防止涼水塔嚴(yán)寒季節(jié)結(jié)冰措施

1、嚴(yán)寒季節(jié)冷卻塔防結(jié)冰措施徐秀國 （ 山東華聚能源股份有限公司濟(jì)二礦電廠）摘要 寒冷地區(qū)冷卻塔冬季運行時結(jié)冰現(xiàn)象嚴(yán)重，給安全生產(chǎn)和操作維護(hù)都帶來許多困難。本文介紹了通過調(diào)整循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運行方式及冷卻塔防冰處理達(dá)到節(jié)能及防冰的效果。關(guān)鍵詞冷卻塔結(jié)冰 節(jié)能 循環(huán)冷卻水1 冷卻塔運行現(xiàn)狀冷卻塔結(jié)冰是目前國內(nèi)冷卻塔冬季運行中存在的一大難題。地處寒冷地區(qū)，冷卻塔均在冬季運行中存在嚴(yán)重結(jié)冰現(xiàn)象。山東華聚能源股份有限公司濟(jì)二礦電廠循環(huán)水冷卻系統(tǒng)裝備了自然通風(fēng)逆流式雙曲線冷卻塔， 通風(fēng)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(tǒng)。這種配水系統(tǒng)在平面上呈網(wǎng)狀布置，系槽式布水，然后通過噴濺

2、裝置，將水灑到填料上；經(jīng)填料后成雨狀落人集水池，冷卻后的水由循環(huán)水泵抽走重新使用。塔簡體底部為進(jìn)風(fēng)口，用人字柱支承?？諝鈴倪M(jìn)風(fēng)口進(jìn)入塔體，穿過填料下的淋水區(qū)，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(jìn)入冷卻塔后，吸收由熱水蒸發(fā)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(jīng)常是飽和或接近飽和狀態(tài)。塔外空氣溫度低、濕度小、 密度大。 由于塔內(nèi)、外空氣密度有差異，在進(jìn)風(fēng)口內(nèi)外產(chǎn)生壓差，致使塔外空氣源源不斷地流進(jìn)塔內(nèi)而無需通風(fēng)機(jī)械提供動力，故稱為自然通風(fēng)。電廠循環(huán)水系統(tǒng)運行冬季與其它季節(jié)差別不大，在冬季循環(huán)水量依然很大，所有冷卻塔一

3、直運行。當(dāng)天氣寒冷，氣溫較低時，塔的某些部位結(jié)冰嚴(yán)重，影響正常運行。2 嚴(yán)寒季節(jié)循環(huán)水運行方式優(yōu)化循環(huán)水系統(tǒng)及冷卻塔的冷卻能力是按照夏季當(dāng)?shù)刈罡攮h(huán)境溫度下滿足凝汽器真空需要進(jìn)行設(shè)計的，因此，在冬季環(huán)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(fù)荷大幅度降低。由于環(huán)境溫度低，循環(huán)水系統(tǒng)熱負(fù)荷小，冷卻塔底部結(jié)冰嚴(yán)重。冬季運行時三臺機(jī)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(fù)荷等運行工況不變，循環(huán)水系統(tǒng)由3 泵 2 塔運行， 改為 2 泵 2 塔運行， 循環(huán)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(jìn)水溫度為12左右，出水溫度22左右

4、。能夠保證循環(huán)水系統(tǒng)的冷卻能力，滿足機(jī)組運行真空的需要。循環(huán)水系統(tǒng)冬季優(yōu)化運行后，節(jié)省 1 臺循環(huán)水泵的運行費用，每臺循環(huán)水泵正常運行平均負(fù)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(jié)約電費：240kW X 24h/dX 120dX0. 5 元/ kWh=345600元3 冷卻塔防結(jié)冰研究3.1 結(jié)冰部位及分析(1) 人字柱進(jìn)風(fēng)口。自然通風(fēng)逆流式冷卻塔容易在塔的簡體內(nèi)壁下緣，嚴(yán)重的連同人字柱一起結(jié)成冰簾。此處結(jié)冰的主要原因有：塔的筒體內(nèi)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(nèi)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(jìn)

