冬季冷却塔结冰的原因及易结冰的部位

寒冷冬季，北方地区的温度通常在 0℃以下，根据不同的工艺特点，密闭式冷却塔有的冬季全天运行，有的部分时间段运行，有的几乎不用，但无论哪种情况都需要考虑冷却塔的防冻问题。因此，采取行之有效的防冻措施成为人们关注的焦点。

1  冬季冷却塔结冰的原因及易结冰的部位

1.1 结冰的原因

①当冷却塔周围湿球温度在零下10度时就可能出现结冰。

②由于塔填料水负荷分配不均,塔填料周边,淋水孔堵塞处,塔内壁、支承梁柱顺流而下的小水流的存在会结冰。

③存在小水流的壁、梁、柱、填料等都是结冰的附着物。

1.2 易结冰的部位

1.2.1冷却塔进风口处

冷却塔进风口处是最普遍的也是最容易结冰部位

(1)自然通风冷却塔的进风口,一般是在塔简内壁下缘结冰,或在塔内的挡水檐边缘挂冰。轻者形成一道较薄的冰帘,严重时连同塔筒人字柱一起冻结成为一堵厚的冰墙。在塔的背风侧,由于塔穿堂风把部分水滴吹洒到人字柱内侧面上而结冰。

(2)横流式冷却塔进风口百页窗内缘挂冰,顶部进水槽漏水造成进风口支柱和百页窗外侧大面积结冰。

进风口结冰的主要原因是冷却塔淋水填料外围水量过小,造成顺塔内壁下流的小水流在进风口上缘处或挡水檐边缘处受进塔冷空气的侵袭而结冰。

1.2.2局部淋水填料和镇料支承梁柱

若全塔热负荷及水量较少,或由于水量分配不均,会造成局部甚至全部塔填料下部结冰;塔填料外围,当淋水密度较小时,冷空气首先由此入侵,最容易形成冻害;在淋水密度较小的其他区域,如水槽堵塞、破损、喷嘴堵塞,溅水碟脱落和不对中等处,也容易造成局部冻害;因淋水填料局部水量过小,沿外围支承梁柱顺流而下,遇入塔冷空气侵袭也容易结冰。如大庆某厂冷却塔局部填料下部结成2～4m长的大冰柱,甚至坠毁塔填料。

1.2.3冷却塔顶部

自然通风冷却塔的塔顶刚性环内、外缘,由于水汽积聚,形成冰锥,严重时形成很大的冰块。

1.2 结冰的危害

冷却塔结冰对塔的安全经济运行将造成严重威胁。

(1)淋水装置承受大幅度的超载,发生淋水填料坠毁及其支承梁柱塌落,甚至导致局部或整体倒塌的严重事故。

(2)淋水装置、人字柱和通风筒等部位的混凝土构件多次受到冻融循环破坏,大大降低构件的使用寿命。

3)水结冰后因膨胀产生的冻胀力,可能直接胀破管道、水沟、阀门等设施;土壤冻胀力还可能直接胀破集水池底板、循环水沟的壁和底板等。

(4)由于进风口和淋水填料结冰,直接影响冷却的效果,将造成全年循环水温度提高,从而影响装置的经济效益。由于塔周围地面和塔顶结冰还可能造成意外的人身伤亡或其他事故。