本实用新型涉及冷却设备技术领域，具体是涉及一种防止顶部喷水的水冷塔。
背景技术：
早期空分设备中空冷系统采用的是带冷水机组无水冷塔的流程，完全依靠冷水机组来提供空冷塔上段的冷冻水。当时空冷塔采用喷淋式结构，后来又改用塔板结构，但运行效率都偏低，能耗比较高，操作弹性范围小。
随着技术的发展，目前空气预冷系统一般由空冷塔、水冷塔及冷却机组组成。利用污氮在水冷塔中的增湿过程需要吸收大量的热量，为循环水提供冷量，从而实现降低空分运行能耗。
但目前水冷塔均存在着底部溢流或顶部喷水的问题。水冷塔底部溢流或顶部喷水，皆由气体进入量过大引起，尤其顶部喷水是由升气孔处气水夹带引起。如何能减少水冷塔顶部喷水,是目前水冷塔急需解决的一个问题。
技术实现要素：
为实现解决以上问题，本实用新型提供以下技术方案：
一种防止顶部喷水的水冷塔，包括塔体，所述塔体从上到下依次设置有放空段、配水系统、填料区，气体入口和冷水出口，其特征在于，所述放空段封头处设置有丝网除沫器。
进一步地，所述放空段为圆筒状结构，相较于传统的方形结构，圆筒形更具有结构上的稳定性，能够更好地承受放空段增高之后的重量。
其中，放空段高度从传统的1m改为9-10m，在此高度下，即使有水被气流带过收水器，水冷塔口也不会出现溅水现象；
进一步地，上部放空段是由碳钢组成。相较于传统的水泥材料，碳钢结构更加牢固轻便，减轻了水冷塔的自重，增加了整体机械结构上的稳定性。
进一步的，所述丝网除沫器的滤网材料为钢丝。当带有雾沫的气体以一定速度上升通过丝网时，由于雾沫上升的惯性作用，雾沫与丝网细丝相碰撞而被附着在细丝表面上。细丝表面上雾沫的扩散、雾沫的重力沉降，使雾沫形成较大的液滴沿着细丝流至两根丝的交接点。细丝的可润湿性、液体的表面张力及细丝的毛细管作用，使得液滴越来越大，直到聚集的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴就从细丝上分离下落。气体通过丝网除沫器后，基本上不含雾沫。分离气体中的雾沫，以改善操作条件，优化工艺指标，减少设备腐蚀，延长设备使用寿命，增加处理量及回收有价值的物料，保护环境，减少大气污染等。结构简单体积小，除沫效率高，阻力小，重量轻，安装、操作、维修方便，丝网除沫器对粒径≥3～5um的雾沫，捕集效率达98％-99.8％，而气体通过除沫器的压力降却很小，只有250-500pa，有利于提高设备的生产效率。
与现有的收水器相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型上部放空段的高度由传统的1m改为9.2米，从结构上减少了溅水现象的发生；与此同时改造后的水冷塔上部放空段由水泥方形改为碳钢圆形，降低自重的同时，有效增加了结构强度，保证了结构上的安全性。
附图说明
图1是本实用新型的水冷塔外观图；
图2是本实用新型丝网除沫器的结构示意图；
图3是本实用新型旋流收水器的外观图
图4是本实用新型旋流收水器的结构示意图；
图5是本实用新型防回流挡板的结构示意图；
图6是本实用新型旋流收水器组装示意图；
图7是本实用新型托架的结构示意图。
图中：1-塔体，2-放空段，21-丝网除沫器，211-钢丝，22-旋流收水器，220-主体，221-锥体，222-正六棱柱，223-螺旋形管道，224-筒状腔，2241-防回流结构，225-出气口，226-入气口，227-出水口，228-托架，3-配水系统，4-填料区，5-气体入口，6-冷水出口。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型所采取的方式和取得的效果，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚和完整地描述。
实施例一
如图1所示，一种防止顶部喷水的水冷塔，包括塔体1，所述塔体1从上到下依次设置有放空段2、配水系统3、填料区4，气体入口5和冷水出口6，其特征在于，所述放空段2封头处设置有丝网除沫器21。
其中，所述放空段2为圆筒状结构，相较于传统的方形结构，圆筒形更具有结构上的稳定性，能够更好地承受放空段增高之后的重量。
其中，放空段2高度从传统的1m改为9.2m，在此高度下，即使有水被气流带过收水器，水冷塔口也不会出现溅水现象。
其中，上部放空段2是由碳钢组成。相较于传统的水泥材料，碳钢结构更加牢固轻便，减轻了水冷塔的自重，增加了整体机械结构上的稳定性。
如图2所示，所述丝网除沫器21的滤网211制备材料为钢丝。
工作流程：
冷水塔底部的废氮和空气经水雾喷洒、进行热交换后，进入丝网除沫器21进行气液混合相的分离。当带有雾沫的气体以一定速度上升通过丝网时，由于雾沫上升的惯性作用，雾沫与丝网细丝相碰撞而被附着在细丝表面上。细丝表面上雾沫的扩散、雾沫的重力沉降，使雾沫形成较大的液滴沿着细丝流至两根丝的交接点。细丝的可润湿性、液体的表面张力及细丝的毛细管作用，使得液滴越来越大，直到聚集的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴就从细丝上分离下落。气体通过丝网除沫器后，基本上不含雾沫。分离气体中的雾沫，以改善操作条件，优化工艺指标，减少设备腐蚀，延长设备使用寿命，增加处理量及回收有价值的物料，保护环境，减少大气污染等。结构简单体积小，除沫效率高，阻力小，重量轻，安装、操作、维修方便，丝网除沫器对粒径≥3～5um的雾沫，捕集效率达98％-99.8％，而气体通过除沫器的压力降却很小，只有250-500pa，有利于提高设备的生产效率。
