本发明涉及锅炉蒸汽冷却领域，具体为一种锅炉蒸汽冷却塔及其控制方法。
背景技术：
1、锅炉是工业生产中不可缺少的设备之一，它用于将水加热成为高温蒸汽，供应工业生产中所需的热能。燃气锅炉产生蒸汽来推动涡轮机发电机做功发电，在给涡轮机发电机做功后，随后过热蒸汽离开涡轮机，进入凝汽器。凝汽器是一个专门设计用来冷却蒸汽并将其凝结成水的热交换器。在凝汽器中，蒸汽放出剩余的热能，通常是通过与冷却水进行热交换来实现冷却。而与锅炉产生的蒸汽进行热交换后，流出凝汽器的冷却水也具有很高的温度，需要靠冷却塔对冷却水进行冷却，冷却塔将高温的冷却水进行冷却后，继续输送至凝汽器进行热交换。
2、冷却塔在低温季节，环境温度过低时，管内流体易冻结。这种冻结具有极大破坏性，由于盘管换热器有多个回路循环，管线密集，冻结位置较多且难以处理，严重时可能导致整组盘管换热器的报废，而盘管换热器的造价通常较高。这不仅影响了用户的正常使用，也损害了用户的经济利益。
3、主流的冷却塔分为两种：湿式冷却塔和干式冷却塔。湿式冷却塔主要通过水的蒸发来实现热量的传递和冷却效果。在湿式冷却塔中，热水被分布到冷却塔的充填填料区，与空气接触。空气受热上升，部分水分蒸发带走热量，实现冷却效果，剩余的冷却水收集在塔底，被循环利用。干式冷却塔不依赖水的蒸发，而是直接使用空气流过热交换器来冷却工作介质如水或其他流体。在干式冷却塔系统中，热交换器通常是由一系列管道或翅片管组成，工作介质流经这些管道，而空气则在管道外部流动，带走热量。
4、如授权公告号为cn110793378b的中国专利公开了一种自然通风冷却塔防冻系统及冷却水温度控制方法，解决了自然通风冷却塔寒冷季的防冻安全问题。该方法通过将来自凝汽器的热循环水分为二路，一路进入冷却塔的配水系统，另一路经进水调节阀进入管翅式气水换热器的管侧，热循环水对冷空气实现了预加热。进入换热器的水参与空气预热后，直接流入湿式冷却塔的集水池中，并不存在与进入冷却塔配水系统的水并流问题。如果采用上述发明方法解决干式冷却塔的防冻问题，需要解决对参与预加热的水与进入冷却塔配水系统的水并流的问题，而由于两路分流的水存在压力差：因为参与预加热的水流经过管翅式气水换热器时，水会受到流速、摩擦和换热器内部的构造等因素的影响，导致压力有所下降，提前进入冷却塔配水系统的水压力大于进入管翅式气水换热器的水，因此会导致提前进入冷却塔配水系统的水对参与预加热的水产生冲击和剪切作用，这种冲击和剪切可能会导致流体动力效应，如涡流形成和湍流现象的出现，管道系统中的其他部件如阀门、弯头等可能会受到水流冲击的影响，从而产生振动、噪音等问题。
5、尽管干式冷却塔不涉及外部水的喷淋过程，但在寒冷季节中，如遭遇短暂或长时间的停机状态，或当管内水温骤降且流速缓慢时，冷却塔内流体极易发生冻结现象。此类冻结对设备产生的破坏性影响是巨大的，特别是因为盘管式换热器含有众多的循环回路，管路布置相对密集，确定冻结点位并进行处理变得尤为困难。在严重情况下，可能导致整个盘管式换热器组件报废。鉴于盘管式换热器的成本十分昂贵，冻结不仅妨碍了冷却塔的正常运行，也对用户的经济利益造成了实质性的损害。因此采取有效的防冻措施，对干式冷却塔的稳定运行和用户利益的保护都是至关重要的。
6、根据热力学中的传热和流动原理，冷却塔的主要作用是通过空气与冷却水的热交换，将冷却水的温度降低。在这个过程中，冷却水的蒸发和散热效果受到空气循环速度的影响。
7、风扇的作用是促进空气的流动，加快空气与冷却水的热交换。但是，当外界空气温度过低时，过快的空气循环速度可能会使冷却水温度进一步降低，甚至可能导致结冰。因此，适当降低风扇的转速和减少百叶窗的开度，可以降低空气循环速度，减少冷却水的蒸发和散热，同时避免冷却水结冰的风险。
