本发明属于通风空调系统技术领域，具体涉及一种柴油发电机组全工况消烟降温系统。
背景技术：
柴油机电站以柴油为燃料，将柴油的化学能转化为电能，一般用于市电中断或特殊时机时的不间断供电。由于柴油燃烧会产生大量的高温废气，其排气温度一般达几百摄氏度、并伴随肉眼可见的不完全燃烧颗粒物。
柴油发电机组排烟消烟降温措施很多，总的来说可分为烟气除尘和烟气降温两方面，烟气除尘常采用湿法除尘和干式除尘两大类：湿法除尘采用液态吸附剂对烟气颗粒进行吸附式净化；干式除尘采用过滤、静电集尘等技术，净化去除烟气中不完全燃烧颗粒物。烟气降温常采用间壁换热、蒸发冷却和混风冷却三类：间壁换热将高温烟气与冷源流体导入换热器，在换热器内部冷、热流体通道隔板两侧实现烟气换热降温；蒸发冷却将蒸发液与高温烟气直接接触，利用蒸发液蒸发相变吸热实现烟气降温；混风冷却通过引入低温环境冷空气与高温烟气混合，以降低烟气温度。
中国发明专利“柴油发电机组消烟降温装置”(cn106762037a)公开了一种柴油发电机组消烟降温装置，包括烟气进雾处理室、除雾器室和凹凸棒土的消烟反应液，其首先将柴油发电机组排烟导入进雾处理室冷却降温，然后进入除雾器室除液排出。
中国发明专利“消烟降温机组及应用该机组的柴油发电机”(cn108104905a)公开了一种消烟降温机组及应用该机组的柴油机，包括第一级冷却降温器、第二级冷却降温器和静电消烟器，其首先将柴油发电机组排烟导入第一级冷却降温器喷淋降温，然后进入第二级冷却降温器间壁换热冷却降温，再进入静电消烟器进行静电消烟除尘。
上述专利的技术方案均存在以下问题：一是烟气降温依赖冷却水蒸发冷却，用水量大，对于水源匮乏的某些工程实用性不强；二是烟气消烟主要依赖静电消烟器或者凹凸棒反应液，需频繁进行集尘清理和反应液更换补充，装置的工程化程度低、使用维护复杂；三是经装置处理后排烟含水率高，在低温环境工况下排烟易局部生成白雾，排烟可见光暴露特征明显；四是受限于冷却水源温度，装置在低温环境工况下无法将排烟降低至与环境空气温差4℃范围以内，排烟热红外特征明显。
技术实现要素：
针对背景技术中所涉及到的缺陷，本发明提供了一种柴油发电机组全工况消烟降温系统，以解决现有的柴油发电机组排烟消烟降温系统用水量大、维护复杂、工程化程度低、消烟降温效果不显著等技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种柴油发电机组全工况消烟降温系统，包括：水洗除尘降温装置、第一混风降温装置、第二混风降温装置、第一水管、第一风管、第二风管、第三风管、第四风管、第五风管和第六风管。
其中，水洗除尘降温装置通过第一水管与水源相连，通过第一风管与柴油发电机组的排烟管相连，通过第二风管与第一混风降温装置相连；
第一混风降温装置通过第二风管分别与水洗除尘降温装置和柴油发电机组机房排风管相连，通过第三风管和第四风管与第二混风降温装置相连；
第二混风降温装置通过第三风管和第四风管与第一混风降温装置相连，通过第五风管和第六风管分别与外界环境相连。
进一步地，水洗除尘降温装置包括水泵、喷淋塔和第一气液分离器；
其中，水泵的进水口通过第一水管与水源相连，水泵的出水口与喷淋塔的进水口相连；
喷淋塔的进风口通过所述第一风管与柴油发电机组的排烟管相连，喷淋塔的出风口与所述第一气液分离器的进风口相连；
第一气液分离器的出风口与第二风管相连。
进一步地，柴油发电机组全工况消烟降温系统还包括第二水管，第二水管与喷淋塔的出水口相连，用于排出喷淋塔中的冷却水。
进一步地，第一混风降温装置包括第一风机、第二风机、第一换热器和第二气液分离器；
其中，第一风机的吸气端通过第二风管分别与第一气液分离器的出风口和柴油发电机组机房排风管相连，第一风机的排气端与第一换热器的热端进风口相连；
