面摩擦系数。
33.进一步的，所述主动除雾模块还设置有高压电源；
34.所述高压电源与所述固定连接板导通，用于向各所述电晕电极供电；同时各所述接收电极接地设置；
35.所述高压电源，工作电压为20-50kv。
36.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
37.（1）本实用新型的小直径冷却塔用主动除雾节水装置，能够有效适应较大的排气量及较快的含水雾气流速，在含水雾气流速达7-9m/s的恶劣工况条件下，能够对冷却塔排出的含水雾气进行有效处理，有效回收含水雾气中的水，水收集率超过60%；
38.（2）本实用新型的小直径冷却塔用主动除雾节水装置，在保持含水雾气处理能力的同时，能够有效将装置能耗控制在80w/m2以内，用最小的能源消耗换取水资源的重复利用；
39.（3）本实用新型的小直径冷却塔用主动除雾节水装置，各电极设置方向与含水雾气流向平行，对含水雾气的气流阻力极低，有效消除气流通过所述主动除雾节水装置时造成的不利影响；
40.（4）本实用新型的小直径冷却塔用主动除雾节水装置，采用多组相互平行的大面积电极对含水雾气进行处理，其捕水、集水有效面积大，电晕电场在极板间均匀覆盖，能够对含水雾气中的小液滴有效荷电，对团聚后的带电大液滴有效捕集；
41.（5）本实用新型的小直径冷却塔用主动除雾节水装置，结构简洁，采用模块化设计，便于生产和快速安装，便于检修、维护；同时，装置无需采用纯金属材料作为接收电极；有效降低装置成本，有效降低使用者的设备投资支出。
附图说明
42.图1为本实用新型实施例1的小直径冷却塔用主动除雾节水装置结构示意图；
43.图2为附图1的a向视电晕电极结构示意图图；
44.图3为附图1的a向视接收电极结构示意图图；
45.图4为附图1的b向视图；
46.图5为附图2中c处局部放大图；
47.图6为附图4中d处局部放大图；
48.图7为本实用新型实施例1小直径冷却塔用主动除雾节水装置的主动除雾工作模块结构示意图；
49.图8为本实用新型实施例1小直径冷却塔用主动除雾节水装置的支撑辅助模块俯视图；
50.图9为附图8的e向视图；
51.图10为附图8的f向视图；
52.图11为附图9中g处局部放大图。
53.图中：1-主动除雾工作模块；2-中间极线支撑模块；3-主动除雾分模块；4-分模块间连接板；5-壳体；6-电晕电极；7-接收电极；8-固定连接板；9-电晕电极紧固件；10-绝缘子；11-绝缘套管；12-电极框架；13-门型架；14-短立柱；15-斜撑；16-横撑；17-集水流道；18-汇集引流槽。
具体实施方式
54.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
55.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心、纵向、横向、长度、宽度、厚度、上、下、前、后、左、右、竖直、水平、顶、底、内、外、顺时针、逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
56.此外，术语“第一、第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一、第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
57.本实施中，如图1至图10所示，一种小直径冷却塔用主动除雾节水装置，包括有主动除雾模块、支撑辅助模块。
58.所述主动除雾模块，固定架设于辅助支撑模块上方，用于对所述小直径冷却塔的含水雾气进行主动除雾处理，主动捕获并收集含水雾气中的水。
59.所述支撑辅助模块，与所述主动除雾模块固定连接，固定设置于主动除雾模块重力方向的下部，用于支撑、固定所述主动除雾模块，同时收集所述主动除雾模块捕获回收的水。
60.本实施中，如图1及图7所示，所述主动除雾模块，整体的竖直投影形状为矩形，进一步的，也可以为多边形、圆形、椭圆形或其他能够与含水雾气横截面相适应的形状。
61.本实施中，如图1至图4、图7所示，所述主动除雾模块，包括有主动除雾工作模块1、中间极线支撑模块2。
62.所述主动除雾工作模块1靠近中间极线支撑模块2的一端高于另一端，呈倾斜布
