冬季冷卻塔結冰的原因及易結冰的部位

寒冷冬季，北方地區的溫度通常在 0℃以下，根據不同的工藝特點，密閉式冷卻塔有的冬季全天運行，有的部分時間段運行，有的幾乎不用，但無論哪種情況都需要考慮冷卻塔的防凍問題。因此，采取行之有效的防凍措施成為人們關注的焦點。

1  冬季冷卻塔結冰的原因及易結冰的部位

1.1 結冰的原因

①當冷卻塔周圍濕球溫度在零下10度時就可能出現結冰。

②由于塔填料水負荷分配不均,塔填料周邊,淋水孔堵塞處,塔內壁、支承梁柱順流而下的小水流的存在會結冰。

③存在小水流的壁、梁、柱、填料等都是結冰的附著物。

1.2 易結冰的部位

1.2.1冷卻塔進風口處

冷卻塔進風口處是最普遍的也是最容易結冰部位

(1)自然通風冷卻塔的進風口,一般是在塔簡內壁下緣結冰,或在塔內的擋水檐邊緣掛冰。輕者形成一道較薄的冰簾,嚴重時連同塔筒人字柱一起凍結成為一堵厚的冰墻。在塔的背風側,由于塔穿堂風把部分水滴吹灑到人字柱內側面上而結冰。

(2)橫流式冷卻塔進風口百頁窗內緣掛冰,頂部進水槽漏水造成進風口支柱和百頁窗外側大面積結冰。

進風口結冰的主要原因是冷卻塔淋水填料外圍水量過小,造成順塔內壁下流的小水流在進風口上緣處或擋水檐邊緣處受進塔冷空氣的侵襲而結冰。

1.2.2局部淋水填料和鎮料支承梁柱

若全塔熱負荷及水量較少,或由于水量分配不均,會造成局部甚至全部塔填料下部結冰;塔填料外圍,當淋水密度較小時,冷空氣首先由此入侵,最容易形成凍害;在淋水密度較小的其他區域,如水槽堵塞、破損、噴嘴堵塞,濺水碟脫落和不對中等處,也容易造成局部凍害;因淋水填料局部水量過小,沿外圍支承梁柱順流而下,遇入塔冷空氣侵襲也容易結冰。如大慶某廠冷卻塔局部填料下部結成2～4m長的大冰柱,甚至墜毀塔填料。

1.2.3冷卻塔頂部

自然通風冷卻塔的塔頂剛性環內、外緣,由于水汽積聚,形成冰錐,嚴重時形成很大的冰塊。

1.2 結冰的危害

冷卻塔結冰對塔的安全經濟運行將造成嚴重威脅。

(1)淋水裝置承受大幅度的超載,發生淋水填料墜毀及其支承梁柱塌落,甚至導致局部或整體倒塌的嚴重事故。

(2)淋水裝置、人字柱和通風筒等部位的混凝土構件多次受到凍融循環破壞,大大降低構件的使用壽命。

3)水結冰后因膨脹產生的凍脹力,可能直接脹破管道、水溝、閥門等設施;土壤凍脹力還可能直接脹破集水池底板、循環水溝的壁和底板等。

(4)由于進風口和淋水填料結冰,直接影響冷卻的效果,將造成全年循環水溫度提高,從而影響裝置的經濟效益。由于塔周圍地面和塔頂結冰還可能造成意外的人身傷亡或其他事故。