8、综上所述，在冷却塔领域存在如下问题：
9、冬季由于外部温度较低，进入冷却塔的空气温度也较低，极容易造成冷却塔的盘管内流体冻结；
10、采用循环水分流方式，利用一部分的循环水自身温度对进入塔内的空气进行预加热需要考虑循环水并流的问题，因为提前进入冷却塔配水系统的水压力大于进入管翅式气水换热器的水，所以会导致提前进入冷却塔配水系统的水对参与预加热的水产生冲击和剪切作用，这种冲击和剪切可能会导致流体动力效应，如涡流形成和湍流现象的出现，管道系统中的其他部件如阀门、弯头等会受到水流冲击的影响，从而产生振动、噪音等问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种锅炉蒸汽冷却塔及其控制方法，以解决上述背景技术中提出的冬季需要防止冷却塔外部空气温度过低而导致的冷却塔的盘管内流体冻结、采用循环水分流方式对进入塔内的空气预加热，并流时会出现涡流和湍流现象等问题。整体思路为通过空气预热装置，将高温循环水冷却水置于水箱中，利用设置在水箱内部的空气盘管，使进入冷却塔内部的空气充分与高温循环水进行热交换，从而达到冬季防冻的目的。
2、为实现上述目的，本发明提供一种锅炉蒸汽冷却塔，所述冷却塔为干式冷却塔，与换热设备通过水管相连接，所述锅炉蒸汽冷却塔包括温度检测装置、控制系统、空气预热装置、冷却水循环系统、空气循环系统、冷却装置：其中，
3、空气预热装置：空气预热装置与冷却装置通过空气管道与水管相连接；空气预热装置与冷却水循环系统通过水管相连接；空气预热装置用于对空气进行预热；
4、冷却装置：冷却装置与空气预热装置通过空气管道与水管相连接，冷却装置与冷却水循环系统通过水管相连接，冷却装置与空气循环系统通过空气管道相连接；冷却装置用于将冷却水与空气进行热交换，使冷却水冷却；
5、冷却水循环系统：冷却水循环系统与换热设备通过水管相连接，冷却水循环系统与空气预热装置通过水管相连接，冷却水循环系统与冷却装置通过水管相连接；冷却水循环系统用于实现换热设备、空气预热装置、冷却装置之间的冷却水循环；
6、空气循环系统：空气循环系统与空气预热装置通过空气管道相连接，空气循环系统与冷却装置通过空气管道相连接，空气循环系统用于实现冷却塔外部、空气预热装置、冷却装置之间的空气循环；
7、温度检测装置：与控制系统呈电性相连接，用于检测冷却塔外部空气温度，并将冷却塔外部空气温度传输至控制系统；
8、控制系统：与温度检测装置、冷却水循环系统、空气循环系统、空气预热装置、冷却装置呈电性相连接，用于根据温度检测装置传输的冷却塔外部空气温度，对冷却水循环系统、空气循环系统、空气预热装置、冷却装置进行控制。
9、本发明提供一种锅炉蒸汽冷却塔控制方法，所述锅炉蒸汽冷却塔控制方法根据温度检测装置检测的冷却塔外部空气温度，对干式冷却塔的运行方式进行控制。
10、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
11、采用冷却水的自热为空气进行预热，节约了为空气预热的能源；在低温地区起到了防止冷却塔外部空气温度过低而导致的冷却塔的盘管内流体冻结的作用；
12、通过水箱和空气盘管的设置，避免了分流预热方法由于合流造成的涡流和湍流现象的产生，提高了热交换效率；
13、通过控制百叶窗的开度、风扇的转速，可以控制冷却塔内部的空气循环速度，在外界空气温度过低时，适当降低百叶窗的开度、风扇的转速，可以有效降低冷却塔内部的空气循环速度，从而防止冷却塔内部管内流体冻结。
1.一种锅炉蒸汽冷却塔，与换热设备通过水管相连接，其特征在于，所述锅炉蒸汽冷却塔包括温度检测装置、控制系统、空气预热装置、冷却水循环系统、空气循环系统、冷却装置；其中，
