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自然通風冷卻塔冬季結冰原因及其處理對策,自然通風冷卻塔填料

1.自然通風冷卻塔的傳熱原理

自然通風逆流冷卻塔在我國閉式循環(huán)火電廠中得到廣泛應用。鑄造時，其循環(huán)水回水（熱水）通過管道經(jīng)豎井送至熱水分配系統(tǒng)。這種配水系統(tǒng)在平面上呈網(wǎng)狀布置。為槽式配水，然后通過防濺裝置將水灑在填料上；移除并重新使用。塔底為進風口，由人字柱或十字柱支撐。空氣從進風口進入塔體，經(jīng)過填料下方的雨區(qū)，以與熱水流相反的方向流經(jīng)填料（故稱逆流式），經(jīng)過水滴后空氣中的空氣經(jīng)除水器回收后，由塔出口排出。

冷卻塔外的冷空氣進入冷卻塔后，吸收熱水蒸發(fā)和接觸損失的熱量，溫度升高，濕度增大，密度減小。因此，消除器上方的空氣常常是飽和的或接近飽和的。塔外空氣溫度低、濕度低、密度大。由于塔內外空氣密度不同，進風口內外產(chǎn)生壓力差，使塔外空氣源源不斷地流入塔內，無需通風機械提供動力，因此稱為自然通風。

2.冷卻塔布水及濺水裝置

1．冷卻塔配水

循環(huán)水回水（熱水）通過管道送至冷卻塔，通過四個豎井至槽式配水系統(tǒng)（由三級柵欄式配水結構組成）由主水箱、配水箱和配水箱組成），將水分配到塔的整個截面，然后通過噴淋裝置將熱水轉化成小水滴，盡可能均勻地灑在整個塔體上。填充以增強冷卻效果。整個過程包括：將熱水提升至配水液面，分配至整個灌裝段，并通過噴嘴噴灑在灌裝物上。水箱的布置原則是布水均勻、水頭損失小、氣流阻力小、維護方便。為了使水分布均勻，水箱內水面應保持基本水平。

2.噴水裝置

噴水裝置基本上可以分為兩種，一種是通過沖擊力將水絲撕成水滴；另一種是通過沖擊力將水絲撕成水滴。另一種是旋轉式，依靠離心力將水流撕裂并灑向四周。前者要求水壓較低，多用于槽式配水；后者要求水壓較高，多用于管道配水。

3.冷卻塔結冰情況

我廠冷卻塔冬季運行時，氣溫較低時，塔內某些部位會結冰，影響正常運行。

4.結冰部位及其原因

(1)塔進風口。自然通風逆流式冷卻塔一般在塔內壁下緣或擋水檐上容易結冰。嚴重時，大部分進風口會被人字柱堵塞。我廠的冷卻塔上述部位也存在結冰現(xiàn)象，但不是太嚴重。

水結冰必須滿足一些條件，即水的溫度降到冰點以下，要求水的熱含量小，有足夠的冷空氣使水結冰。冷卻水。冰點與水的流動有關，靜止的水冰點高，流動的水冰點低。

塔的上述部位很容易結冰，因為滿足了這些結冰條件：塔內壁下緣往往不是被熱水覆蓋，而是從塔內濺出的水。填料沿著塔管內壁流向這些部位，熱水量并不大；外部冷空氣從進風口上緣大流量進入塔內，提供充足的低溫空氣；水的流速低，冰點高。

（2）梁、柱的填充和支撐。一般情況下，當機組負荷減小、循環(huán)水溫或水量減小、氣溫突然下降時，如果不及時采取相應措施，填料下端和支撐梁上可能結冰。結冰會壓碎支撐梁或塌陷填充物。我廠兩臺機組冬季零度以下運行時，即使機組滿負荷運行，上述部位仍會嚴重結冰，有時還會將浸水的填料拉下。

(3) 塔頂。自然通風冷卻塔塔管頂部的剛性環(huán)內外，塔內出來的濕熱空氣的水蒸氣在其上凝結成冰。有的形成大冰塊，增加塔頂負荷，甚至掉落傷及下方行人。

5.結冰的危險

(1)影響塔的冷卻效果。塔進風口形成冰幕后，進風面積減小，導致進風量減少，從而影響塔的冷卻效果。填料凍結后，影響填料的效率，從而也影響塔的冷卻效果。

(2)增加結構荷載。結冰后，冰的負荷增加。如果設計中不考慮或沒有充分考慮這種荷載，就會造成結構損壞。部分填料結冰后，會導致填料塌陷，這種情況很多。

(3)降低結構的使用壽命。混凝土多次凍融會降低使用壽命，特別是裂紋部位，更容易造成混凝土損壞。

6.冷卻塔防冰措施

正常運行時，冷卻塔內部的循環(huán)水全部分布在填料上，然后在一定的運行條件下，需要將部分或全部熱水排出。通過旁路直接送至集水坑，提高池水溫度。

進風口上檐塔內壁增設一圈防凍管，從進水管引水，并增設分水閥，調節(jié)水量體積。最大設計防凍水量約為循環(huán)水總量的20-40%。在防凍管上開孔，向下噴水，形成熱水幕，可以防止塔體在進風口結冰。同時，由于大量的熱水未經(jīng)填料冷卻而直接進入儲水箱，提高了儲水箱的水溫，也可以防止水箱結冰。這種方法雖然有效，但塔內壁安裝空間小，且成本費時費力。是否使用需要待上述措施實施后才能確定。