基于风量控制的冷却塔防挂冰理论研究.pdf

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1、295理论研究基于风量控制的冷却塔防挂冰理论研究朱高鹏,王娇龙,卢言玉,丁杜杰（烟台荏原空调设备有限公司冷却塔技术部,山东烟台264000）摘　要：为解决冷却塔冬季挂冰问题，研究了防止冷却塔挂冰的相关理论，发现了基于风量控制的冷却塔防挂冰方法具有现实可行性，研究开发了一种基于风量控制的冷却塔防挂冰智能控制装置，为解决冬季冷却塔挂冰提供了一种方案参考。关键词：冷却塔；冬季挂冰；风量控制；理论研究DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.2550　前言　　进入冬季，随温度降低，冷却塔四周出现不同程

2、度的挂冰，尤其是在进风侧。冷却塔挂冰后，影响其换热效率，局部挂冰严重的部位，对填料造成损坏。对用户造成困扰，对冷却塔的安全运行产生不利因素，影响用户的正常使用。为提高冷却塔的换热效率，降低填料损失，[1-3]国内学者进行了大量研究。目前，冬季防止冷却塔挂冰的方法主要有两种：一是增设冷却塔防冻门，利用热源的方法，提高进风的温度；二是在冷却塔填料上增设启闭扣条，形成干段填料区和湿段填料区，降低热交换面积，从而达到防止冷却塔挂冰。论文根据冷却塔防冻门原理，进行分析研究，并提出实际的有效解决措施，为解决冷却塔挂冰问题提供参考。1　消除

3、挂冰的理论分析　　通过调研发现，冷却塔冬季运行，最容易结冰的部位主要集中于进风侧护板等部件周围、风筒边缘、淋水填料的外边缘处。造成上述现象的原因在于：①冷却塔在运行中，喷淋水降到填料周围的护板及立柱等部件上，遇冷空气结冰，并逐渐累积；②混合湿空气在出塔后，温度降低，形成过饱和湿空气，析出液态水，以及漂水等问题，水汽在风筒周围积聚结冰；③淋水填料外围水量小，当水量分配不当，部分填料水量过小，容易造成填料外边缘结冰。　　防冻门解决冷却塔挂冰问题，其作用为在冬季低温时，在进风侧增设伴热管，在环形管路内通热水，预热进入塔内的空气，一方

4、面增图1　风量控制装置工作流程示意图加空气流动阻力，即限制进入冷却塔的进风量，另一方面提高空气温度，从而达到防止挂冰的问题。防冻门方法与冷却塔填料上增设启闭调节、喷淋水量调节等方法，使系统工作状态趋向设定范围。系统生扣条方法相比，防冻门可调节范围大，冷却塔用户自行调节较为便捷，成并记录设备运行参数，以供评判。[4]对解决实际问题具有较好的可操作性。3　技术指标评判　　通过上述分析可以发现，防冻门解决挂冰问题，通过减小进入塔[5]体内的风量和提高进入塔体内空气的温度的途径实现。在实际操作　　利用铝合金活动式百叶进行控制风量的方法

5、，具有理论及实践的中，提高进入塔体内的空气温度，最常用的方法是在进风侧进行管路可行性。从长远看，铝合金活动式百叶进行控制风量方案经济型优势改造，在外围单独增加热源或者将需要冷却的热源引至进风侧，涉及明显，根据冷却塔实际运行工况，通过铝合金活动式百叶开度调节进的管路改造、管路固定方案设计较为复杂，而且管路改造会对产品美行风量控制，减小进入塔体内的风量的方法，降低冷源比例，提高热[6]观、非挂冰季节换热效率等产生不利因素。减小进入塔体内的风量源比例，以此保证集水池水温和填料温度高于结冰点，使活动式百叶的方法，降低冷源比例，提高热源

6、比例，在理论上具有可行性，改造自行调节，达到冷却塔最佳的经济工况。相对方便，基于上述因素考虑，减小进入塔体内的风量的方法，是一种相对更可行的方法。参考文献：[1]姬保江.结冰地区冷却塔防冰技术与应用[J].工业用水与废2　风量控制装置研究水,2005(02):76-77.　　风量控制装置的核心部件为铝合金活动式百叶安装位置为填料进[2]杨雪.冷却塔的防冰技术研究[J].大庆师范学院学风侧。其优点体现为：铝合金力度小、强度高，采用打孔-螺栓连接方案，报,2012(06):97-99.改造方便；外形美观，角度可调，手动、电动调节实

7、现方便；在非挂[3]聂忠轩.防冰技术在寒冷地区冷却塔改造上的应用[J].工业水处冰季节使用，无需拆卸。其工作流程如图1所示。理,2004(11):75-76.　　系统通过传感器采集冷却塔进风侧空气状态，以及易结冰部位的[4]毕永尧.消除冷却塔冰害的对策与方法[J].化工给排水设物理参数，获取冷却塔工作状态。若温度过低，导致冷却塔已经出现计,1995(02):14-21.挂冰，系统发出警报，操作人员根据挂冰程度作出判断，若挂冰严重，[5]韩军,黄浦泽.机械通风冷却塔的冬季防冰措施[J].科技资可以停止风机，关闭百叶，利用待冷却热

8、源的热量溶解挂冰。操作人讯,2011(20):59.员也可以通过风机运行状态调节、水量调节布水状态调节等方法进行[6]王荆陆.寒冷地区冷却塔防冰新技术[J].给水排解决，在允许的条件下，也可以人工铲冰；温度过高或过低，系统可水,2000(02):48-49+1.自动调节百叶开