实施例二
本实用新型中的丝网除沫器21也可替换为旋流收水器22。
旋流收水器22的基本原理是将具有一定密度差气-液两相混合物进行分离。将混合相以一定的压力切向进入旋流收水器22，在螺旋形管道223内产生高速旋转流场，介质在进入圆锥段后，由于内径的逐渐缩小，液体旋转速度逐步加快，气体的温度下降，外加螺旋形管道223内壁对于气体中携带液珠的滞留作用，混合相中的液滴汇集于螺旋形管道223上端口，并沿筒状腔224向下流动，最终由出水口227排出；组分中的气体向中心轴线方向运动，并在轴线中心形成一向上运动的涡旋，最终由出气口225排出，这样就达到了气液分离的目的。
如图3和图4所示，上部放空段1入口处设有旋流收水器22；旋流收水器22包括主体220，主体220是由位于上部的锥体221和位于下部的正六棱柱222组成；主体220沿中心轴线方向设置有筒状腔224，筒状腔224贯通主体220上、下面形成上、下端口，筒状腔224上端口作为出气口225，筒状腔224下端口作为出水口227；主体220内部沿筒状腔224外侧设有上窄下宽的螺旋形管道223，螺旋形管道223上端口切向开设于筒状腔224上端口侧壁处，螺旋形管道223下端口开设于正六棱柱222底部，与筒状腔224下端口相邻，作为入气口226。
如图5所示，出水口227内腔中设有防回流结构2241，防回流挡板2241为倒置的无上下面的圆台形。防回流挡板2241主要是为了防止出水口227附近的液滴被上升的气流吹回旋流收水器22，导致旋流收水器22内部堵塞，降低工作效率。
如图6所示，旋流收水器22为可组合模块，每个单独的旋流收水器22可通过侧面与其余旋流收水器2连接，连接方式为榫卯连接。前面、右后面、左后面设置榫头，后面、左前面、右前面设置卯槽，通过榫卯相互扣合便能组装起来整个装置。因为是可拆卸组合的组合模块，所以可以满足不同内径大小的冷水塔，只需根据内径大小选取合适数量的旋流收水器22拼接起来即可。简单方便，易于清洁维修，如果发生损坏，也只需要更换个别模块，所以具有很好的经济效益。
旋流收水器22是由ⅰ型pvc材料组成，ⅰ型pvc材料购置于上海仁和新材料科技有限公司。ⅰ型pvc材料具备高软化点和熔炼温度，优良的的耐湿性、酸碱、腐蚀性能以及柔韧性和抗老化性能。材料使用寿命长，因此具有很好的经济效益。
如图6所示，旋流收水器22包括与之配套使用的托架228，如图7所示，托架228为圆形，安装于水冷塔上部放空段下方内壁上
所述托架228选用玻璃钢材料制备。玻璃钢具有坚韧、稳固、轻质、防腐防滑、导热系数低、不易破碎、疲劳强度和冲击强度高、安装方便、不需要防腐和维修等特点，因此是理想的托架制备材料。
本实用新型设计了旋流收水器22结构，布置冷却塔内后，和普通波形收水器相比，其收水效果明显高于普通波形收水器，能够有效的解决飘水问题——能减除冷却塔排出湿热空气中挟带的大量细小水滴漂移物，避免对周围环境的造成污染的同时能起到节水减耗的作用。因具备螺旋式管道223，所以在有限空间内能大大增加气液两相的分离路程，利用气体本身的动能加速分离过程。相较于传统的收水器，不仅分离度高，而且分离效率也高。因采用了ⅰ型pvc材料，使得装置不易老化分解，在轻自重的前提下能够胜任水冷塔中恶劣的工作环境，能耐受高温和腐蚀，不会轻易脱落，不会发生填料堵塞的现象。
工作流程：
冷水塔底部的废氮和空气经水雾喷洒、进行热交换后，进入旋流收水器22进行气液混合相的分离。混合相以一定的压力切向进入旋流收水器22，在螺旋形管道223内产生高速旋转流场，介质在进入圆锥体221段后，由于螺旋形管道223内径的逐渐缩小，液体旋转速度逐步加快，气体的温度下降，外加螺旋形管道223内壁对于气体中携带液珠的滞留作用，混合相中的水雾以液滴的形式汇集于螺旋形管道223上端口，并沿筒状腔224向下流动，最终由出水口227排出；而混合相中的气体则向中心轴线方向运动，并在轴线中心形成一向上运动的涡旋，最终由出气口225排出，这样便达到了气液分离的目的。
最终从旋流收水器22中排放出的气体即使带有个别未能分离的液滴，9.2米高度的上部放空段也能够阻止液滴逃逸出水冷塔。液滴只会回流进水冷塔，进入水循环，既不会污染环境不会产生水资源的浪费。
1.一种防止顶部喷水的水冷塔，包括塔体(1)，所述塔体(1)从上到下依次设置有放空段(2)、配水系统(3)、填料区(4)，气体入口(5)和冷水出口(6)，其特征在于，所述放空段(2)封头处设置有丝网除沫器(21)。
2.如权利要求1所述的一种防止顶部喷水的水冷塔，其特征在于，所述放空段(2)为圆筒状结构，高度为9-10m。
3.如权利要求1所述的一种防止顶部喷水的水冷塔，其特征在于，所述放空段(2)的制备材料为碳钢。
4.如权利要求1所述的一种防止顶部喷水的水冷塔，其特征在于，所述丝网除沫器(21)的滤网(211)制备材料为钢丝。
技术总结