第一换热器的冷端进风口通过第三风管与第二混风降温装置相连，第一换热器的冷端出风口与第二风机的吸气端相连；
第一换热器的热端出风口与第二气液分离器的进风口相连；
第二气液分离器的出风口通过第四风管与第二混风降温装置相连。
进一步地，第二混风降温装置包括第二换热器、第三换热器；
其中，第二气液分离器的出风口通过第四风管分别与第二换热器的热端进风口和第三换热器的热端进风口相连；
第二换热器的冷端进风口和第三换热器的冷端进风口分别通过第五风管与外界环境相连；
第二换热器的冷端出风口和第三换热器的冷端出风口分别通过第三风管与第一换热器的冷端进风口相连；
第二换热器的热端出风口和第三换热器的热端出风口分别通过第六风管与外界环境相连。
进一步地，第二混风降温装置还包括第一微压计和第二微压计；
其中，第一微压计的两端分别与第二换热器的冷端进风口和冷端出风口相连，用于测量第二换热器的冷端进风口和冷端出风口的气压差；
第二微压计的两端分别与第三换热器的冷端进风口和冷端出风口相连，用于测量第三换热器的冷端进风口和冷端出风口的气压差。
进一步地，第二换热器的冷端进风口、冷端出风口、热端进风口和热端出风口安装有风阀；
第三换热器的冷端进风口、冷端出风口、热端进风口和热端出风口安装有风阀。
进一步地，第二换热器的热端进风口、热端出风口与第三换热器的热端进风口、热端出风口通过第七气管相连；
第二换热器的热端进风口与第七气管之间、第二换热器的热端出风口与第七气管之间、第三换热器的热端进风口与第七气管之间、第三换热器的热端出风口与第七气管之间安装有风阀。
进一步地，风阀为电动风阀。
进一步地，第一换热器、第二换热器和第三换热器为板式换热器。
本发明的柴油发电机组全工况消烟降温系统的有益效果如下：
⑴第一混风降温装置和第二混风降温装置利用环境冷空气作为冷源，将环境冷空气作为冷源引入第一混风降温装置和第二混风降温装置的第二换热器和第三换热器内，与含烟混风换热，能大幅减少水洗除尘降温装置的耗水量。⑵引入外界冷空气，使之作为冷源在第一混风降温装置和第二混风降温装置中对含烟混风进行多次换热降温，有利于含烟混风温度降低至接近环境空气温度，可达到不同环境温度工况下排烟与环境空气温差在4℃范围内要求。⑶通过阀门切换，控制混风、环境冷空气在第一换热器和第二换热器中的换热流向，以在第二换热器(第三换热器)发生冰堵时使环境冷空气经过第三换热器(第二换热器)，同时使混风先经过第二换热器(第三换热器)进行融冰降温，然后混风再进入第三换热器(第二换热器)再次降温排出，能够保证低温时系统正常工作。
附图说明
图1是本发明的一种柴油发电机组全工况消烟降温系统的一实施例的系统结构示意图；
图2是本发明的一种柴油发电机组全工况消烟降温系统正常工作时的流体流向示意图；
图3是本发明的一种柴油发电机组全工况消烟降温系统融冰工作时的流体流向示意图。
具体实施方式
以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
本实施例公开了一种柴油发电机组全工况消烟降温系统，其系统结构图如图1所示，包括：水洗除尘降温装置1、第一混风降温装置2、第二混风降温装置3、第一水管4、第一风管5、第二风管6、第三风管7、第四风管8、第五风管9和第六风管10。
其中，水洗除尘降温装置1通过第一水管4与水源相连，通过第一风管5与柴油发电机组的排烟管相连，通过第二风管与第一混风降温装置2相连。本发明的水洗除尘降温装置1通过来自水源的冷却水直接接触来自柴油发电机组排放的烟气，达到除尘和降温的效果。
第一混风降温装置2通过第二风管6分别与水洗除尘降温装置1和柴油发电机组机房排风管相连，通过第三风管7和第四风管8与第二混风降温装置3相连。
第二混风降温装置3通过第三风管7和第四风管8与第一混风降温装置1相连，通过第五风管9和第六风管10分别与外界环境相连。