2.根据权利要求1所述的锅炉蒸汽冷却塔，其特征在于，所述空气循环系统包括；空气入口管道（5）、四号空气管道（4）、换向阀c、换向阀d：其中，换向阀c的进口处与空气入口管道（5）相连接；换向阀c的出口处与四号空气管道（4）相连接；换向阀d的进口处与四号空气管道（4）相连接。
3.根据权利要求2所述的锅炉蒸汽冷却塔，其特征在于，所述空气预热装置包括：水箱（9）、空气盘管（3）、六号管道（6）、二号管道（2）、水箱水泵（910）；其中，六号管道（6）与水箱（9）的进口相连接，二号管道（2）与水箱（9）的出口相连接，水箱水泵（910）设置在二号管道（2）上；空气盘管（3）安装在水箱（9）内部，空气盘管（3）的进口穿出水箱（9）与换向阀c的出口处相连接，空气盘管（3）的出口穿出水箱（9）与换向阀d的进口处相连接。
4.根据权利要求3所述的锅炉蒸汽冷却塔，其特征在于，所述冷却水循环系统包括：十五号管道（15）、十六号管道（16）、十五号水泵（1501）、十六号水泵（1601）、一号管道（1）、换向阀b、换向阀a；其中，十五号水泵（1501）设置在十五号管道（15）上；十六号水泵（1601）设置在十六号管道（16）上；换向阀b的进口处与十五号管道（15）相连接；换向阀b的出口处与六号管道（6）、一号管道（1）相连接；换向阀a的进口处与一号管道（1）、二号管道（2）相连接。
5.根据权利要求4所述的锅炉蒸汽冷却塔，其特征在于，所述冷却装置包括：壳体（8）、冷却盘管（12）、一号空气入口管道（801）、二号空气入口管道（802）、百叶窗（10）、风扇（7）；其中，百叶窗（10）设置在壳体（8）顶部空气出口处，风扇（7）设置在百叶窗（10）的下方，冷却盘管（12） 安装在壳体（8）内；冷却盘管（12） 的进口穿出壳体（8）与换向阀a的出口处相连接，冷却盘管（12）的出口穿出壳体（8）与十六号管道（16）相连接；一号空气入口管道（801）、二号空气入口管道（802）与换向阀d的出口相连接，一号空气入口管道（801）、二号空气入口管道（802）与壳体（8）相连接，作为壳体（8）的空气入口。
6.根据权利要求5所述的锅炉蒸汽冷却塔，其特征在于，所述控制系统包括：控制信号生成器（1701）、水泵控制器（1702）、液体换向阀控制器（1703）、空气换向阀控制器（1704）、风扇控制器（1705）、百叶窗控制器（1706）：其中，控制信号生成器（1701）用于根据温度检测装置传输的冷却塔外部空气温度，生成控制信号，并将控制信号传输至水泵控制器（1702）、液体换向阀控制器（1703）、空气换向阀控制器（1704）、风扇控制器（1705）、百叶窗控制器（1706）；水泵控制器（1702）用于根据控制信号对水泵进行控制；液体换向阀控制器（1703）用于根据控制信号对液体换向阀进行控制；空气换向阀控制器（1704）用于根据控制信号对空气换向阀进行控制；风扇控制器（1705）用于根据控制信号对风扇进行控制；百叶窗控制器（1706）用于根据控制信号对百叶窗进行控制。
7.根据权利要求6所述的锅炉蒸汽冷却塔，其特征在于，所述温度检测装置为温度传感器（501）。
8.一种锅炉蒸汽冷却塔控制方法，其特征在于，所述锅炉蒸汽冷却塔控制方法用于控制权利要求1至7的任意一项所述的锅炉蒸汽冷却塔，所述锅炉蒸汽冷却塔控制方法根据温度检测装置检测的冷却塔外部空气温度，对干式冷却塔的运行方式进行控制。
9.根据权利要求8所述的锅炉蒸汽冷却塔控制方法，其特征在于，所述锅炉蒸汽冷却塔控制方法的具体过程包括：
10.根据权利要求9所述的锅炉蒸汽冷却塔控制方法，其特征在于，所述锅炉蒸汽冷却塔控制方法的具体过程包括：
