防止涼水塔嚴寒季節結冰措施

1、冷卻塔運行現狀

　　冷卻塔結冰是目前國內冷卻塔冬季運行中存在的一大難題。地處寒冷地區，冷卻塔均在冬季運行中存在嚴重結冰現象。

　　循環水冷卻系統裝備了自然通風逆流式雙曲線冷卻塔，通風筒采用鋼筋混凝土澆制，凝汽器出水由管道通過冷卻塔豎井送入熱水分配系統。這種配水系統在平面上呈網狀布置，系槽式布水，然后通過噴濺裝置，將水灑到填料上；經填料后成雨狀落人集水池，冷卻后的水由循環水泵抽走重新使用。塔簡體底部為進風口，用人字柱支承?？諝鈴倪M風口進入塔體，穿過填料下的淋水區，與淋水成相反方向流過填料，通過除水器回收空氣中的水滴后，再從塔筒出口排出。塔外冷空氣進入冷卻塔后，吸收由熱水蒸發和接觸散失的熱量，溫度增加，濕度變大，密度變小。因此，除水器以上的空氣經常是飽和或接近飽和狀態。塔外空氣溫度低、濕度小、密度大。由于塔內、外空氣密度有差異，在進風口內外產生壓差，致使塔外空氣源源不斷地流進塔內而無需通風機械提供動力，故稱為自然通風。

　　電廠循環水系統運行冬季與其它季節差別不大，在冬季循環水量依然很大，所有冷卻塔一直運行。當天氣寒冷，氣溫較低時，塔的某些部位結冰嚴重，影響正常運行。

2、嚴寒季節循環水運行方式優化

　　循環水系統及冷卻塔的冷卻能力是按照夏季當地最高環境溫度下滿足凝汽器真空需要進行設計的，因此，在冬季環境溫度較低時，冷卻塔的冷卻能力裕量很大。由于冬季抽汽供熱量較大，凝汽器熱負荷大幅度降低。由于環境溫度低，循環水系統熱負荷小，冷卻塔底部結冰嚴重。

　　冬季運行時三臺機組供熱抽汽、凝汽器排汽、真空度、排汽飽和溫度、冷凝器冷卻負荷等運行工況不變，循環水系統由3泵2塔運行，改為2泵2塔運行，循環水量為6000?m3 ／h。此時冷卻塔底池水溫度升高5℃左右，冷凝器進水溫度為12℃左右，出水溫度22℃左右。能夠保證循環水系統的冷卻能力，滿足機組運行真空的需要。?????

????循環水系統冬季優化運行后，節省1臺循環水泵的運行費用，每臺循環水泵正常運行平均負荷為240?kW左右，每個采暖季按120天，電費按0．5元／kWh計算，每年節約電費：?????240kW×24h／d×120d×0．5元／kWh=345600元。

3、冷卻塔防結冰研究

3.1結冰部位及分析

(1)人字柱進風口。自然通風逆流式冷卻塔容易在塔的簡體內壁下緣，嚴重的連同人字柱一起結成冰簾。此處結冰的主要原因有：塔的筒體內壁下緣處通常淋不到熱水，只是從填料中濺出的水沿塔簡內壁流到這些部位，熱水量不大，流速較低；大量的冷空氣以較高的流速從此處進入冷卻塔，散熱能力強。

(2)填料下部及支承梁柱處。在氣溫很低、布水不均勻、水量少、水溫低等情況下，如不及時采取相應措施，會在填料下端部位及支承梁柱上結冰。氣溫低時環境冷卻能力增強；布水不均勻、水量少會使局部冷空氣流量大、流速高，散熱能力強；水量少、水溫低需冷卻的水的熱負荷低，很容易結冰。

3.2?防結冰措施

3.2.1??提高上塔水溫

　　采用了減少循環水量，提高水溫的措施，將上塔水溫提高到22℃左右，池水溫度提高到12℃左右，有效地防止了冷卻塔結冰。

3.2.2??加大淋水密度

　　加大冷卻塔淋水密度可以增大冷空氣進塔阻力，降低冷空氣流量和流速，減少熱量損失，提高塔內溫度，同時還可以降低布水不均的情況，從而防止結冰。已經結冰的冷卻塔可在短時間內增開循環水泵，大幅度增加淋水密度，以迅速熔化和沖脫冰凌。在氣溫、熱負荷、水溫、水量不變，穩定運行的情況下，可采用以下兩種方式加大淋水密度。

(1)減少運行塔數。如濟二礦電廠將2塔運行改為1塔運行。這種方式適用于母管制循環冷卻水系統，冬季運行時根據散熱負荷需要，將多塔運行改為單塔或2塔運行，達到節電和防冰的目的。

(2)淋水填料分區運行。淋水填料分區運行就是改造冷卻塔配水系統，使進塔熱水不再分布到所有的填料，而是只引人塔外圍的填料，形成所謂的干填料和濕填料區。這樣做的目的是增加外圍填料的水負荷，形成高密度的環行降水區，使空氣進入冷卻塔的流動阻力增大，從而控制進入冷卻塔的冷卻空氣量，同時冷卻塔用以進行質交換的傳熱面積也大大減小，從而達到防冰的目的。分區運行也可以采取半邊或部分填料運行的方式。

3.2.3??使用防冰管

　　在冷卻塔筒體內壁下緣加裝一個環型熱水管，管子的下部均勻地開設許多圓孔，用來噴灑熱水，淋水恰好在冷卻塔的進風口位置，噴灑的熱水預熱了進入冷卻塔的空氣，相當于改變了淋水填料運行的大氣環境；同時在冷卻塔進風口處形成水簾，增加了空氣的流動阻力，限制了冷卻塔的進風量，直接的效果就是防止冷卻塔簡體內壁下緣結冰。防冰管熱水負荷需根據氣溫及系統運行情況進行調節。

3.2.4??控制入塔空氣量

(1)設置擋風圍裙。采用塑料編織布為冷卻塔做圍裙，圍在冷卻塔人字柱的外側，上部與冷卻塔的筒?體下緣封閉，縫小繩固定在人字柱上，下側可根據氣溫、池水溫度等運行情況調節圍裙高度，以控制進入冷卻塔的冷空氣量。此種方式使冷空氣入口降低，經過與淋水的逆流預熱后，進入填料提高速度，加快逆流換熱，有利于防止填料底部結冰。同時冷卻塔的筒體內側下緣形成氣流低速區，有效的防止了該處結冰。

(2)增大空氣流出阻力。將塑料編織布或其他耐水材料做成環形，在冷卻塔內除水器的上部，自冷卻塔簡體壁內側向塔中心延伸設置，從填料的上部封閉外環填料的空氣流。冷空氣進入冷卻塔，要穿過環型水簾進行預熱后，進入中部填料，同時增大了空氣阻力，減少了空氣流量．外環填料有水流落下，卻無逆流冷空氣，使淋水溫度較高，避免結冰。

4??結束語

　　綜上所述，寒冷地區冷卻塔通過調整循環冷卻水系統運行方式及冷卻塔防冰處理達到節能及防冰的效果是比較明顯的，基本解決了北方冬季獨有的冷卻塔嚴重結冰的情況，提高了冷卻塔自身運行的可靠性，改善了冷卻塔運行工況。同時降低了循環水泵部件的損耗，延長了其使用壽命，使冷卻塔運行更加安全平穩。

　　參考文獻：熱電廠循環冷卻水系統優化運行與冷卻塔防結冰研究，劉學冰，《山東煤炭科技》2007年第2期