本发明的第一混风降温装置2和第二混风降温装置3，通过引入外界冷空气，充分利用冷空气的冷量，对经过水洗除尘降温装置1除尘、降温后的烟气进一步进行多次换热降温，从而有利于将含烟混风温度降低至接近环境温度，满足不同环境工况下排烟与环境空气温差在4℃范围内的要求。
本实施例中，水洗除尘降温装置1主要用于对烟气进行冷却水除尘、降温，包括水泵11、喷淋塔12和第一气液分离器13。
其中，水泵11的进水口通过第一水管4与水源相连，水泵11的出水口与喷淋塔12的进水口相连，喷淋塔12的进水口位于塔体的上部。
喷淋塔12塔体的下部设有进风口，进风口通过第一风管5与柴油发电机组的排烟管相连，从而将柴油发电机组排出的高温含烟气体引入喷淋塔12中。含烟气体经水冷除尘、降温后含有大量的水汽，后续处理中需要分离出其中的水分，因此水洗除尘降温装置1在位于喷淋塔12塔体上部的出风口设置第一气液分离器13，喷淋塔12的出风口与第一气液分离器13的进风口相连，第一气液分离器13的出风口与第二风管6相连，经水洗除尘降温装置1除尘、降温后的气体经过第一气液分离器13除液后，通过第二风管6进入第一混风降温装置2进一步进行降温处理。
在一个优选的实施例中，柴油发电机组全工况消烟降温系统还包括第二水管14，该第二水管14与喷淋塔12的出水口相连，用于排出喷淋塔12中的冷却水。
在一个优选的实施例中，水泵11设有变频调节机构(图中未示出)，用于根据实际冷却需要调节水泵11的供水量。
本实施例中，第一混风降温装置2包括第一风机21、第二风机22、第一换热器23和第二气液分离器24。
其中，第一风机21的吸气端通过第二风管6分别与第一气液分离器13的出风口和柴油发电机组机房排风管相连，第一风机21的排气端与第一换热器23的热端进风口相连，用于将经过水洗除尘降温装置1除尘、降温并干燥后的气体与柴油发电机组机房的排风管排出的空气进行混合后送至第一换热器23中进行换热降温。
第一换热器23的冷端进风口通过第三风管7与第二混风降温装置3相连，第一换热器23的冷端出风口与第二风机22的吸气端相连，通过调节第二风机22的吸风量，可增大或减小外界冷空气的吸入量，从而调节高温气体的降温效果。在一个优选的实施例中，第二风机22的排气端将经过换热交换后的空气排至工程的空调通风系统，从而回收部分能量，进一步实现节能减排。
第一换热器23的热端出风口与第二气液分离器24的进风口相连，第二气液分离器24的出风口通过第四风管8与第二混风降温装置3相连，将干燥后的气体经第二混风降温装置3进一步换热降温后排放至外界环境。经过第二气液分离器24的干燥作用，进一步去除气体中的水分，从而避免在低温环境下排放至外界环境时易局部生成白雾。
在一个优选的实施例中，第一换热器23采用板式换热器，板式换热器换热效率高、平均传热温差小，可使本发明的柴油发电机组全工况消烟降温系统的降温效果显著，且能耗较低。
本实施例中，第二混风降温装置3包括第二换热器31和第三换热器32。其中，第二气液分离器24的出风口通过第四风管8分别与第二换热器31的热端进风口和第三换热器32的热端进风口相连。
第二换热器31的冷端进风口和第三换热器32的冷端进风口分别通过第五风管9与外界环境相连；第二换热器31的冷端出风口和第三换热器32的冷端出风口分别通过第三风管7与第一换热器23的冷端进风口相连；第二换热器31的热端出风口和第三换热器32的热端出风口分别通过第六风管10与外界环境相连。
由于热气体通过在第二换热器31和第三换热器32与外界冷空气进行换热降温，一方面能够使得柴油发电机组排放的高温气体降至环境温度并排至外界换进，另一方面同时又能够利用高温气体将外界冷空气加热并排放至空调通风系统，从而实现显著降温，又回收能量，节能减排的双重效果。
在一个优选的实施例中，第二混风降温装置3还包括第一微压计33和第二微压计34。