置，所述主动除雾工作模块1与垂直方向的夹角为θ，所述θ≥arctanμ，其中μ为所述支撑辅助模块中集水流道17所选材料的表面摩擦系数。本实施例优选的，所述θ为70
°
。所述主动除雾工作模块1用于对含水雾气进行主动除雾节水处理，主动捕获并收集含水雾气中的水。
63.所述中间极线支撑模块2，固定设置于所述主动除雾工作模块1较高的一端，用于支撑、固定主动除雾工作模块1的极线。
64.本实施中，如图1至图5所示，所述主动除雾工作模块1，包括主动除雾分模块3、分模块间连接板4、壳体5。
65.所述主动除雾分模块3设有若干个，所述的若干个主动除雾分模块3之间并联设置。所述的若干个主动除雾分模块3固定设置于壳体5内部，用于对含水雾气进行主动除雾节水处理，主动捕获并收集含水雾气中的水。
66.所述分模块间连接板4，设置于相邻的主动除雾工作分模块下檐末端，用于将相邻的主动除雾分模块3固定连接。
67.所述壳体5，固定设置于所述主动除雾分模块3的外周，用于固定、保护主动除雾分模块3的内部组件，同时增加主动除雾分模块3的整体性。
68.本实施中，如图1至图5所示，所述主动除雾分模块3，包括有电晕电极6、接收电极7、固定连接板8、电极框架12。
69.所述电晕电极6，用于提供预定强度的电晕电场，从而使雾气中的小液滴被荷电后，与其周围的液滴团聚，形成大液滴。所述接收电极7，用于捕获所述大液滴。所述固定连接板8，设置于所述电晕电极6和接收电极7下檐短边平面内，用于将所述电晕电极6和接收电极7限位于预定位置。所述电极框架12，设置于所述电晕电极6和接收电极7下檐短边平面内，与所述固定连接板8行设置，用于支撑、固定的电晕电极6和接收电极7。
70.所述主动除雾分模块3包括有多组相互平行的接收电极7，其中，电晕电极6均匀相间设置于接收电极7的极板之间，所述接收电极7与电晕电极6相互平行设置。
71.如图2、图5所示，所述电晕电极6，包括有：多个电晕电极本体、电晕电极紧固件9、绝缘套管11。所述电晕电极本体形状可以为针状、柱状、线状，本实施例优选为线状。所述电晕电极本体采用导电材料制成。所述的多个电晕电极本体在同一平面内平行设置，各所述电晕电极本体的一端穿过套设有绝缘套管11的电极框架12预留孔后，通过所述电晕电极紧固件9与固定连接板8固定连接；各所述电晕电极本体的另一端与中间极线支撑模块2固定连接。进一步的，各电晕电极本体的间距可设置为均匀或非均匀；本实施例优选为均匀设置，各电晕电极本体间距为0.5d-1.6d，本实施例优选为1.6d，其中d为电晕电极本体至接收电极7的最短距离。
72.所述电晕电极紧固件9，设置于所述电晕电极本体靠近固定连接板8的一端，用于所述电晕电极本体与固定连接板8之间的固定连接。所述电晕电极紧固件9包括有：弹簧垫圈、大垫圈、蝶形螺母、活节螺栓。具体的，所述活节螺栓的孔眼与电晕电极本体的一端固定连接，所述活节螺栓穿过固定连接板8的预留孔后，依次设置弹簧垫圈、大垫圈、蝶形螺母紧固。
73.所述绝缘套管11，为空心管状结构，采用绝缘、防水材料制成，具有良好的绝缘性、防水性。所述绝缘套管11设置于电极框架12的预留孔处，电晕电极本体穿设其中，用于保证电晕电极本体与电极框架12之间绝缘。
74.如图3所示，所述接收电极7，包括有：接收电极本体、绝缘子10。所述接收电极本体形状为环状、网状、平板状，本实施例优选为平板状，长度可以为0.5-0.8m。所述接收电极本体采用金属导电材料或表面涂覆有导电涂层的非金属材料制成。所述接收电极本体与所述电极框架12的一端面垂直且固定连接，用于捕获团聚后的大液滴。
75.所述绝缘子10可采用干空气或加热保护，其一端与所述电极框架12的另一端面的接收电极本体相应位置固定连接，所述绝缘子10的另一端与所述固定连接板8固定连接，用于增加各电极间的爬电距离，同时固定、限位所述固定连接板8。
76.所述电极框架12，与所述接收电极本体垂直，固定设置于接收电极本体下端。进一步的，所述电极框架12上预留有规格排布的通孔，所述套设有绝缘套管11的电晕电极本体从通孔处穿过，与所述固定连接板8固定连接。进一步的，所述电极框架12与所述壳体5固定连接，用于将各电极固定设置于主动除雾分模块3内的预定位置。