5、入冷卻塔，散熱能力強(qiáng)。(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(yīng)措施，會在填料下端部位及支承梁柱上結(jié)冰。氣溫低時環(huán)境冷卻能力增強(qiáng)；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(qiáng)；水量少、水溫低需冷卻的水的熱負(fù)荷低，很容易結(jié)冰。3.2 防結(jié)冰措施3.2.1 提高上塔水溫如前所述，濟(jì)二礦電廠采用了減少循環(huán)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(jié)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(jìn)塔阻力，降低冷空氣流量和流速，減少熱量損失，提高塔內(nèi)溫度，同時還可以降低布水不均

6、的情況，從而防止結(jié)冰。已經(jīng)結(jié)冰的冷卻塔可在短時間內(nèi)增開循環(huán)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(fù)荷、水溫、水量不變，穩(wěn)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(shù)。如濟(jì)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(huán)冷卻水系統(tǒng)，冬季運行時根據(jù)散熱負(fù)荷需要，將多塔運行改為單塔或2 塔運行，達(dá)到節(jié)電和防冰的目的。(2) 淋水填料分區(qū)運行。淋水填料分區(qū)運行就是改造冷卻塔配水系統(tǒng)，使進(jìn)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(qū)。這樣做的目的是增加外圍填料的水負(fù)荷，形成高密度的環(huán)行降水區(qū)，使空氣進(jìn)入冷卻塔的流動

7、阻力增大，從而控制進(jìn)入冷卻塔的冷卻空氣量，同時冷卻塔用以進(jìn)行質(zhì)交換的傳熱面積也大大減小，從而達(dá)到防冰的目的。分區(qū)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(nèi)壁下緣加裝一個環(huán)型熱水管，管子的下部均勻地開設(shè)許多圓孔，用來噴灑熱水，淋水恰好在冷卻塔的進(jìn)風(fēng)口位置，噴灑的熱水預(yù)熱了進(jìn)入冷卻塔的空氣，相當(dāng)于改變了淋水填料運行的大氣環(huán)境；同時在冷卻塔進(jìn)風(fēng)口處形成水簾，增加了空氣的流動阻力， 限制了冷卻塔的進(jìn)風(fēng)量，直接的效果就是防止冷卻塔簡體內(nèi)壁下緣結(jié)冰。防冰管熱水負(fù)荷需根據(jù)氣溫及系統(tǒng)運行情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。3.2.4 控制入塔空氣量(1) 設(shè)置擋風(fēng)圍裙。采用塑料編織布為冷卻塔做圍裙

8、，圍在冷卻塔人字柱的外側(cè)，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(cè)可根據(jù)氣溫、池水溫度等運行情 況調(diào)節(jié)圍裙高度，以控制進(jìn)入冷卻塔的冷空氣量。此種方式使冷空氣入口降低， 經(jīng)過與淋水的逆流預(yù)熱后， 進(jìn)入填料提高速度， 加快逆流 換熱，有利于防止填料底部結(jié)冰。同時冷卻塔的筒體內(nèi)側(cè)下緣形成氣流低速區(qū)，有效的防止了該處結(jié)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(huán)形，在冷卻塔內(nèi)除水器的 上部，自冷卻塔簡體壁內(nèi)側(cè)向塔中心延伸設(shè)置，從填料的上部封閉外環(huán)填料的空氣流。冷空氣進(jìn)入冷卻塔，要穿過環(huán)型水簾進(jìn)行預(yù)熱后， 進(jìn)入中部填料，同時增大了空氣阻力， 減少了空氣流量.外環(huán)填料有水流落下，卻無逆流冷空氣，使淋水溫度較高，避免結(jié)冰。 4結(jié)束語綜上所述，寒冷地區(qū)冷卻塔通過調(diào)整循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運行方式及冷卻塔防冰處理達(dá)到節(jié) 能及防冰的效果是比較明顯的，基本解決了北