其中，第一微压计33的两端分别与第二换热器31的冷端进风口和冷端出风口相连，用于测量第二换热器31的冷端进风口和冷端出风口的气压差。第二微压计34的两端分别与第三换热器32的冷端进风口和冷端出风口相连，用于测量第三换热器32的冷端进风口和冷端出风口的气压差。
第二混风降温装置3设置第一微压计33和第二微压计34，通过监控第二换热器31和第三换热器32的冷端进风口和冷端出风口的气压差，识别出第二换热器31和第三换热器32的内部是否出现结冰堵塞现象。当出现结冰堵塞现象时可先通过改变高温气体的流向，进行融冰操作，当第二换热器31和第三换热器32的内部结冰全部融化后，即可改变气体流向，进行正常的换热降温工作。
在一个优选的实施例中，第二换热器31的冷端进风口、冷端出风口、热端进风口和热端出风口安装有风阀，图示为风阀35、36、37、38；第三换热器32的冷端进风口、冷端出风口、热端进风口和热端出风口安装有风阀，图示为风阀39、310、311、312。
第二换热器31的热端进风口、热端出风与第三换热器32的热端进风口、热端出风口通过第七气管15相连。第二换热器31的热端进风口与第七气管15之间安装有风阀313，第二换热器31的热端出风口与第七气管15之间安装有风阀314，第三换热器32的热端进风口与第七气管15之间安装有风阀315，第三换热器32的热端出风口与第七气管15之间安装有风阀316。
上述风阀可优选电动风阀，通过设置风阀，手动或自动启闭风阀，从而实现改变气体流向的目的。
工作原理：
柴油发电机组全工况消烟降温系统正常工作时，流体流向如图2所示。
启动水泵11，将水源的冷却水引至喷淋塔12，调节水泵11的频率，进而调节冷却水的供水量。
依次启动风阀38、312、35、39、36、310、37、311，同时启动第一风机21、第二风机22，并实时监测喷淋塔12的进烟温度、喷淋塔12的进烟风量、第一风机21排气端的混风温度和混风风量、第一换热器23热端出风口排出混风温度、外界环境空气温度、外界环境空气风量、第六风管10排风温度、第二换热器31冷端进风口和冷端出风口的气压差、第三换热器32冷端进风口和冷端出风口的气压差。
调节第二风机22的工作频率，使引入外界环境冷空气风量满足第六风管10排风温度排风温度高于环境冷空气温度4℃，至此完成柴油发电机组排放的高温气体的除尘、降温处理并排放至外界环境。
柴油发电机组全工况消烟降温系统融冰工作时，流体流向如图3所示。
当监测到第三换热器32冷端进风口和冷端出风口的气压差超过500pa时，此时第三换热器32内部发生结冰堵塞状态，需要对结冰进行融化。此时依次开启风阀310、316、313，并依次关闭风阀36、39、312、311，利用高温气体对第三换热器32进行加热，从而使得第三换热器32内的结冰融化。
待第三换热器32内的结冰融化后，即可转入正常工作时的操作流程。
综上所述，本发明提供了一种柴油发电机组全工况消烟降温系统，利用环境冷空气作为冷源，将环境冷空气作为冷源引入第一混风降温装置和第二混风降温装置的第一换热器和第二换热器内，与含烟混风换热，能大幅减少水洗除尘降温装置的耗水量。同时，有利于含烟混风温度降低至接近环境空气温度，可达到不同环境温度工况下排烟与环境空气温差在4℃范围内要求。通过阀门切换，控制混风、环境冷空气在换热器中的换热流向，以在换热器发生冰堵时使混风先经过该换热器进行融冰降温，然后混风再进入降温排出，能够保证低温时系统正常工作。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
1.一种柴油发电机组全工况消烟降温系统，其特征在于，包括：水洗除尘降温装置、第一混风降温装置、第二混风降温装置、第一水管、第一风管、第二风管、第三风管、第四风管、第五风管和第六风管；