77.如图2至图4所示，所述固定连接板8设置于主动除雾分模块3的下端短边平面内，分别与电晕电极6、以及接收电极7的各绝缘子10固定连接，用于将各电极限位于预定位置，并提供向各电晕电极6的供电通路。
78.如图6所示，所述分模块间连接板4，为四角倒角的类矩形平板状，沿长边中轴线对称设置有通孔。所述分模块间连接板4，设置于主动除雾分模块3的固定连接板8处，用于相邻主动除雾分模块3间的固定连接。
79.如图1至图4所示，所述壳体5，为无顶、无底的箱型结构，固定设置于所述主动除雾工作模块1的外周，用于固定、保护主动除雾工作模块1的内部组件，同时增加主动除雾工作模块1的整体性。
80.如图1至图4所示，所述中间极线支撑模块2，为门型架13结构，其靠近上端横梁位置的立柱上，对称设置有绝缘支撑；以保证下端立柱与上端绝缘，增加中间极线支撑件的安全性，防止工作人员意外触电；进一步的，所述横梁在所述各电晕电极6的相对位置设置有向下延伸的极线支撑柱，所述极线支撑柱长度方向上均匀设置有通孔或支撑点；所述电晕电极本体通过所述通孔或支撑点与中间极线支撑模块2固定连接，在两相邻的接收电极7间均匀密度布置。所述中间极线支撑件，用于支撑、固定各所述电晕电极本体或与各电晕电极本体连通的导线至预定位置。
81.进一步的，所述主动除雾模块还设置有极线自动张紧件，用于保持电晕电极本体拉力至预定范围，消除电晕电极本体因外界环境变化产生的张紧变化。
82.进一步的，所述主动除雾模块还设置有高压电源，所述高压电源通过极线与固定连接板8连接，用于向各电晕电极6供电；同时各接收电极接地设置。所述高压电源，工作电压为20-50kv，优选的工作电压为35kv。
83.本实施中，如图8至图10所示，所述支撑辅助模块，包括有：门型架13、短立柱14、斜撑15、横撑16。所述门型架13与所述中间极线支撑模块2位于同一平面内；所述短立柱14设置于所述主动除雾模块较低的一端，高度低于所述门型架13；所述门型架13与短立柱14顶端通过斜撑15连接，所述斜撑15的倾斜角度等于主动除雾模块的倾斜度θ；所述短立柱14通过横撑16固定连接。
84.本实施中，如图9及图11所示，所述支撑辅助模块的短立柱14顶端处的横撑16还固定设置有集水流道17，所述集水流道17位于主动除雾模块的下檐处，用于收集所述主动除
雾模块滴落的水。所述集水流道17截面形状为v型、u型等其他利于流体流动形状，所述集水流道17的一端还并连接有便于收水的汇集引流槽18。进一步的，所述集水流道17还设置有利于流体汇集、流动的坡度。进一步的，所述集水流道17，固定设置于主动除雾模块下檐的水流汇集处。
85.所述小直径冷却塔用主动除雾节水装置，固定设置于冷却塔含水雾气汇集区，所述主动除雾装置中主动除雾模块的竖直投影至少完全与冷却塔含水雾气汇集区的任一横截面重叠；优选的，所述含水雾气汇集区的横截面为含水雾气预定流速的横截面处，所述含水雾气预定流速，为所述含水雾气汇集区内含水雾气最大流速的50-100%；所述主动除雾节水装置，优选的，设置于冷却塔出风口的外侧。
86.本实施例所述的小直径冷却塔用主动除雾节水装置，工作过程中，装置高压电源通过电晕电极6放电，电离电晕电极6附近的空气，在电晕电极6和接收电极7之间形成均匀的电晕电场；含水雾气由下至上由本实施例的小直径冷却塔用主动除雾节水装置的各平行设置的电晕电极6-接收电极7间穿过，含水雾气中的小液滴在电场中被荷电，并向接收电极7一侧移动，移动过程中带电小液滴充当凝结核不断团聚周围的水分子和小液滴，形成大液滴，最终被接收电极7所捕获，有效降低含水雾气中水分含量，完成含水雾气的除雾过程；大液滴在接收电极7上附着、汇集，并入装置的集水流道17被集中收集，完成含水雾气中水的回收、节水过程。
87.本实施例的小直径冷却塔用主动除雾节水装置，能够有效适应较大的排气量及较快的含水雾气流速，能够对冷却塔排出的含水雾气进行有效处理，有效回收含水雾气中的水，水收集率超过60%；同时能够有效将装置能耗控制在80w/m2以内；各电极设置方向与含水雾气流向平行，对含水雾气的气流阻力极低；捕水、集水有效面积大，电晕电场在极板间均匀覆盖，能够对含水雾气中的小液滴有效荷电；结构简洁，采用模块化设计，便于生产和快速安装，便于检修、维护。
88.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。