所述水洗除尘降温装置通过第一水管与水源相连，通过第一风管与所述柴油发电机组的排烟管相连，通过第二风管与所述第一混风降温装置相连；
所述第一混风降温装置通过第二风管分别与所述水洗除尘降温装置和柴油发电机组机房排风管相连，通过第三风管和第四风管与所述第二混风降温装置相连；
所述第二混风降温装置通过第三风管和第四风管与所述第一混风降温装置相连，通过第五风管和第六风管分别与外界环境相连。
2.如权利要求1所述的一种柴油发电机组全工况消烟降温系统，其特征在于：
所述水洗除尘降温装置包括水泵、喷淋塔和第一气液分离器；
所述水泵的进水口通过所述第一水管与水源相连，所述水泵的出水口与所述喷淋塔的进水口相连；
所述喷淋塔的进风口通过所述第一风管与所述柴油发电机组的排烟管相连，所述喷淋塔的出风口与所述第一气液分离器的进风口相连；
所述第一气液分离器的出风口与所述第二风管相连。
3.如权利要求2所述的一种柴油发电机组全工况消烟降温系统，其特征在于：
所述柴油发电机组全工况消烟降温系统还包括第二水管，所述第二水管与所述喷淋塔的出水口相连，用于排出所述喷淋塔中的冷却水。
4.如权利要求2或3所述的一种柴油发电机组全工况消烟降温系统，其特征在于：
所述第一混风降温装置包括第一风机、第二风机、第一换热器和第二气液分离器；
所述第一风机的吸气端通过第二风管分别与所述第一气液分离器的出风口和柴油发电机组机房排风管相连，所述第一风机的排气端与所述第一换热器的热端进风口相连；
所述第一换热器的冷端进风口通过所述第三风管与所述第二混风降温装置相连，所述第一换热器的冷端出风口与所述第二风机的吸气端相连；
所述第一换热器的热端出风口与所述第二气液分离器的进风口相连；
所述第二气液分离器的出风口通过所述第四风管与所述第二混风降温装置相连。
5.如权利要求4所述的一种柴油发电机组全工况消烟降温系统，其特征在于：
所述第二混风降温装置包括第二换热器和第三换热器；
所述第二气液分离器的出风口通过所述第四风管分别与所述第二换热器的热端进风口和所述第三换热器的热端进风口相连；
所述第二换热器的冷端进风口和所述第三换热器的冷端进风口分别通过所述第五风管与外界环境相连；
所述第二换热器的冷端出风口和所述第三换热器的冷端出风口分别通过所述第三风管与所述第一换热器的冷端进风口相连；
所述第二换热器的热端出风口和所述第三换热器的热端出风口分别通过所述第六风管与外界环境相连。
6.如权利要求5所述的一种柴油发电机组全工况消烟降温系统，其特征在于：
所述第二混风降温装置还包括第一微压计和第二微压计；
所述第一微压计的两端分别与所述第二换热器的冷端进风口和冷端出风口相连，用于测量所述第二换热器的冷端进风口和冷端出风口的气压差；
所述第二微压计的两端分别与所述第三换热器的冷端进风口和冷端出风口相连，用于测量所述第三换热器的冷端进风口和冷端出风口的气压差。
7.如权利要求6所述的一种柴油发电机组全工况消烟降温系统，其特征在于：
所述第二换热器的冷端进风口、冷端出风口、热端进风口和热端出风口安装有风阀；
所述第三换热器的冷端进风口、冷端出风口、热端进风口和热端出风口安装有风阀。
8.如权利要求7所述的一种柴油发电机组全工况消烟降温系统，其特征在于：
所述第二换热器的热端进风口、热端出风口与所述第三换热器的热端进风口、热端出风口通过第七气管相连；
所述第二换热器的热端进风口与第七气管之间、所述第二换热器的热端出风口与第七气管之间、所述第三换热器的热端进风口与第七气管之间、所述第三换热器的热端出风口与第七气管之间安装有风阀。
9.如权利要求7或8所述的一种柴油发电机组全工况消烟降温系统，其特征在于：
所述风阀为电动风阀。
10.如权利要求9所述的一种柴油发电机组全工况消烟降温系统，其特征在于：
所述第一换热器、第二换热器和第三换热器为板式换热器。
技术总结